+7 (812) 982-0188
+7 (905) 982-0188
+7 (905) 982-0188
Есть вопросы? Звоните!
Поставка оборудования, комплектующих и запасных частей
Neuman&Esser
Пламенно-ионизационные
Пламенно-ионизационный детектор (FID): «Золотой Стандарт» для анализа углеводородов
В хроматографии и газоанализе пламенно-ионизационный детектор (FID) десятилетиями остается эталоном точности для определения углеводородных соединений. Его уникальная способность детектировать органические связи C-H с исключительной чувствительностью и линейностью делает FID незаменимым в нефтехимии, экологии и контроле топлива. В отличие от универсальных PID, FID фокусируется на количественном анализе, обеспечивая надежность, где другие методы бессильны.
Принцип Работы FID: Огонь, Ионы и Ток
Ключевой процесс – ионизация молекул в водородном пламени:
Подача газов:
Анализируемая проба смешивается с водородом (H₂) и воздухом (окислитель).
Горение:
Смесь воспламеняется на раскаленной нити (температура пламени: 2000°C).
Ионизация:
Органические молекулы с связями C-H пиролизуются в пламени, образуя ионы CHO⁺ и электроны.
Детектирование:
Ионы притягиваются к электродам (катод/анод), создавая ионный ток (10⁻¹²–10⁻⁶ А).
Измерение:
Сила тока пропорциональна числу атомов углерода в пробе.
Сигнал усиливается и преобразуется в пики хроматограммы или концентрацию (ppm/ppb).
Важно: FID не разрушает пробу полностью – часть молекул проходит дальше (например, в масс-спектрометр).
Анализируемая проба смешивается с водородом (H₂) и воздухом (окислитель).
Горение:
Смесь воспламеняется на раскаленной нити (температура пламени: 2000°C).
Ионизация:
Органические молекулы с связями C-H пиролизуются в пламени, образуя ионы CHO⁺ и электроны.
Детектирование:
Ионы притягиваются к электродам (катод/анод), создавая ионный ток (10⁻¹²–10⁻⁶ А).
Измерение:
Сила тока пропорциональна числу атомов углерода в пробе.
Сигнал усиливается и преобразуется в пики хроматограммы или концентрацию (ppm/ppb).
Важно: FID не разрушает пробу полностью – часть молекул проходит дальше (например, в масс-спектрометр).
Что обнаруживает FID? Ключевые применения
Детектор реагирует только на соединения с C-H-связями:
Категория | Примеры соединений | Стандарты анализа |
Топлива | Бензин, дизель, керосин, авиационное топливо | ASTM D4815, ГОСТ Р 52256-2019 |
Летучие УВ | Метан, этан, пропан, бензол, толуол | ГОСТ 31371.7-2008 |
Растворители | Гексан, изопропанол, ацетон | EPA Method 8015 |
Биопродукты | Жирные кислоты, биодизель | EN 14103 |
Загрязнители | Нефтепродукты в воде/почве | ГОСТ 31953-2012 |
Не обнаруживает:
- Неорганические газы (CO, CO₂, NO₃, SO₂).
- Газы без C-H (H₂O, N₂, O₂, галогены).
- Формальдегид, муравьиную кислоту.
Преимущества FID: Почему он лидер
Сверхвысокая чувствительность:
Регистрирует 0.1 ppb углеводородов (в 1000× чувствительнее PID для алканов).
Линейность отклика:
Динамический диапазон 10⁷ (от ppb до %). Идеален для количественного анализа.
Универсальность для C-H:
Одинаково реагирует на метан и бензол (в отличие от PID с переменным откликом).
Робастность:
Нечувствителен к воде, CO₂, инертным газам.
Долговечность:
Нет расходных ламп (как в PID). Срок службы – годы.
Регистрирует 0.1 ppb углеводородов (в 1000× чувствительнее PID для алканов).
Линейность отклика:
Динамический диапазон 10⁷ (от ppb до %). Идеален для количественного анализа.
Универсальность для C-H:
Одинаково реагирует на метан и бензол (в отличие от PID с переменным откликом).
Робастность:
Нечувствителен к воде, CO₂, инертным газам.
Долговечность:
Нет расходных ламп (как в PID). Срок службы – годы.
Сравнение FID vs. PID: Когда выбрать FID
Выбор оптимального течеискателя – ответственная задача. Ключевые параметры:
Параметр | FID | PID |
Целевые соединения | Углеводороды (C-H связи) | Широкий спектр ЛОС |
Чувствительность | Выше для алканов (C1-C10) | Выше для ароматики/кетонов |
Селективность | Только C-H | ЛОС с ЭИ < энергии лампы |
Линейность | 10⁷ | 10³–10⁵ |
Реакция на метан | Да | Нет (ЭИ=12.6 эВ) |
Типичное применение | Хроматография, топливные нормы | Промбезопасность, экология |
FID выбирают, если:
- Нужен точный количественный анализ УВ (нефтепродукты, газ).
- Требуется соответствие жёстким стандартам (ASTM, ГОСТ, EN).
- Работа с метаном и легкими алканами (где PID неэффективен).
Ограничения FID
Течеискатели – не универсальные приборы. Их применение диктуется спецификой отрасли и задачи:
- Взрывоопасность:
- Требует подачи водорода (класс опасности 1). Необходимы взрывозащита (ATEX) и вентиляция.
- Деструктивность:
- Проба сжигается – невозможен последующий анализ.
- Сложность эксплуатации:
- Требует точной регулировки потоков H₂/воздуха (оптимум: H₂:30 мл/мин, воздух:300 мл/мин).
- Не селективен внутри C-H:
- Не различает метан и бензол без хроматографического разделения.
Критерии выбора FID детектора
Чувствительность:
Минимальный детектируемый уровень (MDL) в г/с или пг С/с (грамм/секунду или пикограмм углерода/секунду).
Динамический диапазон:
Соотношение max/min концентрации (стандарт: ≥10⁷).
Конструкция горелки:
Кварцевые сопла устойчивы к коррозии; керамические – для агрессивных проб.
Температура детектора:
До 400°C для предотвращения конденсации тяжёлых УВ.
Интеграция с хроматографом:
Совместимость с колонками (капиллярные/насадочные), скорость отклика.
Автоматизация:
Автоподжиг, контроль пламени, цифровая коррекция базовой линии
Минимальный детектируемый уровень (MDL) в г/с или пг С/с (грамм/секунду или пикограмм углерода/секунду).
Динамический диапазон:
Соотношение max/min концентрации (стандарт: ≥10⁷).
Конструкция горелки:
Кварцевые сопла устойчивы к коррозии; керамические – для агрессивных проб.
Температура детектора:
До 400°C для предотвращения конденсации тяжёлых УВ.
Интеграция с хроматографом:
Совместимость с колонками (капиллярные/насадочные), скорость отклика.
Автоматизация:
Автоподжиг, контроль пламени, цифровая коррекция базовой линии
~
Сферы применения FID
Нефтегазовая отрасль:
Анализ состава попутного нефтяного газа (ПНГ), контроль фракций бензина (ASTM D5134).
Экологический мониторинг:
Определение нефтепродуктов в воде/почве (ГОСТ 31953-2012), выбросы УВ с предприятий.
Контроль топлива:
Испытание бензинов на содержание бензола, кислородсодержащих добавок (EN 228).
Химическая промышленность:
Анализ чистоты растворителей, мономеров (стирол, этилен).
Лабораторная хроматография:
Детектирование в ГХ после разделения колонкой (95% всех ГХ-анализов УВ).
.
Анализ состава попутного нефтяного газа (ПНГ), контроль фракций бензина (ASTM D5134).
Экологический мониторинг:
Определение нефтепродуктов в воде/почве (ГОСТ 31953-2012), выбросы УВ с предприятий.
Контроль топлива:
Испытание бензинов на содержание бензола, кислородсодержащих добавок (EN 228).
Химическая промышленность:
Анализ чистоты растворителей, мономеров (стирол, этилен).
Лабораторная хроматография:
Детектирование в ГХ после разделения колонкой (95% всех ГХ-анализов УВ).
.
FID – незаменимый инструмент там, где требуется прецизионный количественный анализ углеводородов. Его надежность, чувствительность и соответствие международным стандартам делают его «рабочей лошадкой» лабораторий от НИИ до нефтеперерабатывающих заводов. Несмотря на появление новых технологий, FID остается безальтернативным для задач, где критична точность данных по C-H-соединениям.
Наши контакты
+7 (812) 982-0188
info@foursp.ru
г. Санкт-Петербург, вн. Тер. г. Муниципальный округ Народный, ул. Новоселов, д.8, лит. А, оф. 691/1
info@foursp.ru
г. Санкт-Петербург, вн. Тер. г. Муниципальный округ Народный, ул. Новоселов, д.8, лит. А, оф. 691/1
Оставить заявку
