Detector de ionización por descarga de barrera dieléctrica
Características de BID
La tecnología patentada de Shimadzu se ha adoptado para el detector BID, que incorpora ionización a través de un nuevo plasma de descarga de barrera dieléctrica.
Es más sensible que los detectores convencionales, es capaz de detectar componentes que eran difíciles de datar para FID, TCD y otros detectores multipropósito y, además, conserva la estabilidad a largo plazo.
| Compuestos orgánicos | Hasta 0,1 ppm (Hasta 1,5 pg/seg) |
(Se utiliza hidrógeno) |
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| Todos los compuestos excepto los gases portadores | Hasta 10 ppm | ||
detector de ionización |
Todos los compuestos excepto He y Ne | <0,1 ppm (<1,0 pg/seg) |
*) Esto varía según las condiciones de medición y las muestras.
Según los ejemplos de análisis Shimadzu.
El secreto es...
Detector de ionización por descarga convencional
Son bien conocidos los detectores en los que las muestras se ionizan mediante helio excitado. Por ejemplo, los detectores de fotoionización por descarga pulsada (PDD) cuantifican las muestras como se muestra a continuación.
- 1 Se aplica un pulso de alto voltaje entre electrodos de descarga en un gas He, generando una descarga.
- Las moléculas de He pasan a un estado excitado debido a la descarga. Luego, en el proceso de retorno a su estado fundamental, liberan luz ultravioleta en un amplio rango de energía (17,7 eV).
- 3 La energía luminosa de esta luz ultravioleta arranca los electrones de la muestra y la ioniza.
(M→M + + e-)
(!) La energía de irradiación de He es alta, 17,7 eV, y es capaz de ionizar todas las muestras excepto Ne. - Los electrones generados son absorbidos por el electrodo y detectados como corriente.
Tecnología BID patentada
En Shimadzu, la tecnología BID se desarrolló incorporando nuestra tecnología patentada a un detector convencional. Las características de la tecnología patentada Shimadzu son las siguientes.
(1) Sistema de descarga de barrera dieléctrica
Cuando se genera la descarga, los electrodos de descarga utilizados para crearla se recubren con un dieléctrico (vidrio de cuarzo). Cubrirlos con un dieléctrico ofrece las siguientes ventajas.
- La corriente de descarga es limitada, lo que evita el sobrecalentamiento de los electrodos y la cámara de descarga debido a las grandes corrientes, por lo que se forma una descarga estable. (El plasma generado está a baja temperatura, cercana a la temperatura ambiente).
- El plasma generado por la descarga no hace contacto con el electrodo debido al dieléctrico, por lo que no se producen daños en el electrodo por pulverización catódica, lo que produce una excelente estabilidad a largo plazo.
Como se mencionó anteriormente, la descarga de la barrera dieléctrica genera un plasma a una temperatura de gas muy baja (cerca de la temperatura ambiente). Casi no hay sensación de calor incluso si el plasma entra en contacto con la piel. Una característica de esta baja generación de calor es que se suprimen las fluctuaciones de temperatura en el componente generador de plasma, lo que ayuda a minimizar el ruido de salida del detector.
(2) ¡Tecnología patentada de tubo de escape de derivación! Patente n.° 05136300
Se conecta un tubo de escape de derivación entre el componente generador de plasma y el colector de carga eléctrica. Esta configuración garantiza la eliminación de parte del gas de descarga utilizado para la generación de plasma.
Para mantener la pureza del gas de descarga, es preferible que el caudal del gas de descarga en el componente generador de plasma sea igual o superior a un determinado nivel. Al mismo tiempo, si el caudal del gas de descarga en el colector de carga eléctrica es excesivo, el gas de muestra se diluirá inadvertidamente. Por consiguiente, la instalación de un escape de derivación controla el caudal hacia el colector de carga eléctrica mientras se mantiene el caudal en el componente generador de plasma.
- Ejemplo de análisis:
- → Análisis del gas aislante SF6 mediante cromatografía de gases y dilución de líquidos (BID)
Comentarios del investigador
La descarga de barrera dieléctrica es una técnica antigua que se ha utilizado desde la época de la llamada descarga eléctrica silenciosa. Sin embargo, el progreso en la comprensión del plasma a presión atmosférica generado por la descarga es reciente. La combinación de información con respecto al plasma a presión atmosférica de la investigación cooperativa en la Universidad de Osaka con la tecnología de medición de precisión de Shimadzu ha permitido la realización de un detector de ionización de alta sensibilidad que utiliza estas características de descarga. Nos gustaría aprovechar esta oportunidad para expresar nuestro agradecimiento al Profesor Asociado Katsuhisa Kitano de la Universidad de Osaka, quien ha estado involucrado en la investigación y el desarrollo desde el principio.
Kei Shinada
(Laboratorio de Investigación Tecnológica,
Shimadzu Corporation)
