Détecteur d'ionisation à décharge à barrière diélectrique
Caractéristiques de BID
La technologie exclusive de Shimadzu a été adoptée pour le détecteur BID, qui intègre l'ionisation via un nouveau plasma de décharge à barrière diélectrique.
Il est plus sensible que les détecteurs conventionnels, est capable de détecter des composants difficiles à dater pour les détecteurs FID, TCD et autres détecteurs polyvalents et, en outre, conserve une stabilité à long terme.
| Composés organiques | Jusqu'à 0,1 ppm (Jusqu'à 1,5 pg/sec) |
(Hydrogène utilisé) |
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| Tous les composés à l'exception des gaz vecteurs | Jusqu'à 10 ppm | ||
détecteur d'ionisation |
Tous les composés sauf He et Ne | < 0,1 ppm (<1,0 pg/sec) |
*) Cela varie en fonction des conditions de mesure et des échantillons.
Selon les exemples d’analyse Shimadzu.
Le secret est...
Détecteur à ionisation à décharge conventionnelle
Les détecteurs dans lesquels les échantillons sont ionisés par de l'hélium excité sont bien connus. Par exemple, les détecteurs à photo-ionisation à décharge pulsée (PDD) quantifient les échantillons comme indiqué ci-dessous.
- 1 Une impulsion haute tension est appliquée entre des électrodes de décharge dans un gaz He, générant une décharge.
- 2 Les molécules d'hélium passent à un état excité grâce à la décharge. Ensuite, lors du processus de retour à leur état fondamental, elles émettent de la lumière ultraviolette sur une large gamme d'énergie (17,7 eV).
- L’énergie lumineuse de cette lumière ultraviolette enlève les électrons de l’échantillon, l’ionisant.
(M→M + + e-)
(!) L'énergie d'irradiation de He est élevée, 17,7 eV, et est capable d'ioniser tous les échantillons autres que Ne. - 4 Les électrons générés sont captés par l’électrode et détectés sous forme de courant.
Technologie BID exclusive
Chez Shimadzu, la technologie BID a été développée en incorporant notre technologie exclusive dans un détecteur conventionnel. Les caractéristiques de la technologie exclusive Shimadzu sont les suivantes.
(1) Système de décharge à barrière diélectrique
Lors de la génération de la décharge, les électrodes utilisées pour la créer sont recouvertes d'un diélectrique (verre de quartz). Le fait de les recouvrir d'un diélectrique offre les avantages suivants.
- Le courant de décharge est limité, supprimant la surchauffe des électrodes et de la chambre de décharge due aux courants importants, de sorte qu'une décharge stable se forme. (Le plasma généré est à basse température, proche de la température ambiante.)
- Le plasma généré par la décharge n'entre pas en contact avec l'électrode en raison du diélectrique, de sorte que l'électrode n'est pas endommagée par la pulvérisation cathodique, ce qui produit une excellente stabilité à long terme.
Comme indiqué précédemment, la décharge à barrière diélectrique génère un plasma à une température de gaz très basse (proche de la température ambiante). Il n'y a quasiment aucune sensation de chaleur même si le plasma entre en contact avec la peau. Une caractéristique de cette faible génération de chaleur est que les fluctuations de température au niveau du composant générateur de plasma sont supprimées, ce qui contribue à minimiser le bruit de sortie du détecteur.
(2) Technologie brevetée de tube d'échappement à dérivation ! Brevet n° 05136300
Un tube d'évacuation de dérivation est connecté entre le composant générateur de plasma et le collecteur de charge électrique. Cette configuration assure l'évacuation d'une partie du gaz de décharge utilisé pour la génération de plasma.
Afin de maintenir la pureté du gaz de décharge, il est préférable que le débit du gaz de décharge au niveau du composant générateur de plasma soit égal ou supérieur à un certain niveau. En même temps, si le débit du gaz de décharge au niveau du collecteur de charge électrique est excessif, le gaz d'échantillon sera dilué par inadvertance. Par conséquent, l'installation d'un échappement de dérivation contrôle le débit vers le collecteur de charge électrique tout en maintenant le débit au niveau du composant générateur de plasma.
- Exemple d'analyse :
- → Analyse du gaz isolant SF6 par GC-BID
Commentaires du chercheur
La décharge à barrière diélectrique est une technique ancienne qui a été utilisée depuis l'époque de la décharge électrique dite silencieuse. Cependant, les progrès dans la compréhension du plasma à pression atmosphérique généré par décharge sont récents. La combinaison des informations relatives au plasma à pression atmosphérique issues de la recherche coopérative de l'Université d'Osaka avec la technologie de mesure de précision de Shimadzu a permis la réalisation d'un détecteur d'ionisation à haute sensibilité utilisant ces caractéristiques de décharge. Nous aimerions profiter de cette occasion pour exprimer notre gratitude au professeur associé Katsuhisa Kitano de l'Université d'Osaka, qui a été impliqué dans la recherche et le développement depuis le début.
Kei Shinada
(Laboratoire de recherche technologique,
Shimadzu Corporation)
