Detector de ionização por descarga de barreira dielétrica
Características do BID
A tecnologia proprietária da Shimadzu foi adotada para o detector BID, que incorpora ionização por meio de um novo plasma de descarga de barreira dielétrica.
Ele é mais sensível que os detectores convencionais, é capaz de detectar componentes que eram difíceis de datar para FID, TCD e outros detectores multifuncionais e, além disso, mantém a estabilidade a longo prazo.
| Compostos orgânicos | Até 0,1 ppm (Até 1,5 pg/seg) |
(Hidrogênio usado) |
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| Todos os compostos, exceto gases transportadores | Até 10 ppm | ||
detector de ionização |
Todos os compostos, exceto He e Ne | <0,1 ppm (<1,0 pg/seg) |
*) Isso difere dependendo das condições de medição e das amostras.
Conforme exemplos de análise Shimadzu.
O segredo é...
Detector de ionização de descarga convencional
Detectores nos quais amostras são ionizadas por hélio excitado são bem conhecidos. Por exemplo, detectores de fotoionização de descarga pulsada (PDD) quantificam amostras como mostrado abaixo.
- 1 Um pulso de alta tensão é aplicado entre eletrodos de descarga em um gás He, gerando uma descarga.
- 2 As moléculas de He transitam para um estado excitado devido à descarga. Depois, no processo de retorno ao seu estado fundamental, elas liberam luz ultravioleta em uma ampla faixa de energia (17,7 eV).
- 3 A energia luminosa dessa luz ultravioleta retira os elétrons da amostra, ionizando-a.
(M→M + + e-)
(!) A energia de irradiação do He é alta, 17,7 eV, e é capaz de ionizar todas as amostras, exceto Ne. - 4 Os elétrons gerados são absorvidos pelo eletrodo e detectados como uma corrente.
Tecnologia BID proprietária
Na Shimadzu, a tecnologia BID foi desenvolvida incorporando nossa tecnologia proprietária em um detector convencional. Os recursos da Shimadzu Proprietary Technology são os seguintes.
(1) Sistema de descarga de barreira dielétrica
Quando a descarga é gerada, os eletrodos de descarga usados para criar a descarga são cobertos em um dielétrico (vidro de quartzo). Cobri-los em um dielétrico oferece as seguintes vantagens.
- A corrente de descarga é limitada, suprimindo o superaquecimento dos eletrodos e da câmara de descarga devido a grandes correntes, de modo que uma descarga estável é formada. (O plasma gerado está em baixa temperatura, próximo à temperatura ambiente.)
- O plasma gerado pela descarga não faz contato com o eletrodo por causa do dielétrico, portanto, não ocorrem danos ao eletrodo por pulverização catódica, produzindo excelente estabilidade a longo prazo.
Conforme observado anteriormente, a descarga da barreira dielétrica gera um plasma a uma temperatura de gás muito baixa (próxima à temperatura ambiente). Quase não há sensação de calor, mesmo se o plasma fizer contato com a pele. Uma característica dessa baixa geração de calor é que as flutuações de temperatura no componente gerador de plasma são suprimidas, o que ajuda a minimizar o ruído de saída do detector.
(2) Tecnologia patenteada de tubo de escape de desvio! Patente nº 05136300
Um tubo de escape de bypass é conectado entre o componente gerador de plasma e o coletor de carga elétrica. Esta configuração garante o descarte de parte do gás de descarga usado para geração de plasma.
Para manter a pureza do gás de descarga, é preferível que a vazão do gás de descarga no componente gerador de plasma esteja em ou acima de um certo nível. Ao mesmo tempo, se a vazão do gás de descarga no coletor de carga elétrica for excessiva, o gás de amostra será inadvertidamente diluído. Consequentemente, a instalação de um escape de desvio controla a vazão para o coletor de carga elétrica enquanto mantém a vazão no componente gerador de plasma.
- Exemplo de análise:
- → Análise do gás isolante SF 6 via GC-BID
Comentários do pesquisador
A descarga de barreira dielétrica é uma técnica antiga que tem sido usada desde a época da chamada descarga elétrica silenciosa. No entanto, o progresso na compreensão do plasma de pressão atmosférica gerado pela descarga é recente. A combinação de informações com relação ao plasma de pressão atmosférica da pesquisa cooperativa na Universidade de Osaka com a tecnologia de medição de precisão da Shimadzu permitiu a realização de um detector de ionização de alta sensibilidade utilizando essas características de descarga. Gostaríamos de aproveitar esta oportunidade para expressar nossa gratidão ao Professor Associado Katsuhisa Kitano da Universidade de Osaka, que está envolvido em pesquisa e desenvolvimento desde o início.
Kei Shinada
(Laboratório de Pesquisa Tecnológica,
Shimadzu Corporation)
