[发明专利]微波谐振器式火焰离子化检测器

说明书

一种微波谐振器式火焰离子化检测器组件，包括：微波谐振器，所述谐振器邻近火焰设置以评估火焰流出物中的离子浓度。微波谐振器的谐振频率被检测并且谐振器的反射系数被使用以确定谐振器所浸入于的材料的电容率。电容率取决于谐振器附近的离子浓度，离子浓度与火焰中存在的碳氢化合物浓度有关。

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求2018年5月3日提交的美国临时专利申请序列号62/666,168的权益，其内容通过引用整体并入本文。

背景技术

气相色谱法是由于化合物通过色谱柱的迁移速率而对化合物的混合物进行分离。气象色谱法基于沸点、极性或分子大小的差异来分离化合物。然后，分离的化合物流过合适的检测器(例如，火焰离子化检测器(FID))，其确定每种化合物在整个样品中表现的浓度。了解单个化合物的浓度使得能够利用行业标准方程来计算某些物理性质(例如，BTU或比重)。

在操作中，通常将样品注入至填充有填充材料的色谱柱中。一般来说，填充材料被称为“固定相”，因为它保持固定在色谱柱内。然后，惰性气体供应至色谱柱，以迫使注入的样品通过固定相。惰性气体称为“流动相”，因为它经过色谱柱。

当流动相推动样品通过色谱柱时，各种力导致样品的成分分离。例如，相对于较轻的组分，较重的组分较慢地移动通过色谱柱。分离的组分又在称为洗脱的过程中离开色谱柱。然后将得到的组分供给至检测器中，该检测器响应洗脱组分的某些物理性状。

一种类型的检测器被称为火焰离子化检测器。火焰离子化检测器是测量在碳氢化合物火焰上施加电场时产生的离子电流的装置。由于在大多数气相色谱仪中涉及微小电流，所以火焰离子化检测器需要非常高增益的模拟放大器。通过并入这种高增益模拟放大器，放大器引入了几个噪声源，这些噪声源在与测量电流相同的时间尺度上具有时域变化。另外，电路对许多因素非常敏感，例如，接地问题，电路板清洁度，湿度，振动，气流，温度变化等。

为了降低噪声，气相色谱仪还可以包括多个并联放大器以减少不相关的噪声。然而，通常，晶体管噪声与其面积成反比。这意味着低噪声集成放大器(用于时域应用)面临基本的尺寸限制。此外，这种电子设备通常对消费者来说相当昂贵。

发明内容

一种微波谐振器式火焰离子化检测器组件，包括：微波谐振器，所述谐振器邻近火焰设置以评估火焰流出物中的离子浓度。微波谐振器的谐振频率被检测并且谐振器的反射系数被使用以确定谐振器所浸入于的材料的电容率。电容率取决于谐振器附近的离子浓度，离子浓度与火焰中存在的碳氢化合物浓度有关。

附图说明

图1是气相色谱仪的示意图，可以使用本发明的实施例。

图2是根据本发明的实施例的气相色谱仪的示意系统图。

图3是根据本发明的实施例的气相色谱仪检测器组件的示意图。

图4是根据本发明的实施例的燃烧器组件的示意图。

图5是根据本发明的实施例的探针组件的示意图。

图6A-6B是根据本发明的实施例的谐振器耦合的示意图。

图7是例示性示出根据本发明的实施例的谐振器的散射参数的曲线图。

图8是例示性示出根据本发明的实施例的随着气体浓度增加的谐振器的谐振频率的曲线图。

图9是例示性示出根据本发明的实施例的随着气体浓度增加的谐振器的品质因子的曲线图。

图10是根据本发明的实施例的确定样品内的离子浓度的方法。

具体实施方式