氫火焰離子化檢測器（Flame Ionization Detector，FID）是目前應用最為廣泛的氣相色譜檢測器之一，屬于質量型、通用型和破壞型檢測器之一。FID具有高的靈敏度（10^-12~10^-13g/s）和寬的線性范圍（可以達到10⁷），響應值對載氣波動不敏感，死體積小，響應速度快，對能在火焰中燃燒電離的化合物都有影響且同系物響應接近，因此，在食品安全、環境檢測、職業衛生、原料藥和溶劑殘留測定等方面具有得到廣泛的應用。

氫火焰離子化檢測器的常見結構

對于FID檢測器而言，其工作原理是：空氣（助燃氣）和氫氣（燃氣）在噴嘴（噴咀）處形成富氧性火焰，將載氣中的分析組分燃燒。組分燃燒會形成碳正離子，被收集極收集形成電流。電流經過微電流放大器放大后，轉化為色譜數據處理信號，完成對樣品的分析。

為了避免氫火焰離子化檢測器燃燒過程中內部積水，導致點火困難、火焰熄滅和短路等問題，均會為氫火焰離子化檢測器設置加熱底座；常見的溫度設置為（150~300）℃。

為了使氫火焰離子化檢測器可以燃燒化合物組分且具有較高的靈敏度，除了為氫火焰離子化檢測器提供空氣（助燃氣）和氫氣（燃氣）之外，一般還會額外提供一路尾吹氣（氮氣）；空氣（助燃氣）、氫氣（燃氣）和尾吹氣（氮氣）的比例一般為10:1:1，常見的空氣流量為（300 -400）mL/min，也有一些廠家的空氣流量在（150 -200）mL/min之間。空氣（助燃氣）一般從檢測器噴嘴外圍輸入，氫氣（燃氣）和尾吹氣（氮氣）可以單獨，或者預先混合后從噴嘴中輸入。尾吹氣（氮氣）具有稀釋火焰，提高檢測器靈敏度的作用；如果使用毛細管色譜柱進行分析，也可以消除待測組分從色譜柱進入檢測器時因體積膨脹造成的譜帶展寬等問題，提高柱效。

為了使氫火焰離子化檢測器具有合適的靈敏度，檢測器噴嘴（噴咀）需要有合適的內徑，一般而言，噴嘴（噴咀）越小，檢測器靈敏度越高，但是過細的內徑，檢測器燃燒積碳后容易堵塞，同時線性范圍變窄。常見的使用填充柱的噴嘴（噴咀）內徑為0.5mm，使用毛細柱的噴嘴（噴咀）內徑為0.25mm；噴嘴（噴咀）材質一般為金屬、陶瓷和石英等。

為了提高氫火焰離子化檢測器電流收集效率，一般會在噴嘴（噴咀）和收集筒之間施加電壓形成電場，常見的電壓范圍為（150-350）V，常見的做法是將極化電壓施加于噴嘴（噴咀）頂部的金屬頭，噴嘴（噴咀）下部則使用陶瓷、石英玻璃等使金屬頭與檢測器殼體絕緣。也有一些特殊的檢測器將極化電壓加于收集筒，全金屬的噴嘴（噴咀）接地。

為了提高氫火焰離子化檢測器的工作效率和自動化，一般還在在檢測器出口處設置自動點火裝置。常見的是使用鎳鉻絲作為點火線圈，使用（3-5）V的交流電源，點火時通電，點火絲發紅即可成功引燃氫氣與空氣在噴嘴的燃燒；同時，為了便于點火，一些使用了電子流量控制裝置的氣相色譜儀，在點火過程中會自動加大氫氣流量和減小空氣流量。

因此，根據上述氫火焰離子化檢測器（FID）的工作原理，對于設計成熟的檢測器，其正常工作的條件主要包括以下幾點：（1）檢測器結構完整、參數設置正常；（2）氮氣（尾吹氣）、空氣和氫氣的流量；（3）噴嘴（噴咀）的安裝和使用；（4）用以在噴嘴（噴咀）和收集極之間形成電場來收集碳正離子形成電流，而通過極化極加在噴嘴（噴咀）上的極化電壓；（5）用以連接收集筒和信號放大電路的收集極和信號線；（6）信號放大電路。

氫火焰離子化檢測器的應用

氫火焰離子化檢測器的引用非常廣泛，在白酒分析、石油化工、環境檢測、職業衛生、食品安全等領域具有廣泛的應用，如依據《GB-T 5750.8-2023 生活飲用水標準檢驗方法 第8部分：有機物指標》測定生活飲用水中11種揮發性有機物。

氫火焰離子化檢測器（FID）的響應

幾乎所有的有機化合物在氫火焰離子化檢測器上都有響應，一些物質在氫火焰離子化檢測器上無輸出信號，主要為永久氣體、水，一氧化碳，二氧化碳，氮氧化合物和硫化氫等無機物。

對于理論中在氫火焰離子化檢測器上無輸出信號的物質，實際情況各有差異。對于一氧化碳和二氧化碳，大濃度通過熱導池檢測器（TCD）進行檢測，低濃度則需要通過轉化爐，在氫氣作用下將其轉化為甲烷，使用氫火焰離子化檢測器（FID）進行檢測。

對于氧氣和水，進樣后會有基線擾動，也可以認為是色譜峰；一般認為氧氣進樣出峰，相當于是氧氣通過氫火焰離子化檢測器，改變了瞬間的氫空比，造成了靈敏度波動；水進樣出峰，相當于是水通過氫火焰離子化檢測器時大量吸熱，對火焰造成了擾動；最常見的例子是測定非甲烷總烴時，使用總烴柱測定除烴空氣中的氧峰。

另外，在相關文獻中_{（中國石油天然氣集團公司人事部. 化工分析技師培訓教程·基礎知識分冊[M]. 北京: 石油工業出版社,2012: 156.）}，有論述氫火焰離子化檢測器對四氯化碳、二硫化碳無響應，實際中會有不小的響應。如《GBZ-T 300.73—2017 工作場所空氣有毒物質測定 第73部分：氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳》中使用氫火焰離子化檢測器測定工作場所空氣中氣態和蒸氣態的四氯化碳。

來源：VX氣相色譜分析