高效气相色谱仪氢火焰离子化检测器（FID）的主要部件是离子室，离子室由收集极（+）、极化极（－）、气体入口和火焰喷嘴组成。在极化极和收集极之间加有一直流电压（150～300V）构成的外加电场。
一、用到的气体：
1、N2：载气。
2、H2：燃气。
3、空气：助燃气。
使用时需要调整三者之间的比例关系，使检测器灵敏度达到较优。
二、工作原理：
FID离子化机理，至今还不十分清楚。目前认为氢火焰中的电离不是热电离，而是化学电离即有机物在氢火焰中发生自由基反应而被电离。
FID主要利用以下三个条件达到检测目的：
H2和O2燃烧所生成的火焰为有机物分子提供燃烧和电离的条件。
有机物分子在氢火焰中燃烧时的离子化程度比在一般条件下要大得多。
有机物分子在燃烧过程中生成的离子在电场中作定向移动而形成离子流。
H2由喷嘴加入与空气混合点火燃烧形成氢火焰，通入空气助燃，H2 + O2燃烧能产生2100℃高温。氢火焰由预热区、点燃火焰区、热裂解区和反应区组成。载气（N2）本身不会被电离，只有载气中的有机杂质和流失的固定液会在氢火焰中被电离成正、负离子和电子。在电场作用下，正离子移向收集极，负离子和电子移向极化极，形成微电流，经微电流放大器放大后，在记录仪中记录下来，即为基流，又称本底电流或背景电流。
1、当含有机物CnHm的载气由喷嘴喷出进入氢火焰时，在热裂解区发生裂解反应产生自由基：
CnHm →·CH
2、产生的自由基在反应区火焰中与从外面扩散进来的激发态氧原子或氧分子发生反应：
·CH + O → CHO+ + e
3、生成的正离子CHO+与氢火焰中大量水分子碰撞而发生分子离子反应：
CHO+ + H2O → H3O+ + CO
4、化学电离产生的正离子和电子在外加直流电场的作用下分别向两极定向运动而产生微电流，约10ˉ6～10ˉ14A。
5、在一定范围内，微电流的大小与进入离子室的被测组分质量成正比，FID是质量型检测器。
6、组分在氢火焰中的电离效率很低，大约五十万分之一的碳原子被电离。
7、离子电流信号输出到记录仪，得到色谱流出曲线。
化合物中某些碳原子与杂原子相连，不能产生自由基CH·，而不产生响应。因此，带有杂原子的化合物信号低于相应的烷烃，含杂原子越多，响应值越低。
三、特点：
1、优点：
（1）对碳氢化合物灵敏度高。
（2）线性范围宽，基线稳定性好。
（3）检测器死体积小，响应快。
（4）柱外效应几乎为零。毛细管柱直接插至喷嘴，消除了柱后峰展宽效应。
（5）程序升温时载气流量变化不大。
（6）检测器耐用，可靠性好，易使用。
2、缺点：
（1）对O2、N2、CO2、CO、H2O、H2S、CS2、HCN、NH3、NO、NO2、N2O3、CCl4、SiCl4、CH3SiCl3和SiF4等无机物及所有惰性气体没有响应或响应很小。
（2）对含羰基、羟基、卤代基和胺基的有机物没有响应或响应很小。
（3）样品受到破坏，无法回收。
四、检测条件：
1、毛细管柱插入喷嘴的深度：
毛细管柱插入喷嘴的深度对改善峰形十分重要。通常毛细管柱插入喷嘴口平面下1～3mm处。若太低，组分与喷嘴表面接触会产生催化吸附，使峰形拖尾。若插入太深，会产生很大噪声，灵敏度下降。
2、气体种类：
（1）载气：
载气不但将组分带入FID，同时又是氢火焰的稀释剂。N2、Ar、He和H2等均可作FID的载气。N2和Ar作载气，灵敏度高，线性范围宽。由于N2价廉易得，响应值大，是一种常用的载气。
FID是质量型检测器，峰高与载气流量成正比，而且在一定的流量范围内，峰面积不变。作峰高定量，又希望降低检测下限时，可适当加大载气流量。
（2）H2：
H2是保证氢火焰燃烧的气体，N2稀释氢火焰的灵敏度高于纯氢火焰。H2与N2的流量比影响FID的灵敏度和线性范围。
当N2流量固定时，随着H2流量增大，响应值逐渐增大，增至一定的值后又逐渐降低。当N2流量不同时，较优的H2流量也不同，即H2与N2的流量有一个较优比值。当H2与N2的流量比较优时，不但响应值大，而且流量有微小变化时对信号的影响较小。
（3）空气：
空气作为助燃气体，并为离子化过程提供氧气，同进起着吹扫离子室的作用。空气流量也影响灵敏度，随着空气流量增加，灵敏度渐趋稳定。
3、气体纯度：
作常量分析时，载气、H2和空气纯度在99.9%以上即可。但作痕量分析时，一般要求在99.999%以上，空气中的总烃含量小于0.1μL/L。气源中的杂质会产生噪声、基线漂移、假峰、柱流失和缩短柱寿命。
通常超纯氮气发生器产生的N2纯度可达99.9995%，氢气发生器产生的H2纯度可达99.99999%。这些气源用于FID痕量分析，基线稳定性好。
4、载气、H2与空气的流量比：
几乎所有能气化的有机物在FID上都有响应，正确控制载气、H2与空气的流量是完成分析工作的必要条件。
（1）载气流量：
载气流量通常根据柱分离要求进行调节。对于FID而言，适当增大载气流量会降低检测下限，从较优线性和线性范围考虑，载气流量低些为宜。
（2）氮氢比：
实验表明，N2稀释氢火焰的灵敏度高于纯氢火焰。在要求高灵敏度如痕量分析时，调节氮氢比在1∶1左右往往能得到响应值的较大值。如果是常量组分的质量检验，增大H2流量，使氮氢比下降至0.43～0.72，虽然减小了灵敏度，但可使线性和线性范围得到大的改善和提高。
（3）空气流量：
空气是氢火焰的助燃气，为火焰化学反应和电离反应提供必要的氧气，同时起着吹扫CO2和H2O等燃烧产物的作用。通常空气流量约为H2流量的10倍。流量过小，供氧量不足，响应值低。流量过大，易使火焰不稳，噪声增大。
一般在选定H2和N2流量后，逐渐增大空气流量到基流不再增大，再过量50 mL/min即可。空气流量通常为300～500mL/min。
一般比较合适的流量比为载气：H2：空气=（1～1.5）：1：（10～20）。
5、温度：
FID为质量型检测器，对温度变化不敏感。但在程序升温分析时，要特别注意基线漂移，可用双柱进行补偿，或自动补偿装置进行校准和补偿。
在FID中，由于H2燃烧，产生大量水蒸汽。若检测器温度低于80℃，水蒸汽不能以蒸汽状态从检测器排出，冷凝成水，使高阻值的收集极电阻值大幅度下降，灵敏减小度，噪声增加。若有氯代溶剂或氯代样品时，易造成腐蚀。因此，FID温度必须在120℃以上。
气化室温度变化时对FID性能既无直接影响也无间接影响，只要能保证样品气化而不分解即可。
6、极化电压：
极化电压的大小影响检测器的灵敏度。当极化电压较低时，离子化信号随极化电压的增加而迅速增大。当电压超过一定的值时，增加电压对离子化电流的增大没有明显影响。
正常操作时，极化电压一般为150～300V。
7、电极形状和电极距离：
有机物在氢火焰中的离子化效率很低，要求收集极的表面积必须足够大，以收集更多的正离子，提高收集效率。
收集极的形状有网状、片状和圆筒状等，圆筒状电极的收集效率较高。两极之间距离为5～7mm时，往往可获得较高灵敏度。圆筒状电极的内径一般为0.2～0.6mm。
喷嘴内径小，气体流量大，有利于组分的电离，检测器灵敏度高。
8、尾吹气影响：
（1）加尾吹气可减小峰加宽，提高柱效，调节灵敏度。
（2）尾吹气大，样品从毛细管柱到检测器速度加快，灵敏度提高，峰形窄，但点火困难。尾吹气太大，灵敏度下降。
（3）尾吹气小，峰拖尾，峰形展宽，灵敏度降低，但点火较容易。
五、使用注意事项：
1、尽量采用高纯气源，空气必须经过5A分子筛充分的净化。
2、在较优的N2/H2比和较优空气流量的条件下使用。
3、色谱柱必须经过严格的老化处理。
4、离子室要注意外界干扰，保证其处于屏蔽、干燥和清洁的环境中。
5、检测器的清洗：
（1）当检测器玷污不严重时：
清洗方法是将色谱柱取下，用一根管子将进样口与检测器连接起来，然后通载气，将检测器恒温箱升至120℃以上，再从进样口注入约20μL蒸馏水，接着用几十微升丙酮或氟里昂溶剂进行清洗，并在此温度下保持1～2h，检查基线是否平稳。若基线不理想，则再洗一次或卸下清洗（注意更换色谱柱，必须先切断氢气源）。
（2）当检测器玷污比较严重时：
必须卸下FID进行清洗。方法是先卸下收集极、极化极和喷嘴等。若喷嘴是石英材料制成的，则先将其放在水中浸泡12h左右。若喷嘴是不锈钢等材料制成的，可将喷嘴和电极等一起先小心用300～400号细砂纸磨光，然后用适当溶液（如1∶1甲醇苯）浸泡，再用超声波清洗，较后用甲醇清洗后置于烘箱中烘干。注意切勿用卤素类溶剂（如氯仿和二氯甲烷等）浸泡，以免与卸下零件中的聚四氟乙烯材料作用，导致噪声增加。洗净后的各个部件要用镊子取出，勿用手摸。各部件烘干后，在装配时要小心，否则会再度玷污。部件装入仪器后要先通载气30min，再点火升高检测室的温度。实际工作中，较好先在120℃下保持数小时后，再升至工作温度。
