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FID-Funktionsprinzip

 

FID ist die Abkürzung für Flammenionisationsdetektor

(flame ionization detector). Der FID ist der am häufigsten eingesetzte gesamt-Kohlenwasserstoff-Detektor. Das Anlegen eines elektrischen Feldes an eine Wasserstoffflamme führt zu einem sehr schwachen Ionenstrom. Wird dieser Flamme ein kohlenwasserstoffhaltiges Gas zugeführt, steigt der Ionenstrom proportional zum Kohlenstoffgehalt. Der Wasserstoff sollte eine sehr hohe Qualität besitzen und als zugeführte Luft sollte idealerweise synthetische Luft verwendet werden.

Da der FID eine sehr geringe Nachweisgrenze für Kohlenstoff besitzt, könnte durch normal angesaugte Luft bzw. durch geringe Kohlenwasserstoffverunreinigungen im Wasserstoff eine Fehlmessung entstehen. Die Kalibration erfolgt oft über ein Kalibriergas das aus synthetischer Luft mit einem Anteil zwischen 80-1000 ppm Methan oder Propan besteht. Die Empfindlichkeit des FID auf verschiedene VOC`s (Volatile Organic Compounds was so viel bedeutet wie flüchtige organische Verbindungen) wird durch den Responsefaktor ausgedrückt. Dies bedeutet, dass ein mit z.B. 800 ppm Propan kalibrierter FID je nach VOC unterschiedliche Messergebnisse liefern würde. Mit Kenntnis des Responsegfaktors lassen sich dann die Messergebnisse auf das gemessenen VOC umrechnen. Eine Umrechnung ist also nur möglich, wenn bekannt ist wie sich das Messgas zusammensetzt.

Es ist weiterhin zu beachten, dass unterschiedliche FID`s unterschiedliche Responsefaktoren für die verschiedenen VOC`s besitzen.

FID, Funktionsprinzip

Eine Umrechnung von ppm auf mg/m3 kann gemäß der nachstehenden Formel erfolgen:

FID, Umrechnungsformel

M Kg/kmol Molare Masse Probengas
Vnm m3/kmol Molares Volumen bei 0°C und 1,01325 bar
CKal 1 Anzahl C-Atome des Kalibriergases
CProb 1 Anzahl C-Atome des Probengas
RF 1 Responsefaktor Probengas
Xi ppm Konzentration des Probengases [Propanäquivalent]
βi mg/m3 Konzentration

Das nachstehende Beispiel soll dies veranschaulichen: Berechnung der Konzentration auf Basis der Normbedingungen

Propan, Struktur Ethanol, Struktur
Kalibration mit Propan Probengas Ethanol
Anzahl C-Atome Propan=3 Anzahl C-Atome Ethanol=2
  Ethanol Molmasse=46,07
  Ethanol Responsefaktor=0,71
  gemessene Konzentration=40 ppm pä

FID, Beispielberechnung

 

Die gemessenen 40 ppm entsprechen somit 173,81 mg/m3 Ethanol

Bei der Berechnung von Gemischen müssen die entsprechenden Gewichtungen berücksichtigt werden, um eine Umrechnung vorzunehmen.

Ein kostenloses Tool zur Umrechnung der gemessenen Propanäquivalenzen finden Sie in unserem Downloadbereich

Eine Beschreibung zum Tool finden Sie hier

Eine Übersicht über Online Tools rund um Gase finden Sie unter Online Tools

 

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