氢火焰离子化检测器是以氢气与空气燃烧生成的火焰为能源，使有机物发生化学电离，并在电场作用下产生电信号来进行检测的。
在当载气携带被测组分从色谱柱流出后与氢气（必要时还有尾吹气）按照一定的比例混合后一起从喷嘴喷出，并在喷嘴周围空气（助燃气）中燃烧，以燃烧所产生的高温(约2100℃)火焰为能源，被测组分在火焰中被电离成正离子和负离子，在极化电压形成的电场作用下，正负离子分别向负极和正极移动，形成离子流，离子流强度很小，一般为10-8A，这些微电流经过微电流放大器放大后被记录下来，从而对被测物进行测定。
当仅有载气从色谱柱流出，载气（氮气）本身不会被电离，但色谱柱中流失的固定液和在其中的某些有机杂质被电离成正、负离子，在电场作用下会形成大小基本恒定的微电流，称为基流，基流会影响信号电流的测定，基流越小越易于测得信号电流的微小变化，通常，在回路中加一个反向的补偿电压以抵消基流。进样后，待测组分被电离，使电路中微电流显著增大，即为待测组分的信号。该信号的大小在一定范围内与单位时间内进入检测器的被测组分的质量成正比，所以氢火焰离子化检测器是质量型检测器。
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