气相色谱仪十篇

气相色谱仪篇1

Abstract: The paper is mainly about gas chromatography consumables such as gas purifier, inlet gasket, inlet liner performance and the choosing influence on the operation of chromatography. In order to maintain optimum gas chromatography operation situation, it is necessary to choose the excellent, cleaned consumables as the selection.

关键词:易耗品;气相色谱;性能;影响

Key words: consumption goods; gas chromatography; function; influence

中图分类号:TQ61 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)27-0239-01

0引言

气相色谱仪的耗材种类繁多,如进样口密封垫、进样口衬管、垫圈、喷嘴、管线、接头等,其性能极大地影响着色谱仪的运行状态。仪器、分析方法的选用固然很重要,但对易耗品的选择也是不能忽视的,要想使气相色谱仪保持最佳运行状态,必须有性能优良、干净及选择得当的易耗品作保证。

1气体净化器(气体过滤器)

在气相色谱中选用何种载气及多高的纯度,主要取决于所用检测器和色谱柱等分析条件。各种气体所含的杂质影响仪器的灵敏度和稳定性。如氧导致固定相氧化,色谱柱损坏,保留值改变;水使部分固定相水解,色谱柱损坏,产生噪声和拖尾;有机化合物或其他杂质会产生噪声和“鬼峰”;颗粒杂质也能使气路控制系统失灵。所以各种气体在使用前必须经过适当的净化。

净化用的干燥管通常为50mm,长200-500mm的金属管。净化管在使用前应该清洗烘干,方法为:用热的100g/LNaOH溶液浸泡0.5h,然后用自来水冲洗干净,用蒸馏水冲洗后,烘干。

从色谱柱的角度看,要求把载气中的水分除掉或控制在一定的含量范围,因它影响色谱柱的活性、寿命和分离效率。在室温可用5A分子筛和吸附剂硅胶净化载气,以吸附气源中的微量水和低相对分子质量的有机杂质,有时还可以在净化管中装入一些活性炭,以吸附气源中相对分子质量较大的有机杂质。

从检测器来看,热导池检测器、氦离子检测器、氩离子化检测器都要求在其中水分含量要控制在30-50μg/ml,氢火焰离子化检测器则要求把载气、燃气、助燃气中的烃类组分除去;电子捕获检测器,要除去载气中电负性强的组分。通常用硅胶、分子筛、活性碳,按顺序分段填充干燥管,就可满足上述各种检测器对气体净化的要求。净化管的出口和入口应加上标志,出口应当用少量纱布或脱脂棉轻轻塞上,严防净化剂粉尘流出净化管进入色谱仪。当硅胶变色时,应重新活化分子筛和硅胶后再装入使用。

2进样口密封垫

不同品质密封垫,其质量有很大的差别,表现特征是各种“鬼峰”的出现。一般讲,“鬼峰”来源之一是注射垫内表面对样品的吸附,当程序升温脱附而出现;注样过程中把隔垫碎渣带入汽化室,在温度高于250℃时,会发生分解而产生“鬼峰”。考察隔垫优劣的主要性能,是耐温和耐穿刺次数。优良的隔垫最高使用温度已达400℃,可使用次数已从200次提高到近400次,但价格偏高;注射垫分耐高温低流失和普通注射垫两种,实际操作时可根据自己情况选用。

在样品分析过程中,温度高时,漏气、材料分解产生流失,呈现馒头形鬼峰,可通过选用耐高温垫或适当降低注样口温度来排除;进样出完大峰后,基线上移或下移;在注射进样时,可能进样垫有短时间的严重漏气,可通过更换新垫或选用较细的注射针来消除;保留时间变化,隔垫处密封不好,有间断漏气现象,重新检漏,必要时更换新垫。

3进样口衬管

衬管具有保护色谱柱的作用、避免不挥发的样品组分或注射垫硅橡胶碎片等颗粒进入色谱柱;玻璃衬管和不锈钢相比活性小,减少对样品的催化分解作用,基本消除活性对定性定量的严重影响;不同的进样方法,选择不同衬管的结构、形状和不同规格的衬管,不但能提高汽化效率,还可以大大减小样品汽化过程中的歧视现象。衬管的容积(规格),是影响定性定量分析结果的重要参数之一。它的基本要求是,容积至少等于样品中溶剂气化后的体积,如果衬管容积太小,进样时柱前压会突然升高,引起汽化样品的“倒灌”,这对分析是不利的;如果衬管容积太大,又会使样品初始谱带展宽,出现所谓对分离不利的柱外效应。

为了使样品混合物均匀、充分汽化和防止难挥发的化合物污染色谱柱;可在衬管中填加经过脱活处理的填充物石英棉,分流进样填装量应较大,无分流和大口径毛细管进样约为分流进样的1/5,直接进样一般不需填充石英棉;样品中含有非挥发性化合物或某些特殊样品,减少或改变填充量可能效果更佳;对于高汽化热的溶剂,如:水,适当增加装填量会得到更好的分析效果;衬管内填石英棉不适合分析酚类、有机酸类、农药类、胺类、反应性极性化合物和热不稳定性化合物等样品。石英棉填充应均匀,不宜太紧也不宜太松。石英棉填充位置通常位于注射器针尖下方1-2mm左右。

衬管用过一段时间后,衬管中的石墨垫粉末附着溶剂后会产生“鬼峰”,衬管中的石英棉多少已沾有进样垫碎渣,都需要清洗衬管。清洗前一定先除去原有石英棉;主要清洗法有:用蘸有溶剂(视样品情况选用溶剂,如丙酮)纱布擦洗内壁,若衬管内壁污垢较多,应先将衬管有污垢部分浸入溶剂中数小时后,再反复擦洗直至干净。清洗后的衬管凉干后,添加石英棉,在250℃恒温箱中烘干待用;清洗后的衬管以防油脂污染,不应再用手摸。

进样口衬管破碎是经常的事,大部分气相色谱仪,应首先从柱箱内拆去毛细管柱、柱接头与汽化室连接插件后,方能清除进样体中的衬管玻璃碎片。清除衬管一定要清除干净,否则再装衬管时,易给密封面造成损伤而漏气。

在色谱仪的使用过程中,许多的易耗品如果使用不当,对分析结果都是有一定影响的,这就要求我们对这些易耗品会选择、会使用、会解决出现的问题,保证色谱仪的正常运行、数据的准确。

参考文献:

[1]周良模,等.气相色谱新技术[M].北京:化学工业出版社,1994.

气相色谱仪篇2

关键词：使用流程 故障 注意事项

中图分类号：TH833 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）02（a）-0048-02

气液色谱法于1952年第一次被创立，该方法发展至今已广泛应用于石油冶炼行业、化学化工行业、生物制药工业、环境监测等领域。而基于该方法生产的气相色谱仪已成为气相色谱分析的主要工具。但其操作、使用具有一定的规程，操作者必须具备良好的操作技能、对仪器使用中常见的故障有所了解才能在实践中更好地发挥气相色谱仪的功能。

1 气相色谱仪使用方法、程序

气相色谱仪主要由固定相和流动相组成：固定相和流动相各自有不同的吸附和分配作用；通过两相的相对运动，被检测物质随流动相一起运动，这样物质就在两相间进行反复的分配，从而把不同的组织分离开来。气相色谱仪的使用和操作流程一般包括以下几个程序。

1.1 加热

不同厂家生产的气相色谱仪给定温度的方式是不相同的。温度给定方式一般可分为：微机设数法、旋钮定位法等。如果采用微机设数法给定温度，温度可以直接被指定和设置。如果是采用旋钮定位法，其使用则有技巧。采用过温定位法，将温控旋钮调至低于操作温度约30 ℃处，给气相色谱仪升温。当过温至约为操作温度时，通过观察温度指示灯和加热指示灯，逐渐将温度控制旋钮调至合适位置。如果采用分步递进定位法，先将温控旋钮朝升温方向转动一个角度，则仪器开始升温，指示灯亮；当温度达到某一温度基本稳定时，再向相同方向转动旋钮，让仪器温度继续上升；反复按此方法进行温度的递进调节，直至达到所需要的工作温度。

1.2 调池平衡

调池平衡也就是所谓的调热导电桥平衡，其目的是使仪器的输出较为合适。对于具有池平衡、调零功能和记录功能的仪器，需要讲究一定的调节技巧。

1.3 点火

对于氢焰气相色谱仪，开机的时候需要点火。或者因为某些原因，火熄灭后也需要重新点火。然而，点不着火的情况我们会经常遇到，所以点火也是需要一定技巧的。通用的点火方法是，先加大氢气的流量，然后再进行点火，之后将仪器缓慢调回到工作状态。

1.4 气体比例的调节

根据有关资料，对于氢焰气相色谱仪其三气的流量比建议为氮气∶氢气∶空=1∶1∶10。但由于在实际仪器中，转子流量计一般做不到非常精确的测量，所以，这个标准的气体配比在实际操作中很难达到。实际操作过程中，可以着重考虑检测器灵敏度和分离效果，根据实际情况来调整配比。

1.5 进样

气相色谱分析中，常用的进样方法是使用注射器或六通阀门进样。影响进样量的因素主要是气化温度、柱容量和仪器的线性响应范围。柱效率主要受进样时间长短的影响。若进样时间过长，会造成色谱区域变宽，从而降低柱效率。因此，对于冲洗法色谱而言，应尽可能的减短进样时间，一般要求不超过1 s。

2 气相色谱仪使用注意事项

气相色谱仪在使用过程中一般应着重关注以下几个地方。

2.1 气源

仪器工作时气体一般由供气钢瓶供应，钢瓶的减压阀要经常检漏，对气体纯度要求较高，纯度应该大于99.99%。对于空气和氢气发生器，需要定期进行放水、更换干燥剂。

2.2 进样口

根据实践经验，大多数仪器在进样50～100次之后隔垫会出现损坏的情况，峰保留时间有时也会变化，甚至出现鬼峰，此时需要对隔垫进行更新。对隔垫的完好情况应定期进行检查，如果发现隔垫出现裂口或者有较多的隔垫碎屑时必须进行更换。同时，要定期清洗进样口内的玻璃衬管。

2.3 色谱柱

在安装毛细管时，要保证色谱柱的两端切口是平整的。毛细柱在长时间不使用的情况下，在将毛细柱接进入样口和检测器之前应将其两端切掉2 cm左右。

2.4 检测器

未处于工作状态的检测器不应开启，应使其保持关闭状态。对于ECD检测器，其在排放放空气时应设置导管，把空气排出室外。平时使用时也应该注意，不要把空气引入到ECD检测器中。

3 气相色谱仪常见故障及分析

由于气相色谱仪的结构比较复杂，在使用过程中不可避免地会出现不同类型的故障。根据笔者的实际使用经验，气相色谱仪使用过程中常见的故障可作如下分类。

3.1 进样后不出现色谱峰

这种情况表现为，即使仪器已经进样，但依旧无信号输出，也不出现色谱峰。对于这种情况，问题通常出现在以下部位：样品、注射器、气化室、检测器。着重检查注射器是否是通畅的，确保硅胶垫无老化现象。最后，确保气化室、检测器与色谱柱各连接点处的密封圈必须是紧固的。

3.2 峰形不规则

峰形不规则主要表现在：出现峰拖尾或前伸和平顶峰或锯齿峰的情况。对于前者这样的情况，应降低仪器的进样量、检查气化室是否被污染、应用强极性固定液，提高柱温以便解决该问题。后者的成因主要是因为进样量超出了检测器的线性范围。此时，应减少进样量、提高柱温和载气流速。

3.3 出现峰丢失、假峰现象

通过使用经验可知，气路系统有污染和峰没有分开是造成峰丢失的两个原因。如果是气路系统有污染，可以采用如下措施：提高气路的洁净度、净化气源，提高气体质量。可以通过以下措施来防止气路的污染：净化器中的分子筛、硅胶等设备应保持良好性能，定期检查更换；在程序升温的最后阶段应采用高温清洗；注入气化室的样品应是清洁的；尽量避免使用高沸点的油类物质；把气化室、检测器及柱箱的温度适当提高。

3.4 点火困难或者反复熄灭

出现这种情况应把离子室顶盖打开，检查连接导线。如果是低压点火可直接观察点火线圈是否发红，是否存在接地不良的情况。如果是高压点火，可从检测器中取出在外面打火，调节打火距离，检查充电电容会不会存在漏电问题而使电压降低。如果点火装置均是正常的，那边需要核实是否是气路的问题，如果存在氢气漏气、流量不足、气比不正确等问题均会影响点火。

3.5 基线波动和漂移

如果存在气相色谱基线波动和漂移问题，会增大测量误差，甚至导致仪器无法正常使用。遇此问题时应先检查仪器的使用条件是否有改变，是否更换过气源及仪器配件。一般来说，如果载气控制不稳，会造成不规则基线漂移或波状基线漂移；当载气纯度不够时，会导致基线逐渐上升；当氢气纯度不够时，会导致基线严重不稳。

3.6 灵敏度降低

很多因素都会造成灵敏度降低。比如接触不良，氢气流量没达到最佳数值，空气流量太低，气路有泄漏等均会导致灵敏度降低。注射器、气化室、色谱柱接头、喷嘴等容易发生泄漏。电极被污染也是导致灵敏度下降的一个因素，遇到此问题是均需要逐一进行排查。

3.7 环境条件的影响

气相色谱仪对使用环境有着特殊要求，室温一般要在5 ℃～35 ℃之间，湿度为20%～85%。室温过低或湿度过大都将对仪器造成不良影响。可导致放大器绝缘性能下降，也会造成点火困难。此时应适当延长仪器的预热时间，或采取升温操作。

4 结语

气相色谱仪作为现代主流的检测设备，其工作原理并不难懂，但设备使用有着严格的操作程序。每个使用环节都一定的要求，从气源、设备到外界环境条件都有特殊要求。只有了解了这些要求才能高效、快捷的使用气相色谱仪。

参考文献

[1] 张亚秋，郭琳.气相色谱仪常见故障分析[J].分析仪器，2008（1）：64-66.

气相色谱仪篇3

关键词：气相色谱仪；天然气组分；数据资料；准确性

中图分类号：TQ051 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）26-0055-03

随着我国工业的不断发展，天然气组分的应用，能够为人们对于天然气分类的探讨提供便利，以了解天然气的化学组成，根据得出的数据资料与物性参数对天然气的开发、运移以及集输等进行操作。在线分析仪是对过程进行自动检测，操作人员可以连续性地收集工艺过程中的信息资料，具有良好的可靠性与精确性，属于一个非常重要的操作。在实际操作过程中，在线分析仪的种类较多，能够在不同场合中适用。而色谱仪具有良好的可靠性、进度、灵敏性以及可选择性等特点，成为我国天然气组分分析中应用较为广泛的一种仪器。笔者结合气相色谱仪在天然气组分分析中的应用进行阐述，以求能够推动我国天然气组分分析的创新与发展。

1 气相色谱仪概述

色谱现象首先是在1906年的俄国发现的，直到1952年第一个气相色谱检测器才发明出来，1954年热导计的诞生标志着我国进入现代气相色谱检测器时代，到了1960年，气相色谱仪被批量生产，截止到目前，已经有五十多年的历史了。而我国在实际的操作过程中，使用较为普遍的有以下几种：氢火焰离子检测器（FID）、光焰光度检测器（FPD）、热导检测器（TCD）、电子捕获检测器（ECD）等。

气相色谱仪是在色谱法原理与检测技术的基础上发展而来的，主要针对气体组分浓度、混合物分离。一般情况下，气相色谱分析仪中的基本设备包括：进样阀、检测器、信号处理器、载液、色谱柱、温度控制箱以及控制器等。

2 气相色谱仪在天然气组分分析的实验

2.1 系统

笔者利用的型号为GC-17A的气相色谱分析仪，属于一种全毛细管分离柱类型的气相色谱仪，其中有灵敏性较高的TCD检测器与FID检测器，不仅具有较高灵敏性，而且性能较为稳定，但是在实际操作过程中，由于柱箱体积较小，无法进行控制阀的安装，因此天然气可以一次进样，实现全组分分析。但是笔者在使用的过程中，根据经验在柱箱外安装了十通阀与六通阀，并将其与色谱柱相连接，进样完成，在对控制阀进行设定，从而全分析天然气组分。

从图1中我们可以看出，气相色谱仪是由十通阀、热导检测器、六通阀以及氢焰检测器共同组成，且色谱柱有三根，其中一根属于石英毛细管柱，剩余两个均为填充柱。

2.2 原理

气相色谱仪通过六通阀与十通阀对进样进行控制和分析，2.4 试验方法

根据天然气的组分与含量，通过阀切换的方法对载气存在的样品进行分析，并通过色谱柱进行分离，以保证组分进入其相对应的检测器中。通过导热系数、离子电流以及电信号的不同，利用色谱工作站进行分析处理，以得出科学的分析结果，系统能够连续、自动对组分进行分析，并得出分析结果。工作人员可以以此为依据对天然气热值进行科学、合理的评价。

2.5 天然气组成校准气体配置

随着我国国民经济的不断发展，与国际的联系日益紧密，因此国际天然气对天然气的组分量值进行了模拟，我国西气东输中的模拟配置值如表1所示：

3 气相色谱仪的注意事项

气相色谱仪在分子量较小的气体中较为适用，且气体在柱温的环境中，不能出现挥发或者是分解的现象，一般情况，分子量较大的气体都能够生成或者是挥发出化合物。在天然气组分分析的过程中，气相色谱仪的安装位置应尽量缩短与天然气之间的距离，从而降低滞后对检测结果造成的影响。氢火焰离子检测器FID只能针对电离后的碳氢化合物进行检测，因此工作人员可以选用氢火焰离子检测器FID和甲烷转换器来对有机化合物继续进行检测。在进行硫化物的检测过程中，工作人员要注意提高装置对于硫的灵敏度与线性范围。而工作人员在气相色谱仪的使用过程中，要定期按照规定的要求对装置进行保养与维护，以保证气相色谱仪的使用寿命。

4 结语

综上所述，气相色谱仪在天然气组分分析中的应用，不仅结构简单，资金成本低，为装置的安装、维护、调试以及使用等提供了便利，而且气相色谱仪具有良好的灵活性，既能够同时进行，又能够独立使用，有效保证了天然气组分分析结果的准确性与科学性，且系统稳定性强，具有良好的使用寿命。因此工作人员在天然气组分分析的过程中，只要严格按照规定的要求进行操作，并保证在使用后对其进行维护与保养，就能保证气相色谱仪的使用寿命，降低故障率，减少资金成本的投入，扩大经济效益。

参考文献

[1] 朱华东，罗勤，周理，唐蒙，常宏岗.激光拉曼光谱及其在天然气分析中的应用展望[J].天然气工业，2013，（11）.

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[3] 胡建民，罗琼，雷红琴，李芳，粟有志，于瑞成.天然气组分检测中阀切换应用技术的探讨[J].广州化工，2013，（2）.

[4] 陈林容.气相色谱仪快速分析天然气田（藏）样品组分方法的研究[J].石油化工应用，2011，（2）.

[5] 曾素芳，王非非.AGC氦放电离子化检测器（DID）气相色谱仪在特种气体分析中的应用[J].低温与特气，2011，（3）.

[6] 王婧.氩放电检测器气相色谱仪在氩气分析中的应用[J].中国科技信息，2012，（7）.

[7] 刘加滨，陆玉城.在线气相色谱仪对超声流量计测量的影响[J].工业计量，2012，（3）.

气相色谱仪篇4

关键词：气相色谱； 白酒分析； 温度； 汽化进样； 柱上进样； 柱效； 分析时间

Abstract：Gas chromatograph is the important apparatus to analyze microconstiments in liquor and it is classified intopacked column gas chromatograph and capillary column gas dm）matOgmph.The temperature-control accuracy of gaschrDmatO聊h，mode of entry of liquor samples from vaporizing chamber after vaporization to chrDmato舯phic column，DNP chromatographic column efficiency，and liquor analysis time length etc.are the factors influencing the accuracy ofthe data in the analysis ofliquor microconstituents by gas chromatograph.（Tran.by YUE Yang）Key words：gas chromatograph；liquor analysis；temperature；vaporizing sample坷ection；column sample injection；column efficiency；analysis time length

气相色谱仪器是分析白酒中微量成分的重要设备，绝大多数酒厂都有该设备，白酒气相色谱仪器分为填充柱色谱仪和毛细柱色谱仪。用填充柱色谱仪可分析出白酒中的16种骨架组分，基本能满足勾兑和质量监控需求。本文简单介绍填充柱气相色谱仪器性能对白酒检测数据准确性的影响。

1 填充柱气相色谱仪控温温度误差

填充柱气相色谱仪用DNP色谱柱检测白酒时，汽化室和检测器的温度须加热到140～150℃，柱箱温度须加热到90～105 cc，温度的稳定性将直接影响色谱图基线平直，从而影响数据的准确性。目前填充柱色谱仪控温方式有两种。

1.1 “手动电位器+按钮开关”数字控温

设定和显示温度须经常旋动电位器和转换按钮开关，时间长了或气候潮湿时容易接触不良，引起控温不准，温度波动大等故障；无超温保护，如控温部分出故障温度超过设定值，容易引发安全事故。如果温度误差波动在±2℃以上，将造成色谱基线波动，带来2%一4%检测数据的误差。

1.2电脑控温

电脑控温温度误差波动很小，不会带来检测数据误差。有超温保护，如控温部分出故障，温度超过设定值，将自动断开加热装置，保护色谱仪，不会引发安全事故。

2 酒样进入色谱柱方式

2.1 汽化进样

酒样进入汽化室汽化后，通过不锈钢衬管，再进入色谱柱，由于死体积太大，色谱峰扁矮，半峰高宽度大，乙醇拖尾峰太长，甲醇与乙醇、乙醇与乙酸乙酯分离差，不锈钢衬管在150℃汽化室中易吸附组分等因素，检测出的数据不稳定。

2.2柱上进样

酒样直接进入汽化室中的色谱柱汽化，无死体积且不吸附组分，甲醇与乙醇、乙醇与乙酸乙酯分离得相对较好，测出的数据稳定。

3 DNP填充色谱柱效及填充柱气相色谱仪系统效能

3.1 DNP填充色谱柱效

在所需检测各组分分离得相对较好的情况下，最后一个峰的保留时间越短，色谱峰就越高，各组分半峰高宽度越窄，DNP填充色谱柱效越高，最低检出的微量成分就越低。

3.2填充柱气相色谱仪系统效能

①在柱温、汽化室、检测器温度，载气、氢气、空气流速，DNP填充色谱柱、酒样进入色谱柱方式一定的条件下。②在所需检测各组分分离得相对较好的情况下。最后一个峰的保留时间越短，色谱峰就越高，各组分半峰高宽度越窄，最低检出的微量成分就越低，色谱仪系统效能也越高。色谱仪系统效能主要受DNP填充色谱柱效、酒样进入色谱柱方式影响。

4 白酒微量成分最低检出含量与半峰高宽度关系

4.1 色谱专业术语

①峰保留时问：每一个白酒微量成分对应一个色谱峰，从进样到色谱峰顶时间为该峰的保留时间（详见图1）。

②色谱峰面积：色谱峰曲线与基线围成的面积，为该峰的峰面积。峰面积越大，和该峰对应的白酒微量成分的含量越高。该峰面积计算误差的大小，由该峰与相邻峰是否分开决定，峰完全分离时面积计算误差最小。

⑧酒样分析时间：在甲醇与乙醇、乙醇与乙酸乙酯分离得相对较好的条件分析时间（即己酸乙酯保留时间）越短，色谱峰就越高，

各组分半峰高宽度越窄，最低检出的微量成分就越低。

④白酒微量成分色谱峰的半峰高宽度（以图l为例）：每一个白酒微量成分对应一个色谱峰，从基线到峰顶的一半高度处，色谱峰的宽度为该峰的半峰高宽度Wh（见图1中的己酸乙酯峰）。

4.2填充柱色谱仪检测白酒微量成分

对于填充柱色谱仪（一般柱箱温度恒定）检测白酒微量成分，在含量（面积）一定，甲醇与乙醇、乙醇与乙酸乙酯分离得相对较好的条件下，己酸乙酯峰顶时间越短，色谱峰就越高，半峰高宽度wn值越小，白酒微成分最低检出含量也就越低。白酒微量成分最低检出含量公式如下。

5 结论

气相色谱仪篇5

一、数学模型

气相色谱仪检测器分两类，（1）是浓度型检测器，包括热导检测器（TCD）和电子俘获检测器（ECD），（2）是质量型检测器，包括火焰离子化检测器（FID）、火焰光度检测器（FPD）和氮磷检测器（NPD）。

1.浓度度型检测器，其响应值与载气流速有关，灵敏度的计算公式为：

……………（1）

式中：S----灵敏度，mVmL/mg；

A----标准物质中溶质的峰面积，μV.s；

Fc----载气流速，mL/min；

W----标准物质的进样量，g。

2.质量型检测器，其响应值与载气流速无关。通常，检测限以（2）式计算：

………………………（2）

式中：D-----检测限，g/s；

N-----基线躁声，A；

W----标准物质的进样量，g；

A----标准物质中溶质的峰面积，A.s。

由于FPD对测定硫的响应机理不同，其响应值与标准物质浓度的平方成正比，则FPD对测定硫的检测限以（3）式计算：………………………（3）

式中：D-----检测限，g/s；

N-----基线躁声，mm；

h----标准物质中硫的峰高，mm；

W1/4---硫色谱峰高1/4处的峰宽，s；

Wns----标准物质中硫的进样量，g。

二、不确定度的分析和评定

根据传递由（1）式得出： ………（4）

由（2）式得出： ……………（5）

由（3）式得出：…（6）

1.不确定度的来源分析

为峰面积测量的不确定度u4， 为流速测量的不确定度，其中包括皂膜流量计检定的不确定度u2和载气流速测量的不确定度u5，为标准物质进样量的不确定度，其中包括标准物质的不确定度u1和微量注射器校准的不确定度u3，其中还有取样时的目视误差以及微量注射器校准时和使用时的温度不同引起的误差，经检定员培训时的检定结果表明，这些误差可忽略不计，基线躁声测量的不确定度u6，为零。

2.不确定度来源的评定

2.1A类不确定度

a.峰面积或峰高测量不确定度u4（检测FID检测器为例）

使用国家标准物质中心研制的同一批次不同瓶的102ng/μl正十六烷-异辛烷溶液，在重复条件下连续测量10次，由峰面积（PA.s）的测量结果，计算测量值的实验标准偏差，结果如下：3002.85、3064.67、3163.56、3241.29、3187.87、3041.33（PA.s）。

单次实验标准差=2.24%

峰面积或峰高测量不确定度主要为进样的重复性，规程规定进样6次

所以，平均值的实验标准差为u3= s/ = / = 0.009

b.载气流速测量的不确定度u5

规程规定，载气流速测量6次，相对标准偏差为1%。所以u4=0.01/=0.004

c.基线躁声测量的不确定度u6

基线躁声测量的不确定度主要来自卡尺检定的不确定度和用卡尺测量的不确定度，一般为0.02。如果用色谱工作站记录基线躁声，则其不确定度优于0.01。

2.2B类不确定度：

a.标准物质的相对不确定度urel1

标准物质的相对不确定度是检定气相色谱仪的主要误差来源，直接影响检定结果，标准物质的不确定度通常由标准物质证书给出，由国家标准物质目录上列出的检定气相色谱仪的标准物质GBW（E）130101～GBW（E）130104，其定值不确定度为3%，包含因子k=3，所以urel1=0.03/3=0.01。如果用氮中甲烷气体标准物质来检定，氮中甲烷的定值不确定度为1%，包含因子k=2，

所以 urel1=0.01/2=0.005。

b.皂膜流量计检定的不确定度u2

由检定证书给出皂膜流量计检定的不确定度一般为1%，包含因子k=2，所以u2=0.01/2=0.005

c.微量注射器的校准不确定度u3

微量注射器的不确定度也是重要的误差来源之一，所以，微量注射器必须经校准后才能使用。规程中规定校准一般称量6次，相对标准偏差为1%。（进行检定结果计算时，应当采用校准值）

u3=0.01/=0.004。

气相色谱仪篇6

关键词: 气相色谱仪；工作原理；特征与性能；故障分析；处理措施

1 气相色谱仪原理

1.1分离原理

气相色谱法就是利用各种物质在流动相与固定相中分配系数的不同,当两相作相对运动时,各种组分的分配就在两相中反复多次进行,从而达到把各种组分从混合物中分离出来的目的。在此,气相是流动相,而液相与固相是作为固定相。从而可以分为“气-液色谱”与“气-固色谱”两类(也有液-固色谱)。

但在实际应用中固定相常常同时使用液相与固相,即所谓“固定液”与“担体”共同构成固定相。流动相常称“载气”,通常采用惰性气体(氩、氦、氮等)与氢气作载气,在某种情况下也有采用其他气体的,如CO2等。被分析的样品以气态形式由载气携带,进入并通过充有固定相的色谱柱,并在其中进行分离。

1.2气相色谱仪的一般流程与工作原理

基本组成部分:一整的气相色谱仪应包括以下几个基本组成部分(见图一所示)。

注:1―――样品净化与转化系统;2―――进样系统;3―――载气、燃烧气与助燃气供气系统;4―――分离色谱柱;5―――色谱检测器;6―――信号放大器;7―――信号衰减与数据处理装置;8―――记录器;9―――恒温控制系统;10―――程序控制系统

2常见的几种便携式气相色谱仪

2.1氢火焰检测器气相色谱仪

氢火焰检测器FID是利用氢火焰作电离源,使被测物质电离,产生微电流的检测器。它是典型的质量型检测器。突出优点是对几乎所有的有机物均有响应,特别是对烃类化合物灵敏度高,而且响应值与碳原子数成正比;对H2O,CO2与CS2等无机物不敏感;对气体流速、压力与温度变化不敏感。它的线性范围宽,结构简单、操作方便,死体积几乎为零。

因此,作为实验室仪器,FID得到普遍的应用,是最常用的气相色谱检测器。FID的主要缺点是需要可燃气体(氢气)、助燃气体与载气三种气源钢瓶及其流速控制系统。因此,制作成一体化的便携式仪器非常困难,特别是应对突发性环境污染事件的分析与检测,而且还有引燃、引爆的潜在危险性。

上海精密科学仪器有限公司推出的GC-190微型便携式气相色谱仪,主要特点是柱上加热,温度范围为25～250℃,微型FID检测器,灵敏度达5×10-11g/s;线性范围为105,氢气作载气。以氢气作载气主要缺点是调节载气流量时,难以控制氢火焰稳定性。

2.2热导检测器气相色谱仪

热导检测器TCD是利用被测组分与载气热导系数不同而响应的浓度型检测器,它是整体性能检测器,属物理常数检测方法。热导检测器的基本理论、工作原理与响应特征早在20世纪60年代就已成熟。

由于它对所有的物质都有响应,结构简单、性能可靠、定量准确、价格低廉、经久耐用,又是非破坏性检测器,因此,TCD始终充满着旺盛的生命力。近十几年来,配置于商品化气相色谱仪的产量仅次于FID,应用范围较广泛。

与其他检测器相比,TCD的灵敏度低,这是影响其应用于环境分析与检测的主要因素。以氦气作载气,进气量为2mL时,检出限可达10-6量级。因此,使用这种检测器的便携式气相色谱仪,不适于室内外一般环境污染物分析与检测,大多用于污染源与突发性环境污染事故的分析与检测。

2.3气体密度检测器GDD

不仅可以在检测器灵敏度允许范围内对许多复杂的有机与无机混合物进行定性定量分析,而且可以测量物质的分子量。因此用它可以设定许多物质的分析校正因子,这也是该检测器的突出优点。

2.4电子俘获检测器气相色谱仪

电子俘获检测器ECD适于检测卤代烃等电子亲与势较高化合物,灵敏度高。但它由于使用放射性同位素63Ni,根据中国相关法律,不宜制成随意移动的便携式气相色谱仪。

3气相色谱仪使用过程中应注意的问题

3.1气相色谱仪在使用中应考虑的因素

3.1.1环境条件

气相色谱仪对环境温度要求并不苛刻,一般在5～35℃的室温条件下即可正常操作。但对于环境湿度一般要求在20%～85%为宜。在高度潮湿的地区,使用某些型号仪器的氢火焰离子化检测器时,会因湿度大而导致放大器绝缘性能下降,若在高灵敏度挡上操作,响应值会下降。分析人员在使用仪器时,若遇到上述现象,应采取必要的措施。

3.1.2气体纯度

气相色谱仪所用气源纯度要求在99.99%以上。目前,许多操作者对于不同检测器要求不同气源纯度的问题没有引起足够的重视,使用中,有可能因气源纯度不够而导致检测器检测限高且基线不稳定。

例如用纯度为98%的氢气作为氢火焰离子化检测器的燃气气源,在检测器的104MΩ灵敏度挡上使用时,可能由于氢气纯度不够(含有甲烷等可燃性气体),导致基线波动,严重不稳。如果载气纯度不高,又含有微量氧时,将会影响毛细管柱的寿命。

3.1.3气流比例的选择

对氢火焰离子化检测器,需要N2-H2-Air焰,点燃后应为富氧焰,即空气应过量,以保证氢气完全燃烧,三种气体的最佳比例为N2∶H2=1∶(0.85～1),Air∶H2=(6～8)∶1或空气量更大。在此条件下,检测器灵敏度高、稳定性好,作出的定量校正因子可靠。

4 气相色谱仪在使用中常见的故障与处理措施

4.1 气路故障

在平时的操作中,有以下故障及排除方法,现以GC9800TFP,毛细管为例说明之。

很可能是各种气体有漏气的现象(特别是载气),常产生峰丢失的现象。另外,毛细管的“老化”过程没有充分或柱温过高,产生的“液相遗失”也会频频出现。若色谱仪上的气压难以调高,肯定是气流不足或漏气,出现此情况:

①钢瓶内是否有足够的气体或气压阀开得太小,一般分压阀应开015MPa;②导气管之间接口是否漏气(用肥皂水检查接口);③进样处的硅胶垫是否因使用时间过长出现小孔而漏气。对于气路方面的问题,一般色谱工作者可以找出并排出,常有以下具体情况出现。

4.1难以点燃火焰

此种情况可能是:①氢气量不足,点燃前应适当开大的氢气流量,一般应大于0106Pa;②比例不当,空气应是氢气的2～3倍,以使氢气能完全燃烧,点燃后可适当调小相应比例。

4.2进样后不出峰

在使用中偶有以下情况:①可能因氢气(H2)或空气流量太小而造成火焰熄灭(应常注意气压表的读数,因气压表的调节有个滞后过程);②别忘了打开检测器。

4.3进样后分离不完全

4.3.1几个峰重叠,分不开的处理方法:降低载气流速,减少进样量,降低柱温。若还不能分离,很可能是色谱柱内的固定相流失,色谱柱寿命已终,需更换毛细管柱。

4.3.2分离时间太长而晚出的峰扁平的处理方法:可以通过提高柱温来解决。

4.4进样后峰形不规则

①出现拖尾峰的处理方法:采用强极性固定相的毛细管以及提高柱温来解决。

②出现平顶形或锯齿形峰。处理方法:通过减少进样量、提高柱温与载气流速来解决。

4.5电路故障

色谱电路系统的故障,一般是温度控制系统与检测放大系统的故障,当然不排除供给各系统的电流的故障。

4.5.1温度控制系统的故障。若是温控系统的毛病,则首先应该检查可控硅是否坏,加热丝是否坏(断或短路),铂电阻是否坏或是接触不良。其次检查辅助回路的其他电子元件是否有问题。

4.5.2放大系统的故障。放大系统常见的故障是离子信号线受潮或断开、高阻开关受潮、集成运算放大电路性能变差或变坏等原因。

5 基线漂移与基线噪声大故障

色谱仪的基线问题可使测量误差增大。出现基线不稳故障时,首先要搞清楚色谱仪气路是否存在污染现象。

这不但是因为气路中气流不干净能直接影响基线的稳定性,而且更为普遍的是在气路不干净的条件下,许多本来在气路干净时对基线稳定性影响很小的因素(如载气流量变化、柱温波动等)对基线的稳定性影响却会突然增大。这就是气路污染与其它不稳定性的交互作用。

5.1柱中固定相流失或色谱柱被污染

柱中固定相流失,首先应怀疑色谱柱是否充分老化,在升高柱温条件下进一步老化色谱柱。如老化处理无明显效果,再用水蒸气清洗,在柱温处于150℃以上条件下,注入几针蒸馏水作清洗试验(每针进水量可在10～20微升左右)。如有效果,可认为色谱柱有杂质污染。如无效果,更换新的色谱柱。

5.2载气流速不稳或气路系统漏气

首先检查钢瓶是否漏气,其压力是否足够大,调节阀是否良好,必要时更换钢瓶与调节阀。然后检查进样口橡皮垫与柱入口处的接头是否漏气。如漏气,可用坚固接头部分或更换橡皮垫的办法排除。

其次检查气路系统是否漏气,特别是色谱柱到热导检测器之间的管路,包括热导检测器本身的气路。如有泄漏,空气中的氧气将会从泄漏处渗到气路中去,影响基线稳定性,严重的会腐蚀钨丝,使之受到永久性损伤。柱后有泄漏的检查方法十分简单,只要堵住热导池出口,观察相应气路的流量计转子是否降到零即可。用肥皂水在各接头处仔细观察,直到找出漏气处并排除。

5.3气路管路沾污

由于柱中固定相流失、气路中有冷凝物或因为载气不纯或过滤、净化器失效导致气路沾污,基线不稳定。排除方法:清洗气路管路的沾污。可先进行蒸馏水或乙醇的注样清洗,方法是使整个系统升温到150℃以上,多次用注射器注入10～20微升的蒸馏水或乙醇,待相应的峰出完后,观察基线的稳定性。

如基线明显变好,可认为管路仅有轻微的玷污,仍可继续使用;如基线稳定性无变化或变化不大,则应考虑对管路的彻底清洗。气路中进样口、柱子到热导池间的连接管以及热导池腔是很容易被污染的,因此在清洗时要重点处理。

5.4检测器被污染

在色谱操作过程中,检测器有时因流失的固定相及样品中的高沸点成份、易分解或有腐蚀性物质的作用而被沾污,以至不能正常工作。热导检测器被污染会造成基线漂移或出现阶梯型基线,并可能出现高噪音。

此时应对检测器进行清洗。清洗时可分三种情况,①是沾污物质仅限于高沸点成分,通常将检测器加热到最高使用温度后,再通入载气,即可清除。②是检测器仅存在程度较轻的沾污,此时可用蒸汽清洗的方法。

过程是在进样口注入几十微升蒸馏水或丙酮等溶剂,待1～2小时后,检查基线是否平稳即可。

③是上述二方法无效时拆下检测器,同时还要选择适宜的溶剂,对检测器进行彻底清洗。洗净后,加热赶去溶剂,将检测器装回到仪器上,再加热通载气冲洗数小时后,即可使用。

5.5柱箱温控不稳、检测室温控有波动或漂移排除方法:更换温度控制器或测温热敏元件。

5.6检测器电桥部分或直流稳压电源有故障排除方法:检修电桥电路或稳压电源电路。

5.7电路接触不良

轻轻拍敲各电子部件、各处接头、插座、插头与电位器等接触点,以确定接触不良处的位置,然后加以修复。

5.8钨丝没老化、热敏元件钨丝碰壁钨丝没老化、热敏元件钨丝碰壁短路,从而导致基线不稳定。排除方法:更换热敏元件或找出短路处予以修复。

6结语

气相色谱仪篇7

关键词：实验室用气相色谱仪 便携式油色谱仪 变压器油中溶解气体在线监测装置 随动式

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（a）-0104-01

通过检测变压器油中溶解气体组分含量，诊断变压器内潜伏性故障，是预防变压器事故发生的有效手段。气相色谱仪是检测变压器油中溶解气体的关键设备。目前气相色谱仪品种较多，有实验室用气相色谱仪、便携式油色谱仪、变压器油中溶解气体在线监测装置等，不同仪器的检测结果往往相差较远，易使人无所适从。本文对不同种类色谱仪组成、检测方法、性能、特点进行了评述，以便根据需要，合理的选择、配置不同类型的检测变压器油中溶解气体用仪器。

1 实验室用气相色谱仪

1.1 用于检测油中溶解气体的实验室用气相色谱仪组成

组成原理基本相同，不同厂家的气相色谱仪的区别在于色谱的气路流程、色谱柱性能。由载气、氢气、压缩空气、脱气装置、气相色谱仪主机、数据处理机（或色谱工作站）组成。

1.2 检测油中溶解气体的实验室用气相色谱仪应具备以下关键组件及功能

（1）氢焰离子化检测器（FID）：检测油中的CH4、C2H4、C2H6和C2H2。

（2）热导检测器（TCD）：检测油中的H2、O2和N2。

（3）镍触媒转化炉：在镍触媒的催化作用下，CO、CO2加氢在高温下转化成CH4。氢焰离子化检测器通过检测转化的CH4的量来定CO、CO2量值。

1.3 检测方法

实验室用气相色谱仪检测时，按《GB/T17623-1998绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法》[1]进行操作，该方法主要分脱气和检测两个步骤。

（1）脱气：用脱气装置将溶解于油中的特征气体部分或全部从油中分离出来，GB/T17623-1998[1]规定两种标准的脱气方法，振荡脱气法和真空脱气法，分别用恒温定时振荡仪进行部分脱气和用变径活塞泵自动全脱气装置进行真空全脱气。由于振荡脱气法便于操作，因此为大多数油实验室使用。

1.4 用于检测变压器油中溶解气体的实验室气相色谱仪分为通用型和专用型两种

（1）通用型指配有氢焰离子化检测器（FID）、热导池检测器（TCD）、镍触媒转化炉，色谱柱能分离CH4、C2H4、C2H6、C2H2、H2、CO、CO2等组分，检测灵敏度符合GB/T17623-1998[1]要求的气相色谱仪。通用型气相色谱仪主机需配置专用的变压器油色谱工作站，否则由于检测结果为脱出气体各组分的浓度，需检测人员用GB/T17623-1998[1]中的计算方法，将脱出气体各组分的浓度换算成变压器油中溶解气体的浓度。

（2）专用型指专用于检测变压器油中溶解气体的气相色谱仪，灵明度一般优于GB/T17623-1998[1]的规定，色谱仪生产厂根据变压器油中溶解气体组分特点研制专用的色谱柱和气路流程，色谱工作站有GB/T17623-1998[1]的计算方法，检测结果为变压器油中溶解气体的浓度，不需检测员换算。色谱工作站编入《GB/T7252-2001变压器油中溶解气体分析和判断导则》[2]，变压器油中溶解气体的浓度出现异常时，会自动提示，并提示可能的故障类型，自动计算产气速率。色谱柱能将O2，N2分离的专用型气相色谱仪还可用于检测油中含气量。

1.5 使用特点

按GB/T7252-2001[2]判断故障时，必需以实验室气相色谱仪检测结果为准。其缺点是检测周期长，必须从现场取样，回实验室进行分析，要求检测员有丰富的检测经验。

2 便携式变压器油中溶解气体检测仪-通常简称便携式油色谱仪

2.1 便携式变压器油中溶解气体检测仪器的类型

（1）色谱型Ⅰ：是检测变压器油中溶解气体实验室用气相色谱仪的微缩版，其原理配置与实验室相同。恒温定时振荡仪能容纳2个100 ml玻璃注射器（实验室通常是8个），载气、氢气、压缩空气都采用2 L左右的铝合金气瓶携带，气相色谱仪主机结构更紧凑，体积一般不到实验室气相色谱仪的1/3。检测用方法为GB/T17623-1998[1]规定的方法。

2.2 使用特点

当油色谱分析结果出现异常，需要对油中溶解气体进行经常的取油样分析时，如果异常的设备位于较偏远的变电站，又没有安装在线监测设备，经常的取油样分析会耗费大量的人力，同时还可能延误根据检测结果采取措施时机，上述色谱型Ⅰ便携式变压器油中溶解气体检测仪相当于一个移动的色谱实验室。其它类型便携式变压器油中溶解气体检测仪，优点是能快速检测定性，但准确的检测结果，还应以实验室检测结果为准。

3 油中溶解气体在线监测装置的类型

该类装置有两种类型：能监测CH4、C2H4、C2H6、C2H2、H2、CO等六种组分的称为多组分油中溶解气体在线监测装置，有些还能同时监测CO2和水分，监测少于这六种气体的在线监测装置称为少组分油中溶解气体在线监测装置[3]。

3.1 少组分油中溶解气体在线监测装置

油气分离方式为高分子膜渗透，气体检测器为电化学传感器。检测的气体组分为单氢、单乙炔或可燃气体（H2、CO、烃类气体）总和。其优点是结构简单、价格便宜。缺点：不能准确定量分析油中溶解气体。这类在线监测装置通常仅用于缺陷或故障的预警[3]。在选用时应选择至少能监测C2H2和H2等关键组分的装置。

3.2 多组分油中溶解气体在线监测装置

目前安装的多为多组分油中溶解气体在线监测装置，基本由油样采集单元、油气分离单元、气体检测单元、数据采集单元和通信与控制系统等组成，核心技术是油气分离技术和气体检测技术。

（1）气体检测技术：检测从油中分离出的气体。检测过程中，需将气体中的不同组分用色谱柱分离的在线监测装置，通常被简称为在线色谱仪。检测气体的检测器各有不同，目前有纳米半导体检测器、固态微电桥式检测器、可燃气体传感器、传感器阵列+信息融合技术等，并且不断有新技术应用于气体检测。目前安装的以在线色谱仪为主。

4 结语

实验室用气相色谱仪检测油中溶解气体时，通过标准气体的校准，很好的保证了检测结果的准确性，其中专用型仪器的检测灵敏度很高，对乙炔的最小检测浓度能达到0.05 ml/L，是充油电气设备交接试验和准确分析必不可少的设备。根据各单位充油电气设备的数量及分布情况，科学的配置、使用实验室气相色谱仪、便携式油色谱仪、变压器油中溶解气体在线监测装置，扬长避短、充分发挥各类仪器的独特性能，可有效地保证电网的安全经济运行。

参考文献

[1] GB/T17623-1998，绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法[S].

气相色谱仪篇8

【关键字】气相色谱仪、高炉、结构；

1、GC1000 系列工业色谱仪

1.1、色谱仪系统的原理

气体色谱仪是一种成份分析仪器，它将一定容量的待分析的多组份混合气体输入到色谱柱中，在色谱柱中对各组份进行分离，然后用检测器测量各种组份的浓度。工业气相色谱仪间歇性地按周 期进行分析，因此可以实现自动取样。下面说明 GCl000D/GC1000S 工业气相色谱仪的测量原理。

1.1.1 采样分析原理

气相色谱仪的样品分析机构由采样机构、色谱柱和检测器三部分组成。待分析的样品用采样阀进行采集，采样阀有采样和分离及检测两种工作状态。在分离及检测状 态时，取样阀应能让需要测量的气体（液体）流过采样阀的定量管。采样状态时，载气将采样阀定量 管中需测量的气体（液体）样品带入色谱柱中（见下图）。 关于采样有两点需注意：因为需要重复采样，所以采样的体积应固定不变。此外，采样必须迅 速可靠。实际测量中，使用―根温度和压力固定且定体积的的样品定量管来保证采集的某一气体（液 体）的体积不变。使采样迅速而可靠的方法是待测量的气体始终不停地流通。

1.1.2 色谱柱分离

气相色谱仪可使用三种色谱柱：填充色谱柱（Packed Column），大孔 径毛细管柱（Mega-bore Column）和毛细管色谱柱（Capillary Column）。填充色谱柱为内径约 2mm，长度 0.2―2.0M 的不锈钢管，管内充填有可对分析组份进行分离的填充物，这种填充物称作固定相。大孔径毛细管柱和毛细管柱的直径分别约为0.5mm和0.3mm左右，管的内表面涂覆有―薄层称 为固定相的物质。 多组份混合样品中的各种成份和载气称为流动相，流动相通过色谱柱时，反复的溶入固定相并 以一特定的比率从固定相中挥发出来。该比率与各种成份特定的分配系数有关。不同的组份有不同 的分配系数（Partition Coefficient）。由于有不同的分配系数，各种成分通过色谱柱时有不同的传输速率，也就是在色谱柱中有不同的通过速度。这样一来，多组份混合样品中的各种成份在色谱柱中被分离为单一的组份并按一定的 时间顺序从色谱柱中流出。下图表示出由 A，B，C 三种组份混合的样品气通过色谱柱以及在一定时间内被分离成各种独立的组份的情形。

1.1.3 热导检测器（TCD）原理

在色谱柱中被分离的各组份被送往检测器，用检测器测量各个组份的浓度。热导检测器可以测量几乎所有的非腐蚀性的组份，但灵敏度较低。热导检测器利用被测气体与载气间导热性的差别，测量电桥电路中产生的不平衡电压，从而测 量出被测气体的浓度。热导检测器通常用来测量被测气体（液体）的百分浓度。

1.2、色谱仪系统的构成

GC1000气相色谱仪是一体化的整机结构，按照它们的功能可以划分为五个部分，它们是： 1.正压防爆盒装置：安装仪器采用的正压充气防爆所需要的控制联锁和接线。 2.电气控制部件及接线端子组件：安装仪表自动运行控制及组份含量计算所需的的微机控制器及各种控制电路板和控制机构及相应的接线端子板。 3.色谱分析部件：安装仪表分析所必须的恒温加热炉、采样阀和控制阀件、色谱柱、检测器组件，以完成样品组成及含量的分析 4.样品采集部件（可选部件）：担负对现场工业样品的接入及控制。 5.气体调控组件：对仪表工作所需要的载气、驱动气、吹扫气、燃烧气，助燃气等的压力流量等参数进行调整和控制；

3、改进优化

3.1仪表分析用载气管路的改进

分析仪表需要氢气和氮气2种载气，载气为钢 瓶装的高纯度气体，每30天需更换一次。如果更换 时间超过5min，设备会停机。为了实现无扰切换载 气，使用三通阀连接两路管道，增加了一路连接载 气钢瓶的管路。当更换载气时，先把新载气瓶连接 好，打开这一路的阀门，然后再关闭需更换下来的气 瓶前的阀门，这样就做到了无扰更换载气。

3.2自动排放系统

设备设计前期采用手动排放废气，如果人员检修维护不到位，或者地区温度降低，温差较大时就会造成设备内积水较多，容易造成分析仪主机烧毁，后果不堪设想。采用时间继电器和铜质电磁阀的组合，组成自动排放系统，既解决了手动排放的困难，也提升了设备的运行稳定率。

4、仪表的日常维护检修

4.1、防爆结构

仪表维修前首先应检查防爆结构，以确保仪表的防爆性能不变。该项检查主要应检查以下几项。1）. 系统的正压保护盒上的固定螺钉有否损坏和松动。2）.外壳和透明视窗有否损坏。3）.任何衬垫有否破裂或严重变形。

4.2、更换钢瓶，

更换载气或标准气体钢瓶后常需要检查钢瓶减压阀周围有无泄漏。钢瓶更换后的三天内至少要检查 2～3 次。

4.3、泄漏检查

仪表的任何管接头件或内外部零件在更换或检修后都必须检查接头是否有泄漏。检漏时应保持管子处于加压状态，用肥皂水（“SNOOP”或其它装置）涂在接头处进行检漏。发现泄露时应拧紧接头或更换不合格零件。任何泄露都会影响仪表的正常工作、降低分析结果的准确性或增加气体的消耗量。

4.4、检查色谱图

仪表更换任何另部件后重新开始运行时，应记录若干色谱图并和操作数据手册中的结果进行对比。

气相色谱仪篇9

【关键词】气相色谱分析仪 故障 故障排除 维护对策

气相色谱分析是对物质进行定性或定量分析的方法，在化工、石油、食品工业、环保、生物化学、医药卫生、司法检验等领域都有广泛的应用，尤其在化工分析中更是必不可少的手段。气相色谱分析仪是进行气相色谱分析的仪器，在使用过程中，常会由于仪器的本身结构、测定的样品特性及使用人员的素质等各方面原因而出现诸多故障，对正常的分析工作造成困扰。故而总结出使用过程中经常出现的有关故障，掌握相应的排除故障方法及日常维护的对策至关重要。

1 气相色谱分析法及气相色谱分析仪

气相色谱分析法是一种新型的分析分离方法，其实质是物理化学分析方法[1]，在近40年得到了迅速发展，它的操作非常简便，需要样品的量较少，具有高灵敏度、高效率、高准确度等优点，可以对包括同分异构体、同系物在内的复杂混合物进行快速分离，并且可以定性、定量分析。这一分析方法的关键部分是色谱柱[2]的采用，所测样品的不同组分流经色谱柱时，对于流动相和固定相具有不同的吸附系数，可在相对运动的两相中多次反复进行分配，导致不同组分的滞留时间不同，按照先后顺序流出色谱柱，从而将不同的物质分离开来。

气相色谱分析仪正是利用气相色谱分析的相关原理制造而成的，并且在不同组分流出色谱柱进入检测器检测后，可以转换成电信号送至数据据处理中心，使测定结果以数据形式表达出来。虽然气相色谱仪有不同的种类和产品，但其基本结构都一致，主要包括气源、进样系统、分离系统、温控系统、检测系统和数据处理系统六部分。一旦某个部分出现故障，就会影响整个仪器的正常运转，从而影响分析工作的正常开展。

2 气相色谱分析中常见的故障及排除方法

在利用气相色谱分析仪进行物质的分析、分离工作中，常见的故障主要有气路部分故障和电路部分故障两大类。气路部分故障主要包括定量管、进样阀（进样口）污染和色谱柱失效及污染、检测器受到污染几种情况，电路部分故障主要包括处理机或电路故障等。

2.1 气路污染

在气相色谱分析中，气路污染是经常遇到的故障之一 ，表现为有未知峰出现或者噪音增大，造成这种故障的原因一般是用的载气纯度达不到要求，或者进入了未知的样品。排除故障的方法是根据表现症状确定污染后，将可能被污染的部位进行逐一清洗。

2.1.1定量管、进样阀（进样口）的污染

一旦定量管、进样阀（进样口）被污染，会表现出较明显的症状，如每次进样后，在图谱上的固定位置会出现固定杂峰。轻度污染可以用空气或氮气吹扫半小时至1小时，污染过重则需用乙醇为溶剂，用氮气作为载气进行彻底清洗[3]。

2.1.2柱失效或柱污染

柱失效、柱污染或不当选择柱温都会使图谱中出现具有周期性的杂乱峰或未知峰。色谱柱的污染可通过升温老化进行排除，一般48小时即可达到目的，但是切记要把链接检测器那段放空以免污染检测器。若有些组分难以分离，则是柱失效所致，可通过活化或更换色谱柱排除故障。

2.1.3检测器受到污染

当固定液发生流失或者有不明杂质进到检测器中，一般会造成检测器的污染，表现出噪音较大的症状。轻度污染时用载气带动乙醇从进样口进入，流动清洗。如污染严重，需将检测器拆下，用超声波彻底清洗。

2.2 载气流速或柱温设置不当

如果色谱柱效能良好且未受污染的情况下，出现了组分分离效果不理想的状况，发生的故障可能是载气流速或者是柱温没有设置好。一般情况下，当柱温一定时，载气流速要适当放慢，而载气流速一定时，柱温越低越能达到理想的分离效果。

2.3 电路系统故障

电路系统故障是比较容易判定的，如未启动电源，恒温箱不能维持恒温条件等，当色谱图中的基线有周期性的正弦波出现，则是放大电路系统出现故障，排除的方法一般是要将损坏的元件更换。

3 气相色谱分析仪的日常维护对策

3.1 对气路系统的维护

气相色谱仪中的气路是密闭管路体系，主要是进行连续的载气运行，必须保持良好的封闭性和管路内的清洁，所以需要定期的清洗。在清洗时，要注意将气路连接的金属管的接头拆下，将各管线小心取出，擦拭外壁灰尘后再用无水乙醇清洗内壁。同时还应考虑在进行样品分析过程中是否有其他不溶于乙醇的污染物，如有，可针对其溶解特性按照高沸点溶液优先的原则选用合适的溶液进行清洁。另外，还要注意对阀进行维护，气相色谱仪不使用时，应对稳压阀的手柄进行放松调节，将针形阀拨到“开”的状态。气路通气的时候，先将稳流阀阀针打开，从大流量开始调向所需流量。使用转子流量计时要保持气源清洁，皂膜流量计使用时要保持湿润、清洁状态。

3.2 对进样系统进行维护

对进样口要用丙酮和蒸馏水定时清理，避免硅橡胶等微粒堵塞进样口。另外还需定时更换玻璃衬管和进样垫，未用注射器进样时，不要推动柱塞，使用注射器前要用丙酮进行清洗，每次使用后也需要立即清洗。

3.3 对分离系统进行维护

色谱柱是分离系统的核心部分，需要日常的维护和清理。新买的色谱柱在使用前要检测其性能，装上后要进行老化。使用完毕后要等柱温下降到50度以下再关机。如果色谱柱暂不使用，要将其从色谱仪上卸下，填充柱两端用不锈钢螺帽套上，毛细柱两端用硅胶垫扎一个小孔后套上，妥善封存于柱包装盒内避免污染。

3.4 对检测系统的维护

噪声和鬼峰一般都是检测器上有污垢附着引起，故而对检测器的维护主要是清洗[4]，但要根据说明书或在专业人员的指导下进行适当的清洗维护。

参考文献

[1] 魏鑫.气相色谱仪的日常维护和保养[J].科教文汇.2011，21：97-98

[2] 王军.在线气相色谱分析仪的故障分析与处理[J].科技与企业.2012，8：346

气相色谱仪篇10

【关键词】 TVOC；采样体积； 条件参数设置；Tenax-TA吸附剂；影响

室内空气污染严重影响人们的生活质量，与室内空气污染有直接关系的各种疾病也越来越使人们关注室内环境这个话题，在民用建筑工程室内环境污染检测中TVOC是指在色谱分析分析法中所测得的进去空气中挥发性有机化合物的总量，考虑到空气中挥发性有机化合物品种繁多，不可能一一定性，在GB50235-2010中选择了标准以建筑材料和装修材料中时常出现的有机化合物作为识别组分主要包括苯、甲苯、对（间）二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙苯、乙酸丁酯、十一烷作为计量溯源依据（在规范规定的检测条件下，未识别组分以甲苯计），检测方法是气相色谱分析法，试验研究了几种因素对TVOC测定的影响。

1试验

1.1仪器、设备

气相色谱仪Agilent7820A型(双FID检测器);Agilent色谱工作站;

解析仪：AutoTDS-Ⅱ型双通道热解析仪（北京踏实科贸有限公司）

北分色谱F-506吸附老化箱（北京京仪海福尔自动化仪表有限公司）

恒流采样器：ZC-QL便携式恒流采样器（浙江恒达仪器仪表有限公司）

流量计：TH-ZMS智能电子皂膜流量计（武汉市天虹智能仪表厂）

空气阻力计（0~25Kpa）

高纯氢发生器GH-500(北京中兴汇利科技发展有限公司)

GPI-2气体净化器（福立仪器）

TVOC采样管（内装200mg粒径0.18~0.25mmTenax-TA吸附剂的不锈钢管，北京市劳动保护科学研究所科技发展有限公司）

TVOC标准样品（10ug/ml; 100ug/ml;1000ug/ml 环境保护部标准样品研究所）

1.2 色谱参数与热解析仪参数

1.2.1色谱条件：

色谱柱：

前： TVOC（交联）320℃50m*0.32mm*3.0um

后： SE-30（交联） 320℃50m*0.32mm*3.0um

升温程序：初始温度为50℃，保持10min,升温速率5℃/min,温度升至250℃，保持2min.

分流比1：10

载气流速为20ml/min

1.2.2热解析条件参数：

解析1min;进样3min;反吹10min；解析温度300℃，管路80℃

1.3色谱分析方法

采用热解析直接进样的气相色谱法，将Tenax-TA吸附管置于热解析直接进样装置中，经温度范围为280℃~300℃充分解析后，使解析气体直接由进样阀快速进入气相色谱仪进行色谱分析，以保留时间定性、以峰面积定量。

2.检测工作中发现几种因素对TVOC的影响

试验主要是从采样体积、气相色谱仪的设置参数、热解析仪的设置参数、Tenax-TA管内吸附剂的热稳定性等对TVOC测定的影响。

2.1采样体积的影响

由于Tenax-TA管内吸附剂粒度小、填充密度大，气流通过时遇到的阻力比较大，现场采样时接入吸附管后流量有明显降低的迹象，为解决这个问题在采样过程中使用恒流采样器保证空气采样过程中流量稳定，设置流量和采样时间，同时使用空气阻力计测试Tenax-TA管当流量在0.5L/min时，能克服5kPa~10kPa的阻力，并且用皂膜流量计校准系统流量。在日常检测工作中要时常要空气阻力计来测试Tenax-TA管，避免出现由于反复、过度使用同一支吸附管而造成的采样体积的偏差。对采样流速和穿透体积的经过多次试验发现：流速过高，穿透体积减少，流速过低不容易控制稳定。试验中采用Tenax吸附管的流速0.50L/min。

2.2气相色谱仪条件参数的影响

气相色谱条件参数的设置直接影响测定的结果。本实验室采用了TVOC混合标准物质系列10ug/ml; 100ug/ml;1000ug/ml（环境保护部标准样品研究所）抽取一定量的体积直接进样。经多次试验数据分析：分流比、载气流速、初始温度和升温速率对试验结果均有不同程度的影响。初始温度过高的话溶剂峰拖尾和苯峰分离不好；载气流速过大的话，对（间）二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙苯等组分峰分离不开，直接影响样品的分析结果；升温速率过快，样品峰的基线飘忽不定，以致无法准确积分。本实验室使用的气相色谱仪Agilent7820A型(双FID检测器)和SE-30（交联）（320℃50m*0.32mm*3.0um）通过标准样品气相进样最终确定以下色谱条件：分流比1：10；载气流速为20ml/min；升温程序：初始温度为50℃，保持10min,升温速率5℃/min,温度升至250℃，保持2min.下面为该条件下做出0.1ug的前后检测器的气相标准样品谱图。图一为气相色谱仪7820A前检测器的谱图；图二为气相色谱仪7820A后检测器的谱图。

2.3热解析仪参数的影响

2.3.1 热解吸温度：解吸温度要高于欲解吸化合物沸点20℃以上，吸附剂的热稳定性限制了高沸点化合物热解吸，在高温下吸附剂表面活性可能造成吸附物的分解。热解析温度不够高的话，对样品峰解析不完全，解析温度过高的话容易使Tenax-TA管内的吸附剂热稳定性变差，使管的本底值升高从而影响样品的准确分析。

2.3.2热解吸体积：根据穿透体积数据，解吸体积要大于完全解吸体积。温度与体积是相互影响的。

2.3.3热解吸流量： 解吸流量和解吸时间与解吸体积有关，解吸流量不宜太快（本实验采取60ml/min），否则增加解吸体积。

2.3.4热解吸样品稳定性：高温下可能有的组分不稳定。造成分析过程中固定的保留时间出现峰面积很大的未知峰，从而影响样品的准确分析。

经试验确定解析仪的参数为：解析1min，进样3min,解析温度为300℃，管路80℃。

2.4Tenax-TA管内吸附剂的影响

现在室内环境检测中用来采集TVOC的吸附管中大多数都是Tenax TA 填料，Tenax TA 具有以下性质：(是2,6二苯基对苯醚) 疏水性强，表面积较小，密度为0.25g/cm3。适用范围广，可采集中等沸点以上（BP 80-250℃）脂肪烃、芳香烃、卤代烃、醇、醛酮等化合物：烃类（C6- C17 BP 80-280℃）；醇（C5-C12 BP 140-250℃）；醛酮（C4-C9 BP 80-200℃）；酯类（乙酸丙酯-乙酸己酯BP 100-150℃）芳烃（苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、联苯、萜类 BP 80-250℃）；卤代烃（四氯化碳、溴仿 三氯乙烷 二氯丙烷以上、氯苯、二氯苯等BP 70-200℃）。由于吸附剂的本底值直接影响测定的检测下限，吸附剂装入采样管后，使用前应通氮气加热活化，活化温度应高于解析温度，活化时间不少于30min，活化至无杂质峰为止，以降低本底值。活化后用空气阻力计测试吸附管在0.5L/min时，阻力符合5kPa~10kPa之间。每批采样管经净化处理后，必须检查本底值，合格后方可用来采样 。净化处理后的采样管，贮存时间不宜过长，因为即使密封条件下，外界空气中污染物也会缓慢扩散进去，Tenax树脂在放置过程，受热、光的作用或者与空气中氧、臭氧、氧化氮反应可能会有微量的氧化和分解，使本底值增高。所以热解析仪设置解析温度时要在满足把所有样品完全解析的情况下尽可能的低。

3.结论

利用气相色谱法检测民用建筑室内污染物TVOC时，影响因素很多，采样体积、色谱仪和热解析仪的条件参数设置、Tenax管中的吸附剂等都会影响试验结果，所以在实际的检测工作中要注意加强对这几方面的控制。

参考文献：

【1】民用建筑工程室内环境污染控制规范GB50325-2010，中国计划出版社，2011。

【2】王喜元主编，民用建筑工程室内环境污染控制规范辅导教材（第二版），中国计划出版社，2006。