分析仪器维护PPT课件

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1、分析仪器维护第四章第四章 色谱分析仪器的维护色谱分析仪器的维护 学学习习指指南南 作为一种对多组份混合物进行分离，并测定其含量的重要手段，色谱方法得到了日益广泛的应用，并已成为现代成份分析中最重要的方法之一。色谱分析仪器由于具有应用范围广、分离效率高、分析速度快、样品用量少、灵敏度高及易于自动化等特点，广泛地应用于石油化工、生物化学、医药卫生、环境保护，食品检验和临床医学等部门。色谱分析仪器已经成为许多分析实验室不可缺少的仪器，它主要包括气相色谱仪和液相色谱仪。本章着重介绍色谱分析仪器的结构、原理，培养对色谱分析仪器进行安装、调试和保养的能力，在此基础上学会对仪器一般故障的产生原因进行分析并进

2、而将故障排除的方法。通过本章的学习，应达到如下要求： （1）详细了解色谱分析仪器的组成、结构，能够参照仪器说明书对仪器进行安装、调试。 （2）能够熟练地对仪器进行正确的维护和保养。 （3）对仪器的常见故障能够进行分析，了解故障产生的原因，采取针对性的措施加以排除。 （4）对使用中和维修后的色谱分析仪器能按照有关国家标准对其性能进行检定。第一节第一节 气相色谱仪气相色谱仪 一、气相色谱仪的结构和分类一、气相色谱仪的结构和分类 随着气相色谱法的发展，气相色谱仪的应用十分广泛。根据载气流路的连接方式，气相色谱仪大致可分为单柱单气路、双柱双气路两类。不管采取哪一种载气流路形式，仪器的基本结构部分是相同

3、的，主要由气路系统、进样系统、色谱柱、检测器、温度控制系统、信号记录和数据处理系统等六个部分组成。 二、气相色谱系统二、气相色谱系统 1气相色谱系统 （1）气路系统 气路系统是指载气和辅助气体流经的管路和相关的一些部件，具体包括气源装置、气体流速的控制、测量装置等，其作用是提供气体并对进入仪器的载气或辅助气体进行稳压、稳流、控制和指示流量。 气源装置 气相色谱分析中所用气体，除空气可由空气压缩机供给外，一般都由高压钢瓶供给。近年来，某些气体越来越多地采用气体发生器作为气源，如氢气发生器、氮气发生器等，这些附加设备将在第六章中加以介绍。 气体流速的控制装置 稳定而可调节的载气及辅助气流不仅是气相

4、色谱仪正常运转的保证，而且直接影响到色谱分析结果的准确度。气源(如高压钢瓶)必须与减压阀、稳压阀、稳流阀等部件配合才能提供稳定而具有一定流量(流速)的气流。 A减压阀 高压钢瓶中气体压力很高（10MPa以上）， 需用减压阀将其衰减至0.5MPa以下。减压阀的结构如图4所示 1.调节手柄;2.弹簧;3.隔膜;4.提升针阀;5.出口腔;6.入口腔;7.气体入口;8.高压压力表;9.气体出口;10.低压压力表图4减压阀结构示意图 稳压阀 又称压力调节器，其功能是为它后边的针形阀提供稳定的气压；为它后边的稳流阀提供恒定的参考压力。稳压阀通常采用橡胶膜片和金属波纹管双腔式的结构，如图42所示。 空腔A和

5、金属波纹管B的空腔通过三根连动杆的间隙互相连通，针型阀用三根连动杆(图中只画出一根)连在波纹管底座上。若将手柄右旋，向左压缩弹簧，波纹管被压缩，阀体左移，增大阀针与阀座间隙，出口流速加大,即输出压力升高；反之，手柄左旋，过程相反，输出压力下降。这是稳压阀可以调节输出压力的原因。 稳压阀的稳压原理是：用调节手柄通过弹簧可把针形阀旋到一定的开度，当压力达到一定值时就处于平衡状态，达到平衡后当气体进口压力P1微有增加产生波动时，针形阀的结构必然导致P2的压力也增加，腔压力增大的结果，迫使弹簧向右压缩，波纹管就向右移动而伸长，并带动三根连动杆也向右移动，使阀针与阀体的间隙减小，气流阻力增加，使出口压力

6、P3保持不变。同理，当输入压力P1有微小的下降时，由于压力负反馈自动调节的作用，使系统可以自动恢复到原有平衡状态，从而达到稳定出口压力的效果。 1.阀座;2.针形阀（或平面阀）;3.波纹管;4.弹簧;5.手柄;6.阀针。图42稳压阀示意图 C针形阀 针形阀是气体流量的调节装置，它是通过改变阀针和阀门之间的接触程度，达到改变流量大小的目的。在气相色谱仪中，常用的是锥式针形阀，阀针和阀体由不锈钢制成，其结构如图43所示。 应该指出的是，针形阀在气路中只能起连续调节气体流量大小的作用，既不能起稳定出口压力的作用，也无法维持出口流量的恒定。 D稳流阀 在程序升温气相色谱仪中，色谱柱对载气的阻力随着柱温

7、的上升而增加，使得柱后载气的流速也将发生变化，从而引起基线的漂移。为了使仪器在程序升温操作过程中，载气流速不随柱温改变而变化，往往需在稳压阀的后面加装稳流阀，这样，柱温的改变而引起的色谱柱对载气的阻力虽有变化，但柱后载气的流速保持不变，从而改善仪器基线的稳定性，实现对宽沸程样品快速分析的目的。1.阀门; 2.压缩弹簧;3.阀针密封圈; 4.阀针;5.密封环; 6.密封垫圈; 7.螺帽; 8.调节手柄。 图43针形阀结构示意图 目前，在气相色谱仪中常用的是膜片反馈式稳流阀，它的结构为图44所示。其工作原理是：针阀在输入压力保持不变的情况下旋到一定的开度，使流量稳定不变。流量控制器是由弹性膜片隔开

8、的腔和腔组成，膜片中心与球阀相连接。由针阀，流量控制器和上游反馈管组成一个自控系统，它是用维持气流在针阀进出口处压力差恒定的办法使气流速度稳定。当进口压力P1稳定，针阀两端的压力差等于P3P2，即PP1P2，P等于弹簧压力时，膜片两边达到平衡。当柱温升高时，气阻发生变化，阻力增加，出口压力P4增加，流量降低，因为P1是恒定的，所以P1P2小于弹簧压力，这时弹簧向上压动膜片，球阀开度增加，出口压力P4增大，流量增加，P2也相应下降，直到P1P2等于弹簧压力时，膜片又处于平衡状态，从而使载气流速维持不变。1.弹性膜片;2.上游反馈管;3.手柄;4.阀针。图44稳流阀示意图 调节针形阀的开启度大小，

9、可以选择载气流量。 气体流速的测量装置 气体的流速是以单位时间内通过色谱柱或检测器的气体体积大小来表示，单位一般用mlmin-1。在气相色谱中，常用的气体流速测量装置是转子流量计或皂膜流量计，其中测出的流速要经过温度、压力及水蒸气压的校正，才是色谱柱后的载气平均流速。 （2）进样系统 液体进样装置 在气相色谱中，液体样品必须经气化室将其瞬间汽化后，才可进入色谱柱分离。 A气化室 气化室实际上是一个温度连续可调并能恒定控制的加热炉。一种金属式气化室的结构如图45所示。载气通常在进入气化室之前应经过盘旋在加热器外壳的预热管进行预热，使载气温度接近气化室的温度，预热后的载气经过进样口和气化管直接与色

10、谱柱相接。注射器针头在进样口刺破硅橡胶垫后进样，并在气化管中瞬时气化，然后被载气携带进入色谱柱。气化管被外部电加热器加热，加热器由温度控制器控制，以实现气化温度连续可调和恒定操作的要求。 B微量注射器 液体进样多采用微量注射器，进样的重复性一般在2.0%左右。 图45汽化室结构示意图 气体进样装置 气体进样常采用六通阀，也可以用0.25、1、2、5毫升的医用注射器六通阀由于进样重复性好，且可进行自动操作而 得到广泛使用。目前，在气相色谱仪中经常采用的有两种：一种是推拉式六通阀，另一种是平面旋转式六通阀。 （3）色谱柱 色谱柱的结构较为简单，由一根柱管及填装在管内的固定相组成。 柱管制作材料很多

11、，如不锈钢、铜、玻璃、塑料等，其中不锈钢柱由于质地坚固、化学稳定性好而使用十分广泛。色谱柱常制成U形或螺旋形等形状，其柱效相差不大。常用的色谱柱基本上可分为填充柱和毛细管柱两类。 色谱柱一般放置在柱箱中使用。柱箱亦称恒温箱或层析室，是使色谱柱处于一定温度环境的装置，一般采用空气浴，由鼓风马达强制空气对流，以减少热辐射等造成的温度分布不均匀的现象，加快升温速度。 （4）检测器 检测器又称鉴定器，它是把组份及其浓度变化以一定的方式转换为易于测量的电信号，因此，检测器实际上是一种换能装置。 一些常用的气相色谱检测器的性能如下表所示。 热导池检测器 热导池检测器是气相色谱法中最早出现并应用最广泛的一种

12、通用型检测器，其特点是结构简单、性能稳定、线性范围较宽、操作方便，灵敏度虽然不算太高，但对无机气体和各种有机物均有响应，且对样品无破坏性，适宜于常量分析以及含量在几个ppm以上的组份分析。目前，热导池检测器是气相色谱仪的常备检测器之一，它由热导池及电气线路所组成。 A热导池的结构热导池由热敏元件和金属池体构成，通常在金属池体上加工成一定结构的池腔，在其内装上合适的热敏元件即构成热导池的一个臂。热导池一般可分为双臂式和四臂式两种形式，四臂式热导池由于相对于双臂式其输出信号增大一倍，提高了灵敏度，稳定性亦得到进一步改善而被气相色谱仪所普遍采用。 B热导池检测器的电气线路 a.直流电桥 热导池电气测

13、量线路就是一个简单的稳压供电的直流电桥，亦即“惠斯登电桥”。气相色谱仪中广泛采用的四臂式热导池,其测量桥路如图4-6所示。R2和R4为参考臂，R1和R3则为测量臂，由于采用四个一组完全相同的热敏元件，故R1=R2=R3=R4，全部插入同一块热导池体的四个池腔(两两相通)中 未进样时，参考臂与测量臂通过的均为纯载气，阻值的变化为R1、R2、R3及R4，且R1=R2=R3=R4，此时：(R1+R1)(R3+R3)=(R2+R2)(R4+R4) 电桥平衡无输出电压。 当进样后，组份随载气进入测量臂，此时R1R3R2=R4，所以：(R1+R1)(R3+R3)(R2+R2)(R4+R4) 电桥失去平衡，

14、分别造成M、N点的电位升高和降低，由于变化相反，导致电桥不平衡输出电压增加了一倍，相应地使热导池灵敏度也提高了一倍。 在测量桥路中，参考臂和测量臂不仅热敏元件的形状、阻值大小一致，所处池腔的体积也相同，其主要区别在于通过的气体组成不同。因此，不同形式的载气气路，它们的放置方法就有差别： 单柱单气路参考臂应该连接在汽化室前，测量臂应该连接在色谱柱后。 双柱双气路参考臂和测量臂均应连接在色谱柱后。在哪一个支路上进样，其热敏元件就作为测量臂，对应的另一支路的热敏元件作为参考臂。显然，对于双臂式热导池，某一热敏元件为测量，另一则为参考；对于四臂式热导池，R1、R3与R2、R4互为测量，互为参考。 安装

15、时应注意，在图4-6中，不能把R1、R3，R2、R4接成邻臂，否则在进样后，虽然样品气进入测量臂，但由于R1和R3在同一个气路中，阻值变化相同，结果电桥仍处于平衡状态，造成桥路没有信号输出。此时应按照气路和电路的安装要求，重新进行正确地连接。 b调零线路 由于电桥的调零电位器的接法不同，组成的电桥线路就有差异。目前，在热导池桥路中常采用串联式调零法和并联式调零法，它们的线路示意图如图4-7所示。其中，并联式的调零接法使热导池检测器具有更大的线性范围而应用较多。 c电桥的供电方式 目前，热导池检测器多采用直流电桥，因此，桥路两端的供电电源就是直流电源，其形式可以是稳压电源或稳流电源两种。主要由整

16、流滤波、调整电路、比较放大、取样电路、基准电压以及辅助电源等几部分所组成，其方框图如图4-8所示。稳压电源和稳流电源均采用串联调整线路，基本环节亦相同，不同点在于两者取样电路方式有所不同。 图 四臂式直流电桥a.串联式调零法 b.并联式调零法 图47直流电桥调零方法图48电桥供电电源方框图 氢火焰离子化检测器 氢火焰离子化检测器是离子化检测器的一种，其特点是灵敏度高，结构简单、响应快，线性范围宽，对温度、流速等操作参数的要求不甚严格，操作比较简单、稳定、可靠。因而应用十分广泛，已成为气相色谱仪常备检测器之一。氢火焰离子化检测器主要由离子室和相应的电气线路组成，其工作原理如图49所示。 A离子室

17、的结构 氢火焰离子化检测器的核心是离子室，其结构如图4-10所示。它主要由喷嘴、电极和体入口等部分组成。图氢火焰离子化检测器工作原理图 a.喷嘴 氢火焰离子化检测器常采用绝缘型喷嘴，主要由不锈钢及石英等材料制成，某种喷嘴的结构如图4-11所示。喷嘴通常可以拆卸以便清洗或更换。 b电极 一个离子室性能的好坏常用收集效率的高低来评价，这就需要一对电极，即收集极和极化极，并要在两极间施加一定的极化电压，以形成一个足够强的电场，使生成的正负离子迅速到达两极，从而大大降低离子重新复合的可能性。安装时，应让收集极、极化极、喷嘴的截面构成同心圆结构，以提高收集效率。收集极接微电流放大器输入端，电位接近零，极

18、化极则加正高压或负高压，从而在两极间形成局部电场，实现对离子流的收集。制作电极的材料应具有良好的高温稳定性，收集极多用优质的不锈钢材料制作，极化极多用铂制成。 c气体入口通路 氢火焰离子化检测器采用以H2为燃气，空气为助燃气构成的扩散型火焰。氢气从入口管进入喷嘴，与载气混合后由喷嘴流出进行燃烧，助燃空气由空气入口进入，通过空气扩散器均匀分布在火焰周围进行助燃，补充气从喷嘴管道底部通入。如图4-10所示。 B氢火焰离子化检测器的电气线路 氢火焰离子化检测器的电气线路主要包括离子室的极化电压、微电流放大器以及基始电流补偿电路等。 a极化电压 离子室的极化电极所需250V300V的直流电压，可通过初

19、级硅稳压管线路供给。典型的线路如图4-12所示，它由稳流、滤波和硅稳压管组成，稳定度可达1左右，完全可满足氢焰离子室对电场的要求。 1.收集极;2.极化极;3.点火热丝;4.喷嘴;5.氢火焰;6.空气分配挡板;7.气体出口;8.空气入口;9.氢气入口;10.(载气+ 组分) 入口图410 FID离子室结构示意图图4-11喷嘴结构示意图图412极化电压供给电路图 b微电流放大器 经氢火焰的作用离解成的离子在外加定向电场中所形成的离子流十分微弱，必须经过一个直流微电流放大器放大后才能由记录仪记录。微电流放大器的工作原理方框图如图413所示。 c基始电流补偿电路 当色谱柱固定液存在微量的流失或气源纯

20、度不够时,离子室在未进样之前,只要火焰被燃着,总有一定数量的本底电流存在,这种本底电流通常称为“基始电流”,简称“基流”。基流的存在显然会影响痕量分析的灵敏度和FID的基线稳定性。因此,除了尽可能老化色谱柱或纯化气源外,在单柱单气路气相色谱仪的放大器中还必须采取基流补偿的措施。显然,这种措施也适合于电子俘获及火焰光度等检测器。 图413直耦型微电流放大器原理方框图 基流补偿根据在放大器中的连接方法不同,可分为“串联基流补偿法”和“并联基流补偿法”, 图4-14所示为通常采用的“串联基流补偿法”的简化示意图。该连接方法的优点是对输入的电流无分流作用,即不损失待测信号,而且省掉了并联补偿法需用的另

21、一高值电阻,补偿所用的电源电压也较低。考虑到电子俘获检测器的需要,一般选择其补偿电压为1015V左右。该法的缺点是电源电压必须对地悬浮,不利于消除电源的交流干扰。 电子俘获检测器 电子俘获检测器是一种具有高灵敏度、高选择性的检测器,其应用范围之广仅次于热导池、氢焰离子化检测器而占第三位。电子俘获检测器也是一种离子化检测器,故可与氢焰检测器共用同一个放大器,所不同的是它对操作条件的选择要求更加严格。 与氢焰离子化检测器相似,电子俘获检测器主要由能源、电极、气体供应及相应的电气线路等部分组成。 图414 串联基流补偿电路 A电子俘获检测器的结构。 目前常用的是放射性电子俘获检测器,其结构常采用同轴

22、圆筒式电极。图4-15所示为电子俘获检测器中典型的放射性同轴圆筒式电极结构。 能源采用圆筒状的-放射源,常用 的为或,并以其作为阴极,同时组成载气的出口；另一不锈钢电极作为阳极。供电方式可采用直流电压供电或脉冲电压供电两种。直流电压供电虽然比较简单,但由于线性范围窄,还会带来一些不正常的反应,因此呈现出以脉冲电压供电逐渐取代直流电压供电的趋势。绝缘体一般用聚四氟乙烯或陶瓷等材料制作。 B电子俘获检测器的电气线路 直流供电和脉冲供电的电子俘获检测器所需要的电气线路主要包括三部分：连续可变的直流电压源、脉冲周期可调的脉冲电压源以及直流放大器。 图415 电子俘获检测器结构示意图 a.连续可变的直流

23、电压源 直流供电的ECD,需要0-50V的直流电压,其电气线路与FID极化电压一样。主要由整流、滤波和硅稳压管组成。这种初级硅稳压线路如图4-16所示。 其指标是：直流输出电压为0-50V连续可调,输出电流1mA。在电压220V10%变化时,电压稳定度为1%左右。 b脉冲周期可调的脉冲电压源 脉冲式(也叫恒脉冲式)ECD所需要的脉冲电源多采用多谐振荡器,并经放大后输出。它的典型线路如图4-17所示。 上述线路所产生的脉冲其参数如下：脉冲宽度为0.751s；脉冲电压辐值为45V；脉冲周期为15s、75s、150s三档可变。 图416 ECD的直流供电线路 图417 的脉冲供电线路 c. 直流放大

24、器 由于ECD和FID机理不一样,虽然同属离子化检测器,在使用同一个直流放大器时还是有一定差别的。 众所周知，ECD的基流为10-910-8A，FID要求的基流最好在10-12A以下。这就是说，ECD有效的基流比FID大近两个或三个数量级。因此，ECD信号源的内阻就比FID信号源的内阻低两个或三个数量级。显然，采用同一个直流放大器时，对放大器的输入阻抗的要求就不同。FID可以在放大器1061010灵敏档使用，ECD一般只能在106108档，并根据实际基流大小加以选择使用。当载气流速、检测室温度、供电电压一定时，基流大小便一定。可以采用的放大器的最大高阻档也就确定。不能无限制地利用放大器的高阻档

25、来提高响应值。因为到了一定程度后，ECD信号源内阻与放大器输入阻抗失去合理的匹配，放大器中“基流补偿调节”便不起作用，无法建立起正常的工作状态。 当检测器所需的最大高阻档确定后，放大器中输出衰减最小档如何确定呢？一般说来，为了满足痕量分析的要求，采用的最小输出衰减档应由基线所能允许的噪音水平确定。为了实现对高浓度样品的分析，最小高阻档以及最大输出衰减档如何确定呢？一般说来，在相应选定的高阻档级上，以检测器加或不加直流电压或脉冲电压时，记录仪指针可否达到满刻度偏转确定。达不到要求，就说明上述两者必有其一选择不佳。在此情况下进样分析，会产生样品色谱峰的平头故障。 火焰光度检测器 火焰光度检测器是继

26、热导池检测器、氢火焰离子化检测器及电子俘获检测器之后的第四个在气相色谱中得到广泛使用的检测器。由于它对硫、磷的选择性强、灵敏度高、结构紧凑、工作可靠，因此成为检测硫、磷化合物的有力工具。 A火焰光度检测器的结构 从结构来看，火焰光度检测器可视为FID和光度计的结合体。其结构如图418所示。它主要包括燃烧系统和光学系统两部分。 燃烧系统相当于一个氢火焰离子化检测器，若在火焰上方附加一个收集极，就成了氢火焰离子化检测器。该部分包括火焰喷嘴、遮光环、点火装置及用作氢焰检测器的离子化收集电极环。喷嘴一般比FID粗，常采用12mm内径的不锈钢或铂管做成。在单火焰形式的FPD中，为了消除烃类干扰，可采用遮

27、光环，以将杂散光挡住，减小基流和噪音，使基线进一步稳定。此外，在火焰的上方同时安装一个FID的收集环，以收集硫、磷化合物中的烃类物质。 图418火焰光度检测器示意图 光学系统由光源、富氢火焰反射镜、石英窗、干涉滤光片和光电倍增管组成。石英窗的作用是保护滤光片不受水汽和其它燃烧产物的侵蚀。为使滤光片和光电倍增管不超过使用温度，避免热的影响，常在滤光片前装有金属散热片或水冷却系统降温。光电倍增管的作用是将发射光能转变成电能的元件，产生的光电流经放大后由记录仪记录出相应的色谱峰。按其受光口的方式不同，光电倍增管可分为顶窗型和侧窗型两种。无论哪种受光窗口，当光线射入时，从阴极上便溅射出光电子，再经过若

28、干个倍增电极的倍增作用，最后阳极收集到的电子数量将是阴极发出光电子数的105108倍。可见，光电倍增管比普通光电管的灵敏度高数百万倍，致使微弱的光照亦能产生较大的光电流。 B火焰光度检测器的电气线路。 光电倍增管是将微弱的从滤光片来的硫、磷信号转变成相应的电信号，再经过放大器放大后由记录仪记录。从FPD的工作原理与放大器连接线路来看，放大器的性质及其作用与FID相同。特殊的条件是：由于光电倍增管的暗电流（指不点燃火焰时，光电倍增管在使用高压下所测得的电流）为10-9A。点燃火焰后的基流为10-910-8A。FPD多采用单柱单气路操作，因此与ECD对放大器的要求相同。通常使用在1010档，也必须

29、采用基流补偿装置。至于放大器的灵敏度档和输出衰减档的选择一般以基线允许的噪音或进样量的大小来决定。这一点又与FID 的使用要求相同。 光电倍增管所需的5001000V高压，一般采用将稳定输出的低电压、大电流，经过直流电压变换器变成高电压、低电流，然后供给管子使用。其指标是：输出电流在mA以下，电压稳定度为0.5%左右。这种形式的实用线路如图419所示 图419高压电源 （5）温度控制系统 温度控制系统是气相色谱仪的重要组成部分。该系统的作用是对色谱柱、检测器及汽化室等分别进行加热并控制其温度。由于气化室、色谱柱和检测器的温度所起作用不同，故采取的温度控制方式也不同。温控方式有恒温和程序升温两种

30、，气化室和检测器一般采用恒温控制，色谱柱温度可根据分析对象的要求采用恒温或程序升温控制。 色谱柱的温度控制 柱温是色谱柱分离物质时各种色谱操作条件中最重要的影响因素，因此，色谱柱的温度控制在色谱系统中要求最高。对色谱柱的温度控制一般要求： a控温范围要宽，对于恒温色谱分析，一般可控范围为室温500 0C ； b控温精度要好，一般为0.10C0.50C； c置放色谱柱的柱箱容积要大，热容量要小，以便有良好的保温效果； d加热功率要大，以满足快速升温的要求。 色谱柱的温度控制是通过适量的热源及时地补充柱箱散失的热量来实现的。当供给和失去的热量平衡时，温度就维持在一个恒温点上，从而达到控制温度的目的

31、。气相色谱仪主要采用电加热控制法，并在柱箱的四壁使用优质保温材料来隔热。常用的保温材料有：玻璃棉或毡，陶瓷纤维棉或毡，石膏玻璃棉复合材料保温块等。为了保证柱箱内温度均匀，普遍采用电风扇，强制空气对流，以消除温度梯度。图420所示为色谱柱温度控制原理方框图。 A.恒温控制 一般来说，一个已知电加热丝阻值RT的柱箱，要想产生不同的热量即控制不同的温度，可以改变通过加热丝的电流(I)值或改变通过加热丝电流的时间(t)来实现。根据这两种电功率控制方式的不同，气相色谱仪的温控线路相应地有通断式或连续式两种。 1.色谱柱;2.柱恒温箱;3.铂电阻温度计;4.热电偶;5.风扇;6.马达;7.加热丝。图420

32、柱箱温度控制器方框图 a通断式温度控制电路 这种控制方式的原理是：当柱箱温度低于设定温度时,控制电路自动接通加热丝，系统加热；达到控制温度后，电路断开加热丝电源，系统停止加热。重复上述过程，就可以在所需控制温度上下波动。所以叫做通断式或开关式温控电路。 在这种电路中，多采用接点式水银导表为敏感元件，控制元件采用性能可靠的可控硅。图4-21所示为用于恒温色谱的最简单的通断式温度控制电路。 由于这种方式主要是控制通过加热电流的时间而不是均匀地提供加热功率，所以它的控温精度不够高。为了提高控温精度，常把加热炉丝分为两组,一组为主加热丝，一组为控制加热丝（副加热丝）。升温时采用主加热丝；温度恒定后，采

33、用控制加热丝。采用这种主副加热的办法可以使控制精度达到0.3 0C 。 b连续式温度控制电路 这种控制方式能按照柱箱温度和设定温度的差值连续的供给加热功率。温度差大时，加热功率大（通过加热丝的电流大）；温度差小时，加热功率亦小（通过加热丝的电流小），这种连续式温控电路显然比通断式具有较高的控温精度。因此，在气相色谱仪中主要采用交流电桥测温的可控硅连续式温度控制电路。 交流电桥测温的可控硅温控方式可以防止直流放大器的零点漂移，增强温度控制的稳定性，其电路由设定温度的电阻、测温铂电阻等组成交流测温电桥，由交流电源供电。由于柱箱的实际温度与设定温度的差值而产生的交流信号与电源具有相同的频率，需经交流

34、放大和相敏检波后才能用来推动可控硅的触发电路，以便通过可控硅交流调压来调节加热功率。当需要升温且温差较大时，电桥产生的信号也较大，使触发脉冲的频率增高，可控硅控制角随 之增大，加热丝便可获得较大的加热功率 。当实际温度接近设定温度时，脉冲频率减小，加热功率也减小，从而使加热功率得到连续的调节。图4-22所示为这种控制方式的原理方框图。 图4-22 交流电桥测温可控硅温控原理方框图 B程序升温控制 从以上恒温控制方式可看出，它们都是通过柱箱实际温度与预先设定温度的比较进行工作的，而程序升温的控制只要能够按一定的程序来改变设定温度的数值，就有可能达到程序升温的目的。总之，程序升温控制电路与恒温控制

35、电路的区别，仅在于前者具有程序给定功能，而后者的温度设定值为一常量。所以，程序升温控制电路的特点和性能是由程序控制装置决定的。常用的程序控制器有以下两种： 机电式 通常利用步进电机带动电位器改变测温电桥中设定电阻的阻值实现程序升温的。 电子式 全部采用电子电路进行程序控制,通过电路来改变设定电阻的数值而实现程序升温,并随时用数码管显示升温过程中的温度数值,去掉了机电式装置中的旋转驱动部件。它是一种较先进的电子式装置。 气化室的温度控制 一般气相色谱仪对气化室温度的控制精度要求不是太高,气化温度即使有些波动,对定性和定量分析的影响并不显著。因此可以采用可控硅交流调压方式来控制加热丝的加热功率,以

36、实现温度的调节和控制,典型的电路如图4-23所示。 检测室的温度控制 检测器一般均要求在恒温下操作,对于较低档恒温操作的气相色谱仪,通常是将检测器与色谱柱一起置于柱层析箱内,同步进行温度控制;对于较高档或程序升温气相色谱仪,对检测器温度控制的精度要求较高,一般单设检测室进行温度控制。温度控制的电路原理与柱箱温度的控制相同,而且还要采用惰性大的加热金属块间接加热,这样才能达到一定的控温精度，尤其是热导池检测器,其控温精度的要求需更高一些。 图423气化温度控制电路 (6)信号记录和数据处理系统 信号记录系统 在气相色谱仪中,由检测器产生的电信号可以用记录仪来显示记录。常用的记录仪就是一台长图形自

37、动平衡式电子电位差计,它可以直接测量并记录来自检测器或放大器的直流输出电压值。其结构原理如图4-24所示。补偿电压VAB是由一个不平衡电桥的输出提供的。VX和VAB串接相减后的差值V由检零放大器放大,然后去控制可逆电机的正转或反转。电机转动又带动电桥中的滑线电阻器Rw的动点和记录笔左右移动。当VX =VAB,可逆电机不转；当VX VAB，V 0,电机正转, 带动滑线电阻RW的动点向VAB增加方向移动,最后使V=0；当VX VAB，V 0,使电机反转,带动滑线电阻Rw的动点向VAB减小的方向转动,最后也使V =0。总之, VAB跟踪VX的变化而变化, VAB的数值就是VX的值,用与电阻器Rw的动

38、点同步的记录笔指示其确切的被测VX的大小。图424自动电子电位差计的工作原理 数据处理系统 电子计算机数据处理是一种新型的数据处理方法。电子计算机色谱分析数据处理系统工作的要点是：首先将数据处理程序通过光电输入机送入计算机中,然后启动计算机,注入样品, 待样品中各组分流出时,通过数据放大器和模数转换装置,把色谱仪输出的模拟量(mV信号)放大并转换成相应的数字量,再经接口输入计算机,计算机便对色谱峰进行自动鉴别、求积,并按预先给定的定量计算方法进行数据处理。在出峰全部结束的瞬间,电子计算机立即算出各组分的含量,并由电传打字机打印出分析结果的报表,也可由数字显示仪逐个显示各组分的含量。电子计算机与

39、气相色谱仪联用流程如图425所示。 电子计算机能对色谱分析数据进行自动快速处理,和人工数据处理相比,可显著缩短数据处理时间,当色谱峰出完,立即可以拿到定性、定量结果。 图 425 气相色谱仪与计算机联用方框图 2常见气相色谱仪 气相色谱仪如今已成为一种应用十分广泛的分析仪器,目前常见的气相色谱仪有102G型、103型、1102型、SP-2305型、SQ206型、SP-3400型及SC-6型等,现选择几种介绍如下。 （1）102G型气相色谱仪 该仪器是实验室最常用的填充柱气相色谱仪之一,采用积木式单元组合结构,具有热导、氢焰二种检测器、定温控制柱恒温箱及气流控制装置。可广泛应用于石油、化工、医学

40、及厂矿科研单位作为生产控制、科学研究方面的有机、无机气体和沸点4000C以内的液体样品进行常量、微量分析。仪器外形如图4-26所示。 1.氢焰离子室;2.气体进样接头;3.气路调节器;4.气化器;5.测温毫伏表;6.热导池电源及氢焰离子放大器; 7.温度控制器; 8记录器;图426 102G型气相色谱仪 （2）SC-6型气相色谱仪 该型号仪器是SC系列产品之一,同样采用积木式单元组合结构,带有程序升温功能,并具有热导和氢火焰离子化两种检测器,配5mV双笔台式记录仪,可供一般实验室或生产线上做常量或微量分析用。 （3）GC17A型气相色谱仪 GC17A型气相色谱仪外形如图427所示。该仪器具有如

41、下特点： 采用高性能柱箱，最高使用温度可达450。 采用先进的电子式双流路自动流量控制系统AFC，可对分流比、载气压力进行数字式设定。 采用先进的压力控制系统APC，可对尾吹气、氢气、空气的流量进行数字式设定，主机内最多可配置十四套APC系统。图427 GC17A型气相色谱仪 采用宽量程氢火焰离子化检测器，可实现自动点火。 采用微池体积的高灵敏度热导池检测器，可分析痕量的无机气体。 具有自动启动功能，大大节省工作时间，并具有分析终了的自动关机功能。 与自动进样器相连，可实现连续自动分析。 具有三种五段程序组合：5段升、降温程序，5段压力程序，5段流量程序。 （4）SP-3400型气相色谱仪该仪

42、器是引进美国瓦里安公司技术生产,技术先进,性能优良,具有自诊断功能,可检查仪器的操作条件,检查线路并判别故障,一旦检出故障,便自动地采取相应的保护措施,并借助于单行显示器向操作者报告。采用微处理机控制,全键盘操作，可储存四种分析方法,四阶程序升温,五种检测器可供选择(TCD、FID、ECD、FPD、TSD),填充柱配有柱头注样品,毛细管柱配分流/不分流注样品。是一种其技术、性能居于国内领先地位的新型气相色谱仪。图4-28所示为该仪器的外形结构图。 图428 SP-3400型气相色谱仪 三、气相色谱仪的安装、调试三、气相色谱仪的安装、调试 1气相色谱实验室应具备的条件 a气相色谱实验室应宽敞、明

43、亮，室内不应有易燃、易爆和腐蚀性气体。 b环境温度应避免剧烈的变化,一般要求在1040，空气的相对湿度85%。 c仪器必须安放在平稳、可靠的工作台上,要尽量远离震源,以避免强烈的机械振动,保证仪器运行的稳定性。 d仪器背面最好留有适当的空间,以便在操作中发生故障时可以随时进出检修。 e氢气瓶一般需另室存放,用链条或皮带将钢瓶固定好,并做上使用标记,以显示钢瓶是满的、空的或正在使用的。 f仪器应有良好的接地,最好设专用地线。因为仪器稳定性的好坏直接与接地有关,为了保证仪器和大地真正相连,可采用如下的接地办法:用内径为11.5mm的铜导线焊在一块200200mm铜板上,再将铜板埋入0.51m深的湿

44、地中。不允许将接地点接到自来水管龙头或暖气片上,更不允许以电源的中线代替接地点。仪器的所有接地点必须连在一起,使之等电位,从而防止相互引进干扰信号。 2仪器的安装 (1)电气的安装 a对于积木式结构的仪器，应按照说明书的要求，将主机与各电气单元正确放置。 b仪器主机部分与电气单元之间连线应注意插头座种类，对号入座，切勿插错，并保证接触可靠。 c仪器的电源电路尽可能不要和大功率设备相连接或在同一线路上，以免大功率设备使用或断开时对仪器产生干扰。 d信号电缆线与电力线应尽可能远离，以防止交流干扰。 e仪器的接地线必须良好可靠，绝对不可将电源的中线代替地线。 f电源的输入线路的承受功率必须大于成套仪

45、器的消耗功率。 (2)气路的安装 a按照仪器的气路流程图连接管路。管路连接要正确，便于拆装。具体步骤是：首先将减压阀（氧气表或氢气表）安装在气体钢瓶上，减压阀的出口接至净化干燥管，再将净化干燥管的出口与仪器所需气源的入口相接。b气路连接管通常采用不锈钢、铜等材料制成的金属管或聚四氟乙烯管，而不推荐采用塑料管，因为塑料管对空气具有渗透性。c安装前应检查相关接头是否清洁；连接管路要用适当的溶剂（如氯仿等）严格清洗，以除去剩余的油酯；连接气源至仪器的连接管最好经过特别的老化处理，即在适合的温度下加热烘烤一段时间。 d在柱恒温箱或其它近高温处的接头必须用紫铜垫圈而不能应用塑料垫圈。对于紫铜等金属垫圈密

46、封的接头，只要稍稍拧紧它们就行，不必过分拧紧，否则反而会降低使用寿命，甚至会引起卡套和密封垫的损坏，导致永久性的漏气而不得不更换硬件；若聚四氟乙烯塑料垫圈密封的接头漏气，可仔细检查卡套和接头是否有划痕和变形，如果需要，可以更换卡套和接头。e安装完毕应对气路的密封性进行检查，其方法是：先将气体出口处用螺母及橡胶闷住，再将钢瓶输出压力调到392.3588.4KPa(46kg/cm2)左右，继而再打开气体稳压阀，使柱前压力调到294.2392.3KPa(34kg/cm2)左右，并察看载气的转子流量计，如流量计无读数（转子沉于底部）则表示气密性良好，这部分可投入使用，若发现转子流量计有读数则表示有漏气

47、现象，可用十二烷基硫酸钠水溶液探漏，切忌用强碱性皂水，以免管道受损。 (3)色谱柱的安装 a若色谱柱的入口端已被填满，应去除一定量（量的多少视注射器针头而定）的填充剂以防针头戳穿填充剂。多次穿插填充剂会弄坏针头并把填充剂弄碎，填充剂弄碎以后，其细小微粒积聚起来将导至柱前压的增高，从而使柱效降低。 b由于色谱柱工作时温度较高，故在与气化室、检测器连接时应采用紫铜等金属密封垫圈。安装完毕，在气化室和检测器接头处滴几滴纯异丙醇或十二烷基硫酸钠水溶液，以检查密封是否良好。为了保持系统清洁不受污染，最好不要用洗涤剂或肥皂水来检漏。在毛细管系统中，则禁止用皂液来检漏。因为如果系统有漏泄，则检漏的皂液将渗入

48、并污染系统，还可能损坏柱子的性能，并且需要冲洗相当长的时间，才能使色谱柱冲洗干净。 四、气相色谱仪的维护保养四、气相色谱仪的维护保养 气相色谱仪的工作性能与仪器在使用中是否精心地维护保养密切相关，由于气相色谱仪结构复杂，其维护保养可分为各使用单元及整机两部分。 1各使用单元的维护保养 (1)气路各部件的维护 阀 稳压阀、针形阀及稳流阀的调节须缓慢进行；在稳压阀不工作时，必须放松调节手柄（顺时针转动）。以防止波纹管因长期受力疲劳而失效；针形阀不工作时则相反,应将阀门处于“开”的状态(逆时针转动),以防止压缩弹簧长期受力而失效及防止阀针密封圈粘贴在阀门口上；对于稳流阀，当气路通气时，必须先打开稳流

49、阀的阀针，流量的调节应从大流量调到所需要的流量；稳压阀、针形阀及稳流阀均不可作开关阀使用；各种阀的进、出气口不能接反，输入压力应达到392.3588.4Kpa(公斤/厘米2)，因为这样才能使阀的前后压差大于49Kpa(0.5公斤/厘米2)，以获得较好的使用效果。 转子流量计 使用转子流量计时应注意气源的清洁，若由于对载气中的微量水份干燥净化不够，在玻璃管壁吸附一层水雾造成转子跳动，或由于灰尘落入管中将转子卡住等现象时，应对转子流量计清洗，其方法是：旋松上下两只大螺钉，小心地取出两边的小弹簧（防止转子吹入管道用）及转子，用乙醚或酒精冲洗锥形管（也可将棉花浸透清洗液后塞入管内通洗）及转子，用电热吹

50、风机把锥形管吹干，并将转子烘干，重新安装好。安装时应注意转子和锥形管不能放倒，同时要注意锥形管应垂直放置，以免转子和管壁产生不必要的摩擦。 皂膜流量计 使用皂膜流量计时要注意保持流量计的清洁、湿润，皂水要用澄清的皂水，或其他能起泡的液体（为烷基苯磺酸钠等）。使用完毕应洗净、晾干（或吹干）放置。 (2)进样装置的维护 气化室进样口 由于仪器的长期使用，硅橡胶微粒积聚造成进样口管道阻塞，或气源净化不够使进样口沾污，此时应对进样口清洗，其方法是：首先从进样口出口处拆下色谱柱，旋下散热片，清除导管和接头部件内的硅橡胶微粒（注意，接头部件千万不能碰弯），接着用丙酮和蒸馏水依次清洗导管和接头部件,并吹干。

51、然后按拆卸的相反程序安装好，最后进行气密性检查。 微量注射器 微量注射器使用前均要用丙酮等溶剂洗净，以免沾污样品；有存液之注射器在正式吸取样品之前，针尖必须浸在溶液中来回抽动几次，这样既可以样品溶液润湿注射器和针栓表面，减少因毛细现象带来的取样误差，又可以排除针管与针头中的空气，保证进样的精确度；进样时，一般抽取二倍于所进样品量，然后将针头竖直向上，排除过量的样品，用滤纸迅速擦掉针头的残留液， 最后再将针栓倒退一点，使针头尖端充有空气之后再注射进样，以防止针头刚插入进样口时，针头中的样品比针管中的提前气化，从而使溶剂的拖尾程度降低，改善色谱分离，进样时还需注意在针头插入进样口的同时，一定要用手

52、稍稍顶住栓钮，以防止载气将针栓冲出，样品注进后要稍等片刻再把针头从进样口拔出，以保证样品被载气带走；微量注射器使用后应立即清洁处理，以免芯子受沾污而阻塞；切忌用重碱性溶液洗涤，以免玻璃受腐蚀失重和不锈钢零件受腐蚀而漏水漏气；对于注射器针尖为固定式者，不得拆下；由于针尖内孔极为微小，所以注射器不宜吸取有较粗悬浮物质的溶液；一旦针尖堵塞，可用0.1mm不锈钢丝串通之;注射器不得在芯、套之间湿度不足时（将干未干时）将芯子强行多次来回拉动，以免发生卡住或磨损而造成损坏；如发现注射器内有不锈钢氧化物（发黑现象）影响正常使用时，可在不锈钢芯子上蘸少量肥皂水塞入注射器内，来回抽拉几次就可去掉，然后再洗清即可

53、；注射器的针尖不宜在高温下工作，更不能用火直接烧，以免针尖退火而失去穿戳能力。 六通阀 六通阀在使用时应绝对避免带有小颗粒固体杂质的气体进入六通阀，否则，在拉动阀杆或转动阀盖时，固体颗粒会擦伤阀体，造成漏气；六通阀使用时间长了，应该按照结构装卸要求卸下进行清洗。 (3)色谱柱的维护 色谱柱的温度必须低于柱子固定相允许的最高使用温度，严禁超过；色谱柱若暂时不用时，应将两端密封，以免被污染；当柱效开始降低时，会产生严重的基线漂移、拖尾峰、多余峰的洗提等现象,此时应低流速、长时间的用载气对其老化再生，待性能改善后再正常使用，若性能改善不佳，则应重新制备色谱柱。 (4)检测器的维护 热导池检测器 A使

54、用注意点 a.尽量采用高纯度气源；载气与样品气中应无腐蚀性物质、机械性杂质或其他污染物。 b.载气至少通入0.5小时,保证将气路中的空气赶走后,方可通电,以防热丝元件的氧化。未通载气严禁加载桥电流。 c.根据载气的性质，桥电流不允许超过额定值。如：当载气用氮气时，桥电流应低于150mA；用氢气时，则应低于270mA。 d.不允许有剧烈的振动。 e.热导池高温分析时，如果停机，除首先切断桥电流外， 最好等检测室温度低于1000C以下时，再关闭气源，这样可以提高热丝元件的使用寿命。 B热导池检测器的清洗当热导池使用时间长或沾污脏物后，必须进行清洗。清洗的方法是将丙酮、乙醚、十氢萘等溶剂装满检测器的

55、测量池，浸泡一段时间(20分钟左右)后倾出，如此反复进行多次，直至所倾出的溶液比较干净为止。当选用一种溶剂不能洗净时，可根据污染物的性质先选用高沸点溶剂进行浸泡清洗，然后再用低沸点溶剂反复清洗。洗净后加热使溶剂挥发、冷却到室温后装到仪器上，然后加热检测器通载气数小时后即可使用。 氢火焰离子化检测器A.使用注意点a.尽量采用高纯气源(如纯度为99.99%的N2或H2)，空气必须经过5A分子筛充分的净化。 b.在最佳的N2/H2比以及最佳空气流速的条件下操作。 c. 色谱柱必须经过严格的老化处理。 d. 离子室要注意外界干扰，保证使它处于屏蔽、干燥和清洁的环境中。 e. 使用硅烷化或硅醚化的担体以

56、及类似的样品时，长期使用会使喷嘴堵塞，因而造成火焰不稳、基线不佳、校正因子不重复等故障。应及时注意它的维修。 f. 应特别注意氢气的安全使用，切不可使其外溢。 B氢火焰离子化检测器的清洗 若检测器沾污不太严重时，只需将色谱柱取下，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1200C以上，再从进样口中注入20微升左右的蒸馏水，接着再用几十微升丙酮或氟里昂（Freon113等）溶剂进行清洗，并在此温度下保持12小时，检查基线是否平稳。若仍不理想则可再洗一次或卸下清洗（在更换色谱柱时，必须先切断氢气源）。 当沾污比较严重时，则必须卸下检测器进行清洗。其方法是：先卸下收集极、正极

57、、喷嘴等。若喷嘴是石英材料制成的，则先将其放在水中进行浸泡至过夜；若喷嘴是不锈钢等材料制成的，则可将喷嘴与电极等一起，先小心用300400号细砂纸磨光，再用适当溶液（如1：1甲醇苯）浸泡（也可用超声波清洗），最后用甲醇清洗后置于烘箱中烘干。注意勿用卤素类溶剂（如氯仿、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，勿用手摸。各部件烘干后在装配时也要小心，否则会再度沾污。部件装入仪器后，要先通载气30分钟，再点火升高检测室温度，最好先在1200C的温度下保持数小时后，再升至工作温度。 电子俘获检测器 A使用注意点 a.必须采用高纯度（99.99%

58、以上）的气源，并要经过5A分子筛净化脱水处理。 b.经常保持较高的载气流速，以保证检测器具有足够的基流值。一般来说，载气流速应不低于50ml/min。 c.色谱柱必须充分老化，不允许将柱温达到固定液最高使用温度时操作，以防止少量固定液的流失使基流减小，严重时可将放射源污染。 d.若每次进样后，基流有明显的下降，表明检测器有了样品的污染。最好使用较高的载气流速在较高温度下冲洗24小时，直到获得原始基流为止。 e.对于多卤化合物及其它对电子的亲合能力强的物质进样时的浓度一定要控制在0.1ppm0.1ppb范围内,进样浓度不宜过大。否则，一方面会使检测器发生超负荷饱和（此效应会持续数小时），另一方面

59、则会污染放射源。 f.一些溶剂也有电子俘获特性，例如，丙酮、乙醇、乙醚及含氯的溶剂，即使是非常小的量，也会使检测器饱和。色谱柱固定相配制时应尽可能不采用上述溶剂，非用不可时，一定要将色谱柱在通氮气的条件下连续老化24小时。老化时，不可将色谱柱出口接至检测器上，以防止污染放射源。 g.空气中的O2易沾污检测器，故当气化室、色谱柱或检测器漏入空气时，都会引起基流的下降，因此，要特别注意气路系统的气密性，在更换进样口的硅橡胶垫时要尽可能快。 h.一旦检测器较长时间使用，建议中间停机时不要关掉氮气源，要保持正的氮气压力,即有10ml/min的流速一直通过色谱柱和检测器为佳。 i.一定要保证检测室温度在

60、放射源允许的范围内使用（要按说明书的要求操作）。检测器的出口一定要接至室外，最后的出气口还应架设在比房顶高出1米的地方，以确保人身的安全。 B电子俘获检测器的清洗 电子俘获检测器中通常有3H或63Ni放射源，因此，清洗时要特别小心。这种检测器的清洗方法如下：先拆开检测器，用镊子取下放射源箔片，然后用2:1:4的硫酸、硝酸、水溶液清洗检测器的金属及聚四氟乙烯部分。当清洗液已干净时，改用蒸馏水清洗，然后再用丙酮清洗，最后将清洗过的部分置于1000C左右的烘箱中烘干。 对3H源箔片，应先用己烷或戊烷淋洗(绝不能用水洗)，清洗的废液要用大量的水稀释后弃去或收集后置于适当的地方。对63Ni源箔片的清洗应

61、格外小心。首先，这种箔片绝不能与皮肤接触，只能用长镊子来夹取操作。清洗的方法是：先用乙酸乙酯加碳酸钠或用苯淋洗，再放在沸水中浸泡5分钟，取出烘干后装入检测器中。检测器装入仪器后要先通载气30分钟，再升至操作温度，预热几小时后备用。清洗后的废液要用大量水稀释后才能弃去或收集后置放在适当的地方。 火焰光度检测器 A使用注意点 a.使用高纯度的气源，确保仪器所需的各项流速值，特别应保证O2 /H2之比有利于测硫或测磷。 b色谱柱要充分的老化。柱温绝对不能超过固定相的最高使用温度，否则会产生很高的碳氢化合物的背景，影响到检测器对有机硫或有机磷的响应。 c.色谱柱的固定液一定要涂渍均匀，没有担体表面的暴

62、露，否则会引起样品的吸附，影响痕量分析。 d.要经常地使检测器比色谱柱保持一个较高的温度(例如 50)，这对于易冷凝物质的分析尤其需要。 e.注意烃类物质对测硫的干扰。使用单火焰光度检测器时，色谱柱应保证烃类物质与含硫物质的分离。 f.为了防止损坏检测器中的光电倍增管，延长其寿命，确保安全操作，还必须注意以下几点： .未点火前不要打开高压电源。如果在实验过程中灭火，必须先关掉高压电源之后方可重新点火。 ii.当冷却装置失去作用，不能保证光电倍增管在50以下工作时，最好停止实验。 iii.开启高压电源，最好从低到高逐渐调至所需数值。 iv. 检测室温度低于120时不要点火，以免积水受潮，影响滤光

63、片和光电倍增管的性能。 v.实验完毕，首先关掉高压电源，并将其值调至最小，等检测室温度降到50以下，再将冷却水关掉。 B火焰光度检测器的清洗 正常操作时，在检测筒体内仅产生很少的污染物(如 SiO2 )，甚至积累了大量污染物时也不影响检测器性能，此时可把筒体卸下刮去内部污染物即可。 如在检测器的任何光学部件上留有沉积物时，将减弱发射光，影响检测器的灵敏度。所以应避免在检测器窗、透镜、滤光片和光电倍增管上留下污染(如指印)。尽管如此，即使正常操作检测器时，在检测器筒体窗内侧也会慢慢积聚脏物。此时可用一块清洁的软绒布蘸丙酮对检测器窗、透镜等被污染处清洗。当火焰喷嘴的上部被污染时，在较高灵敏档会引起

64、基线不稳定。此时可在带烟罩的良好通风场所，把喷嘴放在加热至50，50的硝酸中清洗20分钟。 (5)温度控制系统的维护 相对来说，温度控制器和程序控制器是比较容易保养的，尤其是当它们是新型组件时。一般来说，每月一次或按生产者规定的校准方法进行检查，就足以保证其工作性能。校准检查的方法可参考有关仪器说明书，这里从略。 (6)记录仪的维护 要注意记录仪的清洁，防止灰尘等脏物落入测量系统中的滑线电阻上，应定期（如每星期一次）用棉花蘸酒精或乙醚轻微仔细擦去滑线电阻上的污物，不宜用力横向揩拭，更不能用硬的物件在滑线电阻上洗擦，以免在滑线电阻上划出划痕而影响精度。相关的机械部位应注意润滑，可以定期滴加仪表油

65、，以保证活动自如。 2整机的维护保养 为了使气相色谱仪的性能稳定良好并延长其使用寿命，除了对各使用单元进行维护保养，还需注意对整机的维护和保养。叙述如下： (1)仪器应严格在规定的环境条件中工作，在某些条件不符合时，必须采取相应的措施。 (2)仪器应严格按照操作规程进行工作，严禁油污、有机物以及其它物质进入检测器及管道，以免造成管道堵塞或仪器性能恶化。 (3)必须严格遵守开机时先通载气后开电源；关机时先关电源后断载气的操作程序，否则在没有载气散热的条件下热丝极易氧化烧毁。在换钢瓶、换柱、换进样密封垫等操作时应特别注意。 (4)仪器使用时，钢瓶总阀应旋开至最终位置（开足），以免总阀不稳，造成基线

66、不稳。 (5)使用氢气时，仪器的气密性要得到保证；流出的氢气要引至室外。这些不仅是仪器稳定性的要求，也是安全的保证。 (6)气路中的干燥剂应经常更换，以及时除去气路中的微量水份。 (7)使用氢火焰离子化检测器时，“热导”温控必须关断，以免烧坏敏感元件。 (8)使用“氢焰”时，在氢火焰已点燃后，必须将“引燃”开关扳至下面，否则放大器将无法工作。 (9)要注意放大器中高电阻的防潮处理。因为高电阻阻值会因受潮而发生变化，此时可用硅油处理。方法如下：先将高电阻及附近开关、接线架用乙醚或酒精清洗干净，放入烘箱（100左右）烘干， 然后把1克硅油（201203）溶解在1520毫升乙醚中（可大概按此比例配制

67、），用毛笔将此溶液涂在已烘干的高阻表面和开关架上，最后再放入烘箱烘上片刻即可。 (10)气化室进样口的硅橡胶密封垫片使用前要用苯和酒精擦洗干净。若在较高温度下老化小时，可防止使用中的裂解。经多次使用（2030次）后，就需更换。 (11)气体钢瓶压力低于1471Kpa(15公斤/厘米2)时，应停止使用。 (12)220电源的零线与火线必须接正确，以减少电网对仪器的干扰。 (13)仪器暂时不用，应定期通电一次，以保证各部件的性能良好。 (14)仪器使用完毕，应用仪器布罩罩好，以防止灰尘的沾污。 五、气相色谱仪常见故障的排除五、气相色谱仪常见故障的排除 气相色谱仪属于结构、组成较为复杂的大型分析仪器

68、之一， 一旦发生故障往往比较棘手，不仅某一故障的产生可以由多种原因造成；而且不同型号的仪器，情况也不尽相同。这里仅就各种仪器之故障的共同之处加以介绍，为了叙述方便，将仪器的故障现象和排除方法从以下两方面来说明。 1根据仪器运行情况判断故障表4-1、4-2、4-3分别列出了仪器运行时主机、记录仪和温度控制与程序升温系统常见故障及其排除方法。 2根据色谱图判断仪器故障 气相色谱仪在工作过程中发生的各种故障往往可以从色谱图上表现出来。通过对各种不正常色谱图的分析可以帮助我们初步判断出仪器故障的性质及发生的大致部位，从而达到尽快进行修理的目的。现将对各种色谱图的分析列于表4-4，供参考。 六六、技技能

69、能训训练练气气相相色色谱谱仪仪定定量量重重复复性性及及检检测测器器灵灵敏度（检测限）的检定（敏度（检测限）的检定（JJG700-90JJG700-90） 1.技术要求 本法适用于新制造，使用中和修理后的以热导池(TCD)、氢火焰(FID)、电子俘获(ECD)、火焰光度(FPD)为检测器的实验室通用气相色谱仪的检定。其中，新制造仪器的检定应符合其说明书的要求，使用中和修理后仪器的检定结果应符合下表要求。 2检定步骤 (1)定量重复性检定 定量重复性以溶质峰面积测量的相对标准偏差CV表示依下式计算： 式中：CV相对标准偏差(%) n测量次数 第i次测量的峰面积； n次进样的峰面积算术平均值； i进

70、样序号。 (2)检测器灵敏度（检测限）的检定 TCD灵敏度检定 a.检定条件 色谱柱：5%OV-101，80100目上试101白色硅烷化担体（或性能相似的担体），内径23mm,长12m的不锈钢柱。 载气：氢气（纯度不低于99.99%） 流速3060ml/min。 温度：柱恒温箱70 oC左右， 检测室100 oC，气化室120 oC（对苯）。 桥流或热丝温度：选择最佳值。 b.检定步骤 按上述检定条件下， 使仪器处于最佳运行状态，待基线稳定后，用校准的微量注射器，注入2l浓度为5mg/ml的苯-甲苯（或正十六烷异辛烷）溶液连续进样6次。计算苯（或正十六烷）峰面积的算术平均值。 c.计算 式中：

71、STCDTCD灵敏度（mVml/mg）； A苯峰面积（mVmin）； W苯的进样量（mg）； Fc校正后的载气流速(ml/min)。 用记录仪记录峰面积时，溶质峰的半峰宽应不小于5，峰高不低于记录仪满量程的60%。上式中的峰面积A按下式计算。 式中：A苯峰面积（mVmin）； C1记录仪灵敏度（mV/cm）； C2记录仪纸速的倒数（min/cm）； A0实测峰面积（cm2）； K衰减倍数。 FID检测限检定 a.检定条件 色谱柱：5%OV101，80100目上试101白色硅烷化担体（或性能相似的担体），内径23，长12m的不锈钢柱。 载气：氮气（纯度不低于99.99%） 流速50ml/min左

72、右。 燃气：氢气（纯度不低于99.99%） 流速选择适当值。 助燃气：空气不得含有影响仪器正常工作的灰尘、烃类、水份及腐蚀性物质。流速选择适当值。 温度：柱恒温箱1600C左右，检测室2000C左右，气化室2300C左右。 量程：选择最佳值。 b.检定步骤 在上述检定条件下，使仪器处于最佳运行状态。待基线稳定后，用微量注射器注入2l浓度为100ng/l的正十六烷一异辛烷溶液，连续进样6次,计算正十六烷峰面积的算术平均值。 c.计算 式中：DFID-FID检测限(g/s)； N-基线噪声(A)； W-正十六烷的进样量(g)； A正十六烷的峰面积(AS)。 ECD检测限检定 a.检定条件 色谱柱：

73、5%OV-101, 80100目上试101白色硅烷化担体(或性能相似的担体),内径23mm,长12m的不锈钢柱。 载气：氮气(纯度不低于99.99%) 流速3060ml/min。 温度：柱恒温箱210左右,检测室及气化室230(对63Ni)。 放大器灵敏度：可适当选择。 b.检定步骤 在上述检定条件下,使仪器处于最佳运行状态,待基线稳定后,用微量注射器注入浓度为0.1ng/l的丙体六六六一正己烷溶液。进样2l,连续进样6次。计算丙体六六六峰面积的算术平均值。 c.计算 式中：DECD ECD检测限g/ml)； N 基线噪声(mV)； W 丙体六六六的进样量(g)； A 丙体六六六的峰面积(mV

74、min)； Fc 校正后的载气流速(ml/min)。 FPD检测限检定 a.检定条件 色谱柱：5%OV-101, 80100目上试101白色硅烷化担体(或性能相似的担体),内径23mm;长12m的不锈钢柱。 载气：氮气(纯度不低于99.99%) 流速50ml/min左右。 燃气：氢气(纯度不低于99.99%) 流速选择适当值。 助燃气：空气(质量要求与FID用的空气相同) 流速选择适当值。 温度：柱恒温箱210左右,检测室和气化室230。 量程：选择最佳值。 b. 检定步骤 在上述检定条件下,使仪器处于最佳运行状态,待基线稳定后,用微量注射器注入浓度为10ng/l的甲基对硫磷-无水乙醇溶液(或

75、噻吩-丙酮溶液)。进样2l,连续进样6次。计算硫或磷的峰面积的算术平均值。 c.计算 式中： DFPDFPD对硫或磷的检测限(g/s)； N基线噪声(mV)； A磷的峰面积(mVS)； W甲基对硫、磷的进样量(g)； h硫的峰高(mV)； W1/4硫的峰高1/4处的峰宽(s)。 3.检定结果 定量重复性 灵敏度(或检测限) 附录附录1 1 微量注射器的校准 微量注射器应有良好的气密性,校准前应清洗、干燥。校准用的水银应洁净。 校准方法：室温下,抽取一定容量的水银,用硅橡胶垫堵住针头。在万分之一克的分析天平上称量。然后打出水银,再称量一次,用差减法可得水银的质量。然后按下式计算体积。 式中：V-实际体积(ml)；M1第一次称量的质量(g)；M2第二次称量的质量(g)； 该室温下水银的密度(g/ml)。 每个体积点校正6次，取算术平均值。其相对标准偏差应在1%以内。 附录附录2载气流速的校正 检测器出口测得的载气流速需按下式校正。 式中：Fc校正后的载气流速(ml/min)；Fo室温下用皂膜流量计测得的检测器出口的流速(ml/min)；Tc柱温(K)； Tr室温(K)； pw室温下水的饱和蒸汽压(MPa)； j压力梯度校正因子。 式中：pi柱入口压强(MPa)； p0大气压强(Mpa)。