【正文】 氣路系統(tǒng) 壓力表 流速指示與測量 電子流量計 皂膜流量計 液體進樣氣化室 進樣系統(tǒng) 毛細管柱進樣系統(tǒng) 主機 氣體進樣的六通閥 填充柱 色譜柱 毛細管柱 制備柱氣相色譜儀 熱導(dǎo)檢測器（TCD） 氫火焰離子化檢測器（ FID） 檢測器 電子捕獲檢測器（ECD） （常用） 火焰光度檢測器（FPD） 熱離子氮磷檢測器（NPD） 其 它 進樣系統(tǒng)的恒溫箱 恒溫箱 色譜柱恒溫箱 檢測器恒溫箱 恒溫控制器 程序升溫控制器 穩(wěn)壓源 電 源 穩(wěn)流源 電子設(shè)備 TCD 橋路 脈沖電源 微電流放大器 其他圖２－１　色譜儀的組成二、氣相色譜儀的分類 氣相色譜儀和其他分析儀器一樣，是用來分析測定物質(zhì)的化學(xué)組成和物質(zhì)的物理特性。這部分工作好壞也直接影響定量精度。溫度控制中一般用鉑電阻為感溫元件，少量也用半導(dǎo)體熱敏電阻做感溫元件；加熱元件一般柱箱采用電爐絲，進樣系統(tǒng)、檢測器中采用內(nèi)熱式加熱器，加熱電流控制的執(zhí)行元件都采用可控硅元件或固態(tài)繼電器。檢測電路：每一種檢測器都必需對應(yīng)配套連接一個檢測器電路，例如最常用的氫焰離子化檢測器，就必需配置一個微電流放大器，熱導(dǎo)檢測器就必需配置一個熱導(dǎo)池測量電橋所需要配套的一個供電源（有直流穩(wěn)壓電源，也有直流恒流電源等）；電子捕獲檢測器就必需配套一個直流電源或脈沖電源或調(diào)制脈沖電源；火焰光度檢測器除了需用微電流放大電路外，還需一個供光電倍增管用的高壓電源。柱箱就是裝接和容納各種色譜柱的精密控溫的爐箱，是色譜儀的一個重要組成部分，對柱箱的控溫有恒溫型和可程序升溫型，柱箱結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理與否，將直接影響整機性能。進樣系統(tǒng)大體可分成用于填充柱和毛細柱兩大類。不管是何種類型的氣相色譜儀，其基本組成部分是必須具備的，以應(yīng)用最多的實驗室分析型為例來說明，一臺氣相色譜儀的基本組成有： 氣路控制系統(tǒng)：主要作用為保證進樣系統(tǒng)、色譜柱系統(tǒng)和檢測器的正常工作提供穩(wěn)定的載氣和有關(guān)檢測器必需的燃氣、助燃氣以及有關(guān)輔助氣。這一理論指出：影響柱效率的因素主要是樣品組分分子在柱內(nèi)運動過程中的渦流擴散與縱向擴散，以及組分分子在兩相間的傳質(zhì)阻力。一般可用這個理論來評價色譜柱的效能指標(biāo)，即塔片數(shù)與塔片高度。 （五）氣相色譜基本理論 為了研究高度復(fù)雜的色譜過程，解釋色譜分離過程中的各種柱現(xiàn)象和描繪色譜流出曲線的形狀以及評價柱子有關(guān)參數(shù)，色譜學(xué)上提出了幾種基本理論，其中塔板理論和速率理論具有實用價值。 在色譜流出曲線中，GH稱為基線，GecfH為某組分的峰面積（A），cd為峰高（h），ef為峰半高寬度簡稱半峰寬（Y1/2），IJ為峰底寬（Y）。 保留體積與保留時間兩者之間有以下關(guān)系：VR＝Fc 如橫坐標(biāo)以時間（t）表示，從進樣開始到分離后的某組分濃度出現(xiàn)極大值（即圖中的ob段）所需的時間，稱為保留時間（tR）。這種以組分的濃度變化（信號）作為縱坐標(biāo)，以流出時間（或相應(yīng)流出物的體積）作為橫坐標(biāo)，所給出的曲線稱為色譜流出曲線。當(dāng)分離后的各個組分流出色譜柱而進入檢測器時，記錄儀就記錄出各個組分的色譜峰。具體說，它是利用樣品中各組分在流動相和固定相中吸附力或溶解度不同，也就是說分配系數(shù)不同。 來自高壓氣瓶的載氣首先進入氣路控制系統(tǒng)，把載氣調(diào)節(jié)和穩(wěn)定到所需流量與壓力后，流入進樣裝置把樣品帶入色譜柱，分離后的各個組分依次進入檢測器，經(jīng)檢測后放空。隨著氣相色譜技術(shù)的進展，由變更操作條件而發(fā)展起來的氣相色譜法又有許多新分支。已如前述，氣相色譜法按固定相狀態(tài)，可分為氣固色譜法和氣液色譜法。綜合這兩相的狀態(tài)，可把色譜進一步分為四類：即氣固色譜、氣液色譜、液液色譜和液固色譜。這種借在兩相分配原理而使混合物中各組分獲得分離的技術(shù)，稱為色譜分離技術(shù)或色譜法。它的分離原理是使混合物中各組分在兩相間進行分配，其中一相是不動的，叫做固定相；另一相則是推動混合物流過此固定相的流體，叫做流動相。當(dāng)流動相中所含有的混合物經(jīng)過固定相時，就會與固定相發(fā)生相互作用。 作為色譜流動相的有氣體或液體。如果按固定相所用的固定床型的不同，又可分為柱色譜、紙色譜和薄層色譜三類。但從分離過程的物理化學(xué)原理而言，氣固色譜是利用吸附劑表面對不同組分的物理吸附性能的差別而達到分離的目的，因此，它是吸附色譜的一種，氣液色譜則是利用不同組分在給定的兩相中有不同的分配系數(shù)而使之分離的，因此，又屬于分配色譜的一種。例如由柱溫、壓力與流速等的變化而開發(fā)的有：高溫色譜、低溫色譜、程序升溫色譜、高壓色譜、低壓色譜和程序流速色譜等方法，又如對樣品前處理方法的不同而發(fā)展起來的：頂空色譜法（又稱液上氣體色譜法）、衍生色譜法、裂解色譜法等。再把檢測器所檢測到的電信號，送至記錄儀或色譜數(shù)據(jù)工作站描繪出各組分的色譜峰。當(dāng)兩相作相對運動時，樣品各組分在兩相間進行反復(fù)多次的分配：不同分配系數(shù)的組分在色譜柱中的運動速度就不同，滯留時間也就不一樣。上述色譜分離過程以AB二組分混合物的分離過程為例用圖12進一步說明?，F(xiàn)以一種組分的流出曲線為例，如圖13所示。ab段稱為調(diào)整保留時間，以tR′表示，tR′=tRtM。tR，同樣VM＝Fc 在一定的試驗條件下，色譜流出曲線是色譜分析的主要依據(jù)。根據(jù)這些理論能得出色譜流出曲線的數(shù)學(xué)表達式（即高斯方程），選出適宜的氣相色譜分離條件和計算出給定柱子的理論塔板數(shù)等。速率理論 在色譜實際過程中，由于有氣體的流動、氣體的擴散，樣品分子在氣液兩相之間的分配平衡不是瞬間完成等非理想狀態(tài)的存在。這一理論與塔板理論既有一定差別，又可互為補充。氣路控制系統(tǒng)的好壞將直接影晌分離效率、穩(wěn)定性和靈敏度，從而將直接影響定性定量的準(zhǔn)確性。進樣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、使用材料、進樣溫度、進樣時間、進樣量及進樣重復(fù)性都直接影響色譜分離和定量結(jié)果。檢測器：檢測器是氣相色譜儀的心臟部件，它的功能就是把隨載氣流出色譜柱的各種組分進行非電量轉(zhuǎn)換，將組分轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，便于記錄測量和處理。檢測電路的好壞將直接影響檢測器的性能，主要影響，穩(wěn)定性和靈敏度。對儀器中各部分溫度控制的好壞（指溫控精度和穩(wěn)定性）直接影響儀器能否正常工作，將影響分離效果，基線穩(wěn)定性和檢測靈敏度等性能。 氣相色譜技術(shù)的核心部分是色譜柱和檢測器二大部分：色譜柱的主要功能是將混合物中各組分分離，可以根據(jù)不同的樣品來選用不同的固定相，因此，要應(yīng)用氣相色譜技術(shù)來開展分析檢測工作的人，必須熟悉了解和善于應(yīng)用各種色譜固定相的特性，在氣相色譜技術(shù)中色譜柱有填充柱和毛細柱二大類，可根據(jù)被分析樣品的實際需要選定。所謂物質(zhì)的化學(xué)組成是指一種化合物與混合物是由哪些分子、原子或原子團組成的，這些分子、原子和原子團的含量各有多少。 隨著氣相色譜法各種理論的成熟，以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，氣相色譜儀的結(jié)構(gòu)更加完善，性能更加優(yōu)良。為了滿足不同使用要求僅國內(nèi)就生產(chǎn)幾十種型號不同，適應(yīng)范圍也不同的氣相色譜儀，為了便于區(qū)別和選用氣相色譜儀，習(xí)慣上常把氣相色譜儀按其用途或適應(yīng)范圍來分類。在氣相色譜儀的總數(shù)量中所占比例最大。這類儀器雖然適用范圍較窄，但它們的設(shè)計容易作到合理，結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，操作簡便，維修方便，價格較低，利于普及。 一針進樣三檢測器流程原理：變壓器油中組分一針進樣后經(jīng)三個檢測器（TCD+雙FID）全部檢測，即混合組分經(jīng)進樣口進樣，通過載氣經(jīng)柱頭分流，一路載氣通過高分子聚合物色譜柱分離，由FID檢測出CHC2HC2HC2H2；另一路載氣經(jīng)碳分子篩柱由TCD檢測出H02再經(jīng)轉(zhuǎn)化爐將C0、C02轉(zhuǎn)化成CH4，然后將檢測器信號切換到FID2，由FID2檢測器檢測出CO、CO2組分。解決了碳分子篩柱C2峰對FID基線的影響。 因此，一次進樣三檢測氣路流程，可以達到二針進樣的分離效果和靈敏度，又具有一次進樣全分析操作方便之處。氣源一般并不和儀器配套出廠，用戶必須自備，氣相色譜儀對載氣和輔助氣的主要要求如下： １、惰性（不與樣品或固定相發(fā)生化學(xué)反應(yīng)），無腐蝕性，在200℃～400℃內(nèi)不分解； ２、氣體的擴散性小，以提高柱效率； ３、易得到，并且易純化； ４、價格便宜； ５、能滿足檢測器要求。 3．根據(jù)檢測器的要求 不同種類的檢測器，對載氣的選用種類是不同的，例如： TCD：為了提高靈敏度常用熱導(dǎo)系數(shù)大的氦，氫氣作載氣，而少用氮，氬氣。 FID：用氮作載氣安全經(jīng)濟靈敏度高，但在特殊要求時，如為了加快分析周期或氣相色譜儀配有甲烷化裝置時要用氫氣作載氣，在這種情況下為了獲得足夠的靈敏度，需要在柱后加一股氮氣即尾吹氣。這種混合氣比較純凈，但價格較貴。其容量有4，10，20，350升等，作載氣（或輔助氣）以40升最多。缺點是運輸，保存、使用必須建立一套安全措施，以防止發(fā)生事故，另外，特別是高純氣價格較貴?？扇迹夹詺怏w氣瓶與明火的距離一般不得小于10米；與熱源距離應(yīng)大于一米； （6）不得用電磁起重機搬運，　?。?）夏季要防止日光曝曬； （8）氧氣瓶的瓶身和瓶嘴嚴(yán)禁沾油； （9）瓶內(nèi)氣體不得用盡，并擰好瓶帽后存放（高純氣瓶在壓力低于1．5MPa時，輸出氣體中雜質(zhì)將明顯增加）。為確保安全。發(fā)現(xiàn)漏氣、失靈、失控應(yīng)立即送修； （15）使用氣瓶中的氣體，必須通過減壓閥，嚴(yán)禁直接取用。三、氫氣發(fā)生器氫氣發(fā)生器作為氣相色譜儀的載氣或燃燒氣氣源具有許多優(yōu)點。 采用鈀一銀管做為電解池陰極； 電解水所獲得的氫氣擴散透過做為電解池陰極的鈀銀合金管而得到高純氫氣。國內(nèi)上述三合一膜電極的制備技術(shù)尚未過關(guān)，還依賴進口。五、空氣泵目前，國內(nèi)可以作為氣相色譜儀配套使用的無油膜式壓縮空氣泵，種類越來越多，性能也有顯著提高。由于從這種減壓內(nèi)輸出的壓力經(jīng)過兩次穩(wěn)壓，所以儀器的載氣，輔助氣的調(diào)節(jié)就不再需要使用穩(wěn)壓閥了。 （4）當(dāng)輸入壓力和輸出流量在允許范圍內(nèi)波動時，輸出壓力波動不大于最高輸出壓力的15％。金屬膜片減壓閥不會污染高純氣源，穩(wěn)定性好，壽命長。　　　　　　　　　　一　般　故　障　排　除　表?！∫姟」省≌峡赡茉蚝筒课慌拧〕》健》ā　　÷　?1) 各連接處漏氣，螺紋松動，或墊圈損壞(2) 安全閥漏氣，彈簧調(diào)節(jié)不合適，或密封墊損壞(3) 上蓋沒有上緊，或膜片損壞(4) 壓力表漏氣　　　　　　　　　　　　　　　　　　(1) 擰緊或更換密封墊(2) 重新調(diào)整彈簧或更換密封墊(3) 擰緊上蓋，或更換膜片(4) 更換低壓閥關(guān)不死(1) 閥門座有污物(2) 閥門座損壞(1) 清洗(2) 更換 低壓輸出失控（調(diào)節(jié)螺桿全部松開，低壓指示不斷自動升高波動很大）(1) 閥門座和密封墊上有污染(2) 閥門座和密封墊有毛刺和損傷(3) 封密小彈簧沒有壓緊或失去彈性(4) ）彈簧位置不正或歪扭(1) 拆開閥門清洗(2) 修平或更換(3) 擰緊增加小彈簧壓力或更換(4) 更換高壓有指示而低壓沒有指示或動作不靈敏（1）調(diào)節(jié)螺桿已旋到最低仍沒有工作壓力，大彈簧損壞或調(diào)節(jié)螺桿彎曲（1） 更換大彈簧和修理調(diào)節(jié)螺桿高壓與低壓指示同時下降（1）打開氣源以后不久低壓表和高壓表指示同時下降：氣瓶閥沒有完全打開。通常用于氣相色譜中的各種氣體純度最好在99．995％以上。對檢測器的影響： TCD：信噪比減小，無法調(diào)零，線性變窄，校正因子不能使用。２、CO2用堿石棉除去；３、除水低溫（如干冰一酒精溫度）下用3A與5 A分子篩除水，可使水含量降至30μl/l以下。三、常用凈化物質(zhì)的使用與老化 活性炭 粉碎過篩，用苯浸泡幾次以除去其中的硫磺、焦油等雜質(zhì)，然后在380℃下通人過熱水蒸汽，吹至乳白色物質(zhì)消失為止（可裝入不銹鋼管中，在管式爐中加熱沖洗），保存在磨口瓶