【正文】 用的色譜數(shù)據(jù)處理機(jī)，將色譜信號(hào)進(jìn)行收集、轉(zhuǎn)換、數(shù)字運(yùn)算、存儲(chǔ)、傳輸以及顯示、繪圖、打印結(jié)果等加工，可直接給出被分析物質(zhì)成份的含量；隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及應(yīng)用，八十年代中期起，在微型計(jì)算機(jī)中插入專用的色譜數(shù)據(jù)采集卡（電路板部件）配置一套相應(yīng)的軟件就成為色譜數(shù)據(jù)工作站，可與色譜儀直接朕用。檢測(cè)器的主要功能是實(shí)現(xiàn)被分析組分的非電量轉(zhuǎn)換，凡是近代物理、化學(xué)、電子、光學(xué)中能實(shí)現(xiàn)非電量轉(zhuǎn)換的裝置都能成為氣相色譜技術(shù)中的檢測(cè)器，雖然自從色譜法問(wèn)世以來(lái)，人們己創(chuàng)造發(fā)明了三十多種氣相色譜檢測(cè)器，但用得最多的還是熱導(dǎo)檢測(cè)器和氫焰離子化檢測(cè)器，應(yīng)用量將占總數(shù)的80％左右。物理特性是指某些物質(zhì)的分配系數(shù)（在固定相上），活度系數(shù)，分子量，蒸汽密度、比表面，孔徑分布等物理化學(xué)常數(shù)，而不是所有的物理特性。進(jìn)八十年代后，雖然各類典型儀器的主要性能指標(biāo)基本雷同，但卻相爭(zhēng)采用微電子技術(shù)，特別是微處理機(jī)的應(yīng)用，更進(jìn)一步使儀器結(jié)構(gòu)和布局上從分析應(yīng)用的角度改進(jìn)了儀器，增加了性能，提高了靈活性，加強(qiáng)了自動(dòng)化程度。自然，任何一種分類方法都是相對(duì)而言，有時(shí)并無(wú)明顯界線，如實(shí)驗(yàn)室用的多功能氣相色譜儀，又兼有某些專用儀器的性能。其中實(shí)驗(yàn)室通用型多功能氣相色譜儀最有代表性，這種儀器的特性是：檢測(cè)器多，附件全，自動(dòng)化程度高，性能優(yōu)良，靈活性大，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門廣泛使用，因此是本書討論的主要內(nèi)容。特別適合作常規(guī)分析，對(duì)于技術(shù)力量比較薄弱的中小型企事業(yè)單位最為有用。 由于考慮到對(duì)變壓器油中各組分的檢測(cè)靈敏度要求不完全一樣，因此，兩個(gè)FID檢測(cè)器靈敏度設(shè)置不完全一樣，檢測(cè)四個(gè)烴類的FID，靈敏度設(shè)置較高，而對(duì)檢測(cè)C0、C02靈敏度要求不高的FID2檢測(cè)器靈敏度設(shè)置相對(duì)低一些。由于碳分子篩柱除分離H0C0、CHC02，還分離C2HC2HC2H2組分，當(dāng)C2組分濃度較大時(shí)，或標(biāo)氣濃度大時(shí)，往往在進(jìn)樣后740分鐘時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)C2峰大凸峰，影響FID基線穩(wěn)定。圖２－２雙柱并聯(lián)雙氣路二針進(jìn)樣流程 圖２－３　一次進(jìn)樣二次分流雙檢測(cè)器流程圖２－４　一針進(jìn)樣三檢測(cè)器流程　　　　　　　　　　　　圖２－５　一次進(jìn)樣三檢測(cè)氣路標(biāo)樣譜圖第三章　　氣　路　系　統(tǒng)氣體種類、性質(zhì)、凈化情況、壓力、流速等因素，對(duì)色譜柱的分離效率、檢測(cè)器的性能、分析時(shí)間和儀器的穩(wěn)定性等，都有一定的關(guān)系。單一或混合氣都可作載氣，常用載氣有氮?dú)?、氫氣、氦氣、氬氣，另外二氧化碳，碳?xì)浠衔锏纫部梢宰鬏d氣；常用輔助氣有空氣，氧氣。從安全上講氦氣比氫氣好，但我國(guó)氦氣資源較少，價(jià)格較貴，因此不得不用氫氣。也可用氬，氦作載氣，但價(jià)值較高； ECD：以氮?dú)庾鬏d氣最方便，也可以用氫氣作載氣，但使用氚作放射源時(shí)若用氫作載氣將會(huì)造成大量流失，氦、氬也可以作載氣，但為了提高性能還要混入5～10％的甲烷（或二氧化碳）； FPD：常用氮作載氣； NPD：常用氮作載氣。輔助氣除上面提到的之外，在ECD操作時(shí)為了保證一定的性能在柱出口和進(jìn)檢測(cè)器之前也要加一股氣（尾吹氣），同理在毛細(xì)管分析中由于柱流量?jī)H有l(wèi)毫升／分左右，為檢測(cè)器的需要也需加尾吹氣。 鋼瓶氣正常情況可使用的時(shí)間估算如下：設(shè)瓶容量是40升，壓力：15MPa 流量50毫升／分，一天工作8小時(shí)，則一瓶氣使用的天數(shù)為：從以上計(jì)算可以看出；只要不漏氣，一瓶氣可以使用幾個(gè)月，因此，在使用鋼瓶作氣源時(shí)，一定要嚴(yán)防漏氣。 氣瓶使用注意事項(xiàng) （1）氣瓶應(yīng)盡量作到專用。 （10）裝減壓閥時(shí)，應(yīng)先開總氣閥一、二次，以吹掉氣瓶口上的潮氣與泥土。安裝螺紋要旋過(guò)2／3處。減壓閥右旋開啟，這與高壓閥相反，試開氣瓶時(shí)，瓶嘴不能對(duì)人，操作者也應(yīng)站在氣瓶接嘴的側(cè)面； （16）不用氣時(shí)．先關(guān)高壓，在放掉低壓氣體后，把低壓閥桿旋開關(guān)閉，防止減壓閥中的彈簧長(zhǎng)時(shí)間壓縮失靈； （17）可燃?xì)怏w不得直接從減壓閥輸出口點(diǎn)火，中間應(yīng)裝消火器，以防回火爆炸： （18）每種減壓閥只能用于一種氣體，不得混用。 對(duì)安裝和放置地點(diǎn)以及環(huán)境沒(méi)有苛刻要求； 操作簡(jiǎn)單、安全、可靠； 消耗電能和水，且用量很少；用超純氫發(fā)生器，氣的純度可達(dá)99．999％，輸出壓力與流量都較穩(wěn)定；可以取代繁瑣笨重高壓鋼瓶及凈化系統(tǒng)，特別適用于邊遠(yuǎn)地區(qū)。氫氣純度比任何其他氫氣發(fā)生器制備的氫純度都高，且絕對(duì)干燥。 采用特制多孔石棉膜為氧，氫分離的電解池；這是一種我國(guó)科技人員研制開發(fā)利用多孔膜技術(shù)，以特制多孔石棉膜為氫氧分離元件，以鎳為電極，并確保氫氣具有一定工作壓力電解池。在安裝時(shí)，應(yīng)把泵安放在通風(fēng)良好，粉塵較小的地方，環(huán)境溫度應(yīng)不要超過(guò)40℃，輸出氣路中應(yīng)根據(jù)不同儀器性能，要求加適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾裝置。 主要技術(shù)性能 （1）進(jìn)氣最高工作壓力15MPa，最低工作壓力應(yīng)大于低壓輸出工作壓力的2倍。 （5）輸入（出）。 （3）一般氣體和可燃?xì)怏w（H２）的減壓閥結(jié)構(gòu)完全相同，僅螺紋連接旋向不同。（1） 重新開啟氣瓶閥壓力表指示不回零或指針不動(dòng)（1）壓力表內(nèi)傳動(dòng)失靈（1）修理或更換第二節(jié)　氣　體　的　凈　化 氣體凈化的目的主要是除去H2O、O2，有害的有機(jī)物，灰塵和機(jī)械雜質(zhì)等。當(dāng)然這也不是絕對(duì)的，某些高選擇性檢測(cè)器，就允許那些非敏感的干擾物質(zhì)的濃度大些。氧含量大，使元件在高溫時(shí)加速老化，減少壽命，使不平衡輸出增加，穩(wěn)定性變壞。如凈化溫度低于－70℃還能有效地除去ONCHCO、CO2等，但要注意所用載氣在分子篩上的吸附性要遠(yuǎn)比放除去的小。使用前，于160℃下烘烤2小時(shí)即可使用。冷卻至室溫后，可將欲純化的氫氣通過(guò)催化劑，還原活化一小時(shí)。它可有效地除去氮?dú)庵械难?，使O2含量下降到10μl/l左右。 過(guò)濾器一般安裝在氣源和儀器之間，內(nèi)裝硅膠活性炭和分子篩，使儀器免受氣源中的水汽和碳?xì)浠衔锏奈廴?。系統(tǒng)的密封性、載氣的流速、壓力變化等，將對(duì)儀器穩(wěn)定性和定性定量分析結(jié)果產(chǎn)生很大影響。２、有良好長(zhǎng)久的密封效能。 ５、壓力表的精度（特別是在毛細(xì)管分析中）應(yīng)足夠高。 ８、為適應(yīng)多功能的需要，氣路中應(yīng)備有開關(guān)閥，穩(wěn)壓閥，穩(wěn)流閥，針形閥，單向閥，電磁閥，液體或氣體的進(jìn)樣閥等。 氣相色譜儀中的氣路安排大體可分成單氣路，補(bǔ)償式雙氣路和多支路三大類。在氣路中，流速，壓力和氣阻的關(guān)系只能寫成： 式中：F——流過(guò)氣阻的氣體的平均流速 Pl，P2——分別為氣阻兩端的壓力 R ——?dú)庾? 其中若氣阻是一個(gè)常數(shù)，上式便可改寫成等式，實(shí)際上氣阻除和本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還隨氣體的性質(zhì)及氣體的流動(dòng)形式而變化因此在實(shí)際使用時(shí)很難利用公式計(jì)算出流速，而必須實(shí)測(cè)確定。一、氣阻氣阻是一種使氣體流通截面突然變小的耗能器。毛細(xì)管尺寸：，長(zhǎng)200mm　輸入壓力Mpa0．010．040．080．100．160．18流速 ml /min11407894147150～。二、開關(guān)閥 開關(guān)閥在氣路中主要用于切斷氣體的供給，當(dāng)閥關(guān)閉時(shí)氣阻無(wú)窮大，開啟時(shí)氣阻近似于零。三、針形閥 在氣路中使用針形閥的目的是為了細(xì)微均勻的調(diào)節(jié)流速。閥針和閥座通孔之間有一定的孔隙，孔隙的大小可以通過(guò)閥針和閥座的相對(duì)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。 ２、針形閥在使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)（１）分清進(jìn)出氣口。因?yàn)檫@些油酯在常溫下能揮發(fā)出有機(jī)雜質(zhì)會(huì)污染所控制的氣體；（6）針形閥只能調(diào)節(jié)氣阻的大小，并不能穩(wěn)定壓力。它無(wú)需外界供給能源，而靠工作介質(zhì)本身的能量工作。 １、穩(wěn)壓閥工作原理穩(wěn)壓閥的工作原理是依據(jù)力平衡原理，自動(dòng)調(diào)節(jié)碟閥氣阻，使輸出壓力恒定。 使用穩(wěn)壓閥的主要目的是希望當(dāng)氣源壓力或輸出流量波動(dòng)時(shí)閥的輸出壓力保持恒定。穩(wěn)壓閥的流量特性是指穩(wěn)壓閥輸出壓力變化量與流量變化之比，一般常用△P０／△Q表示。1．過(guò)濾器 　 2．開關(guān)閥 　 3．穩(wěn)壓閥 　 4．壓力表（0－ ）5．被測(cè)穩(wěn)壓閥 6．標(biāo)準(zhǔn)壓力表 7．針形閥 8．轉(zhuǎn)子流量計(jì)9．皂膜流量計(jì)圖3—２ 穩(wěn)壓閥測(cè)試氣路流程圖 （1）氣密性檢查：將被測(cè)穩(wěn)壓閥接入試驗(yàn)臺(tái)氣路，旋下上蓋，夾于專用夾具上，打開閥2關(guān)閉閥7，調(diào)節(jié)閥3，將被測(cè)穩(wěn)壓閥侵入無(wú)水乙醇內(nèi)，觀察5分鐘，應(yīng)無(wú)氣泡產(chǎn)生。10％100177。10％毫升／分在對(duì)應(yīng)的每個(gè)流量下，將輸入壓力增加到0．6MPa，此時(shí)。10％毫升/分增加到l00177。10％毫升，輸出壓力的變化也應(yīng)符合上述要求。如前所述不論哪種氣阻，工作間隙都很小，任何雜質(zhì)的沉積都會(huì)影響工作特性。氣阻的大小視要求決定。有時(shí)超壓也能工作，但可能會(huì)造成失去調(diào)節(jié)穩(wěn)壓能力。但在程序升溫分析中，柱溫按一定程序溫度不斷增加，氣體的粘度也不斷變大，柱的阻力也隨之增加，若這時(shí)柱前壓不變化，根據(jù)壓力，氣阻和流速的關(guān)系，柱的流速將隨之減少。它主要由針型閥和一個(gè)自動(dòng)式的力平衡壓力穩(wěn)壓器（和穩(wěn)壓閥工作原理相同）組成。即R值保持不變。顯然針形閥的壓降（△P＝Pl—P2）也是一個(gè)常數(shù)。 （6）響應(yīng)時(shí)間：，15分鐘后至30分鐘內(nèi)波動(dòng)＜1%； （7）溫度影響：應(yīng)＜0．3m1／min／℃； 穩(wěn)流閥使用注意事項(xiàng)： 穩(wěn)流閥的故障，常常是使用不當(dāng)造成的。實(shí)驗(yàn)證明：要達(dá)到1％的穩(wěn)流精度，； （5）穩(wěn)流閥中的針閥與針形閥注意事項(xiàng)一樣，應(yīng)經(jīng)常檢查閥桿處有無(wú)漏氣； （6）在程序升溫時(shí)，P3不斷增加，流量計(jì)前后壓差變化；浮子略有下降，這屬于正?，F(xiàn)象。要使注射器進(jìn)樣得到較好的進(jìn)樣重復(fù)性（一般偏差在2％以內(nèi)），必須注意： （1）檢查注射器是否嚴(yán)密，芯塞活動(dòng)無(wú)卡澀，清潔、干燥； （2）要用同一個(gè)注射器進(jìn)樣，最好裝有定量卡，使每次抽取氣樣體積一致；（3）在正式進(jìn)樣前，先用氣樣多次沖洗注射器；（4）進(jìn)樣操作方式與進(jìn)樣時(shí)間盡可能保持一致。為使這一轉(zhuǎn)化反應(yīng)完全，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中必須有過(guò)量的氫氣，反應(yīng)溫度必須高于300℃，最佳溫度為350～360℃。通常使用應(yīng)把使用壓力限制在測(cè)量范圍的四分之三以內(nèi)。顯然為了尋找最佳分析條件，必須進(jìn)行精確的流速測(cè)量。在氣相色譜儀中，氣體流速常以兩種方法表示；體積流速和質(zhì)量流速。在有的場(chǎng)合又把流速稱為流量。它的缺點(diǎn)是：工作時(shí)必須垂直放置，氣路連接接頭大多易漏，污染后，浮子易卡死，維修清洗比較麻煩。因此，這時(shí)用壓力指示流速，比較接近線性，在氫氣，空氣流速中用壓力表指示流速就是這個(gè)道理。同理，在程序升溫操作時(shí)，接在柱前的轉(zhuǎn)子流量計(jì)的浮子高度，也會(huì)隨柱溫升高而相應(yīng)的降低。雖然它簡(jiǎn)單，方便，直觀并且有十分準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，但是，用皂膜流量計(jì)測(cè)量氣體流量是不連續(xù)的，而且需要人工操作和計(jì)算，所以不能固定在色譜氣路中進(jìn)行連續(xù)測(cè)量流量。而溫度壓力的影響，可根據(jù)氣態(tài)方程，通過(guò)計(jì)算加以修正。皂膜在不停的運(yùn)動(dòng)，動(dòng)態(tài)下觀察皂膜通過(guò)起始線和終止線，總會(huì)產(chǎn)生誤差，誤差的大小，取決于皂膜運(yùn)動(dòng)的速度，速度越快越讀不準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)速度不大于4厘米／秒時(shí)，讀量誤差可控制在0．5毫米以內(nèi)。測(cè)量時(shí)皂膜不宜過(guò)多，最好一個(gè)。數(shù)字式電子流量計(jì)隨著電子技術(shù)的發(fā)展，為儀器顯示的數(shù)字化，操作的自動(dòng)化，現(xiàn)已出現(xiàn)測(cè)定氣體質(zhì)量流速的“電子質(zhì)量流量計(jì)”。電子質(zhì)量流量計(jì)是利用流量傳感器將氣體流量轉(zhuǎn)變成與流量成正比的電訊號(hào)，送入放大器并輸入到微機(jī)控制系統(tǒng)，可通過(guò)面板功能鍵；數(shù)字鍵操作即可顯示氣體流量。第二，色譜柱的溫度一般均在高溫，而測(cè)量是在室溫下進(jìn)行，兩種不同的溫度必然是兩種不同的速度。而且，塑料本身還會(huì)釋放出有害氣體，造成對(duì)載氣等的污染。為了安全，不易使用過(guò)長(zhǎng)。采用小直徑的管，對(duì)儀器安裝，密封，小型化都有好處?！　　　? 金屬密封材料主要有：不銹鋼、銅（H62，H68，H70等）、純鋁； 非金屬密封材料主要有：丁晴橡膠，聚四氟乙烯，石墨. 　 不同密封材料的特點(diǎn)與適應(yīng)范圍 （1）不銹鋼用做壓環(huán)的材料，主要用于高溫下的管路密封，如色譜柱的密封，缺點(diǎn)是加工比較困難。 （3）鋁主要做成墊片使用，主要用熱導(dǎo)檢測(cè)器元件與池體的密封。 （5）聚四氟乙烯，常用在常溫管路中密封，由于它有蠕變特性，不適于作經(jīng)常變動(dòng)的接頭中。 ③潤(rùn)滑性：柔性石墨兼?zhèn)涫淖詽?rùn)滑性，其摩擦系類甚低，可與聚四氟乙烯塑料比美。特別是玻璃柱，各種玻璃毛細(xì)管柱密封中用的最多。而污染后再清洗干凈就非常困難了。為適應(yīng)儀器高性能的要求，氣路中有使用的管接頭，壓環(huán)，壓墊等金屬零件應(yīng)在含氯或含氟的有機(jī)溶劑中進(jìn)行蒸汽除油。然后用專用堵頭把兩端堵死，存放塑料袋中待用。因此，管路的清潔程度要視儀器的指標(biāo)要求和分析對(duì)象而定，過(guò)份提高干凈程度也是不必要的。但是由于液化樣品的氣化，色譜柱的分離，檢測(cè)器等受溫度波動(dòng)的影響又各不相同，為此在儀器中，汽化、柱箱和檢測(cè)室往往分別根據(jù)各自的要求設(shè)置單獨(dú)恒溫箱和控制電路。通常選擇幾個(gè)水平垂直射線，用射線—L若干點(diǎn)的最大溫度差來(lái)度量。濃度型比質(zhì)量型檢測(cè)器，微量分析比常量分析要求高些等等。實(shí)驗(yàn)表明：保留時(shí)間大約為10分鐘的色譜峰；溫度變化1℃，則保留時(shí)間變化大約5％。所以為了保證保留時(shí)間的重復(fù)性和減小由溫度波動(dòng)引起的噪聲在允許的范圍之內(nèi)，～℃之內(nèi)。 以上僅從溫度的波動(dòng)對(duì)分離和穩(wěn)定性做了簡(jiǎn)要分析。 工作溫度低于環(huán)境溫度時(shí)，使用致冷劑并有一套專用的控制系統(tǒng)。 控溫精度好 （1）控溫精度：要求配備控溫靈敏度較高的控溫電氣部件。０．2％或更小。目前常用于汽化室或檢測(cè)器恒溫。 柱箱的有效容量應(yīng)足夠大 柱箱的有效體積大，能容納較多的色譜柱的柱箱可同時(shí)安裝毛細(xì)管柱和填充柱兩套色譜柱系統(tǒng)。 4．熱容量小，保溫效果好 尤其在程序升溫操作時(shí)；為了使色譜柱快速加熱和冷凝，必須要求柱箱熱夠小。但要防止保溫材料的外溢。 足夠大的加熱功率； 實(shí)驗(yàn)表明，在僅用于恒溫分析的柱箱，加熱功率可小