【正文】 度指示和流速也成正比，即可以用壓力刻度來(lái)指示流速。體積流速指單位時(shí)間內(nèi)氣體流過(guò)管路某一截面的體積，以毫升／分為單位，質(zhì)量流速指單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管路某一截面的氣體質(zhì)量，質(zhì)量流速在化工上多用千克／秒表示。在填充柱中，在毛細(xì)管分析中，需用柱前壓的值來(lái)重復(fù)給定載氣流速，因而要求柱前壓力表的精度比填充柱高。圖34 進(jìn)樣口構(gòu)造示意圖２、進(jìn)樣口對(duì)進(jìn)樣口的要求是：（１） 進(jìn)樣方便；（２） 密封性好；（３） 流動(dòng)性能好；（４） 死角小。因此，在操作之前了解其工作原理和注意事項(xiàng)是非常必要的。因色譜柱有一定阻力使穩(wěn)流閥輸出P 2大于大氣壓。這在色譜分析中是不允許的。（4）穩(wěn)壓輸入比輸出≥0．05MPa。 ３、使用注意事項(xiàng)與故障排除 在操作穩(wěn)壓閥前應(yīng)了解它的基本工作原理，只要遵守操作要求，很少發(fā)生故障。同樣方法。 （2）關(guān)閉性能檢查： 調(diào)節(jié)閥3，打開閥7，關(guān)閉被測(cè)穩(wěn)壓閥，將出口端浸入無(wú)水乙醇內(nèi)5分鐘，應(yīng)無(wú)氣泡產(chǎn)生。因此，衡量穩(wěn)壓閥的性能主要指標(biāo)是它的壓力特性和流量特性。當(dāng)氣源壓力或輸出流量波動(dòng)時(shí)，閥能輸出恒定壓力。應(yīng)使氣體首先通過(guò)氣阻，從而使閥桿處于低壓端，有利于密封； （2）要嚴(yán)防水，灰塵等機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入工作間隙（氣阻），否則會(huì)使氣流不穩(wěn)或失調(diào)； （3）閥針不要向關(guān)緊方向旋得太多或關(guān)死，以防長(zhǎng)期不用時(shí)，使針與座咬合； （4）發(fā)現(xiàn)錐形針閥的調(diào)節(jié)流速忽大忽小可以清洗針與座。在恒溫分析中，直接裝在穩(wěn)壓閥后調(diào)節(jié)，在程序升溫分析中把它設(shè)計(jì)在穩(wěn)流閥中。長(zhǎng)度取決于所通過(guò)的氣體性質(zhì)和要求的阻力大小。雖然壓力和流速的穩(wěn)定性對(duì)分析定性、保留時(shí)間和定量的峰高，峰面積以及儀器的穩(wěn)定性有直接影響，但至今未能給出穩(wěn)定性的具體要求數(shù)值。且通過(guò)簡(jiǎn)單的組合、排列就能適應(yīng)不同柱或檢測(cè)器的需要。３、所用氣路中器材，部件干凈程度，必須滿足色譜分析的要求。通用儀器必備，特別對(duì)于TCD，ECD必須使用，尺寸一般在長(zhǎng)約300毫米直徑約30毫米，尺寸不宜太大。含氧1％的H2氣，一次通過(guò)催化劑后。另外還可以來(lái)用活性氧化鋁或硅膠在液氮溫度下進(jìn)行。 一、氣體不純的不良影響氣體中的雜質(zhì)，對(duì)氣相色譜操作的干擾是多方面的，是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，因此在決定對(duì)所有氣體進(jìn)行凈化之前，要根據(jù)具體情況分析后再采取適當(dāng)凈化措施。 （4）～1MPa就夠了，輸出范圍越大穩(wěn)壓精度越差。 （2）輸出工作壓力范圍（常用）～1MPa。由于取材容易，操作簡(jiǎn)單安全等特別適合目前國(guó)情，因此，制造廠家多，產(chǎn)量最大，它的不足主要是氫氣純度低，使用壽命受制造工藝的影響較大。 水經(jīng)電解即可生成氫氣和氧氣，但如何有效地將它們分離開，并確保氫氣具有一定的壓力，是制造氫氣發(fā)生器的技術(shù)關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)氫氣出口螺紋的尺寸還沒(méi)有統(tǒng)一，在安裝時(shí)，要仔細(xì)試裝，不能勉強(qiáng)，一般先用手?jǐn)Q入三至四扣后，再用搬手上緊為好。使用單位需要將氣瓶改裝其他氣體時(shí)，必須取得充氣單位的同意； （2）氣瓶的漆色必須經(jīng)常保持它完好，且不得任意涂改。 二、高壓氣體鋼瓶 氣相色譜儀常用的氣體如H２、He、NAr、OCHAir等都可以儲(chǔ)存在高壓氣瓶中運(yùn)輸、使用。當(dāng)分析含有氫的樣品時(shí)，就得使用氮和氬作載氣，不過(guò)應(yīng)注意，由于含氮的混合氣的熱導(dǎo)率不規(guī)則的變化用氮作載氣常出現(xiàn)“N”或“W”峰。因此，正確地選擇載氣、控制氣體的流速和壓力是氣相色譜儀正常工作的重要條件之一。該氣路流程的設(shè)計(jì)與以往電力系統(tǒng)常用的雙柱并聯(lián)雙氣路二針進(jìn)樣流程、一次進(jìn)樣分流雙檢測(cè)器（TCD十單FID）相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)： 使用一個(gè)高靈敏度FID檢測(cè)器，專門檢測(cè)四個(gè)低濃度烴類（CHC2HC2HC2H2）并在一個(gè)信號(hào)通道出信號(hào)，而TCD和另一個(gè)FID檢測(cè)器（加轉(zhuǎn)化爐）通過(guò)信號(hào)切換第二個(gè)信號(hào)通道上出信號(hào)，負(fù)責(zé)檢測(cè)H02和大濃度C0和C02。但這類儀器：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，操作水平要求較高，價(jià)格也偏高。為此，使氣相色譜儀應(yīng)用更加速了向廣度與深度兩方面迅速擴(kuò)展。色譜柱將決定被分析的組分能否分離，檢測(cè)器將決定被分析的有關(guān)組分能否檢測(cè)得出，因此，這二部分是氣相色譜技術(shù)中的核心部分，氣相色譜儀中其它復(fù)雜部分，如氣源、氣路控制、檢測(cè)電路等部分都是為色譜和檢測(cè)器這二個(gè)核心部分服務(wù)的。所以，一般氣相色譜儀中，至少有三路溫度控制，其中柱箱溫控還往往需要實(shí)現(xiàn)室溫以上 8℃一400℃的程序升溫控制，先進(jìn)的機(jī)型中，對(duì)進(jìn)樣系統(tǒng)也可進(jìn)行程序升溫控制。是色譜分析工作的關(guān)鍵部分，主要有填充柱和毛細(xì)柱兩大類，色譜柱選用的正確與否，將直接影響分離效率、穩(wěn)定性和檢測(cè)靈敏度。第二章　氣 相 色 譜 儀一、氣相色譜儀的基本組成和核心部分 氣相色譜儀品種繁多，從應(yīng)用性質(zhì)類型分就有 ：實(shí)驗(yàn)室分析用、野外便攜使用、工業(yè)流程在線檢測(cè)用、制備純物質(zhì)用和物化常數(shù)測(cè)定用，另外在實(shí)驗(yàn)分析型中還有許多專用型。盡管這個(gè)概念并不完全符合色譜柱內(nèi)的分離過(guò)程，但這個(gè)比喻形象簡(jiǎn)明，說(shuō)明問(wèn)題。 在一定實(shí)驗(yàn)條件下，保留體積或保留時(shí)間為某一組分的特性。每一個(gè)組分在流出曲線上都有一個(gè)相對(duì)應(yīng)的色譜峰。這樣，當(dāng)流經(jīng)一定的柱長(zhǎng)后，樣品中各組分得到了分離?？捎昧鞒谭娇驁D表示，如圖11。 （二）氣相色譜法及其分類氣相色譜法是色譜法的一種,它是以氣體為流動(dòng)相（載氣），采用沖洗法的柱色譜分離技術(shù)。因此在同一推動(dòng)力作用下不同組分在固定相中的滯留時(shí)間有長(zhǎng)有短，從而按先后不同的次序從固定相中流出。由于各組分在性質(zhì)與結(jié)構(gòu)上的不同，相互作用的大小強(qiáng)弱也有差異。還可以按色譜譜帶展開方式分為沖洗（色譜）法、頂替法和迎頭法三種，其中沖洗法是色譜中最常用的一種。 （三）氣相色譜流程與分離原理 氣相色譜法的一般流程主要包括三部分：載氣系統(tǒng)、色譜柱和檢測(cè)器。分配系數(shù)小的組分會(huì)較快地流出色譜柱；分配系數(shù)愈大的組分就愈易滯留在固定相內(nèi)，流過(guò)色譜柱的速度較慢。圖13 氣相色譜流出曲線由圖可見，從進(jìn)樣開始（以此作為零點(diǎn)），隨著時(shí)間的推移，組分的濃度不斷地發(fā)生變化，當(dāng)組分濃度達(dá)到極大值時(shí)，曲線上出現(xiàn)最高點(diǎn)，通常把這種曲線稱為該組分的色譜峰。tM式中，F(xiàn)c為色譜柱內(nèi)載氣的平均流速（mL／min）。 塔板理論 塔板理論中把色譜柱比擬為分餾塔，在每個(gè)塔片高度間隔內(nèi)，樣品混合物在氣液兩相達(dá)到平衡，最后揮發(fā)度大的組分與揮發(fā)度小的組分彼此分離，揮發(fā)度大的最先由塔頂（即柱后）流出?？蛇\(yùn)用這一理論來(lái)選擇氣相色譜分析條件。 色譜柱和柱箱：色譜柱的作用就是分離混合物樣品中的有關(guān)組分。 溫度控制系統(tǒng)：溫度是氣相色譜技術(shù)中十分重要的參數(shù)，進(jìn)樣系統(tǒng)需要溫度控制，色譜柱和檢測(cè)器也必須溫控，有些特殊使用中，氣路系統(tǒng)、裂解器、催化轉(zhuǎn)化爐、氣體凈化器等也需要溫控。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。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。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。 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。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。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。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。 氣瓶使用注意事項(xiàng) （1）氣瓶應(yīng)盡量作到專用。安裝螺紋要旋過(guò)2／3處。 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)。 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。 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。 （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。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。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。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)。 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?。２、有良好長(zhǎng)久的密封效能。 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。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。毛細(xì)管尺寸：，長(zhǎng)200mm　輸入壓力Mpa0．010．040．080．100．160．18流速 ml /min11407894147150～。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。 ２、針形閥在使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)（１）分清進(jìn)出氣口。它無(wú)需外界供給能源，而靠工作介質(zhì)本身的能量工作。 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。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％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，輸出壓力的變化也應(yīng)符合上述要求。氣阻的大小視要求決定。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。即R值保持不變。 （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。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。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)。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。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。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。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。測(cè)量時(shí)皂膜不宜過(guò)多，最好一個(gè)。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。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。采用小直徑的管，對(duì)儀器安裝，密封，小型化都有好處。 （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。 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。而污染后再清洗干凈就非常困難了。然后用專用堵頭把兩端堵死，存放塑料袋中待用。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。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。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)。 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)。０．2％或更小。 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)。但要防止保溫材料的外