提升气相色谱仪检定水平的经验研究

田忠旺 韩学东

【摘要】气相色谱仪作为重要的分析仪器，可为工作人员提供真实、精准的检测结果。为保证实验数据的精确性、可靠性，需对气相色谱仪定期进行计量检定，以满足JJG 700—2016《气相色谱仪》检定规程的要求，从而提升气相色谱仪实验数据的精准性和可靠性。但大量实践发现，气相色谱仪检定过程中容易出现很多问题。这不仅降低了气相色谱仪的检定水平，还影响后续实验工作的有序开展，所以气相色谱仪的检定工作十分关键，相关单位应高度重視。基于此，本文围绕气相色谱仪检定存在的问题进行分析，对其检定水平的提升对策进行了探讨。

【关键词】气相色谱仪；检定；基线漂移；灵敏度

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.06.012

Experience Study on Improving the Verification Level of Gas Chromatographs

TIAN Zhongwang， HAN Xuedong

（Heze Institute of Product Inspection and Testing， Heze 274000， China）

Abstract： Gas chromatograph， as an important analytical instrument， can provide real and accurate test results for workers. In order to ensure the accuracy and reliability of experimental data， the gas chromatograph should be calibrated regularly to meet the requirements of verification regulation JJG 700—2016 Gas Chromatographs， so as to improve the accuracy and reliability of experimental data of gas chromatograph. However， a large number of practices have found that there are many problems in the verification process of gas chromatograph， which not only reduces the verification level of gas chromatograph， but also affects the orderly development of subsequent experiments. Therefore， the verification work of gas chromatograph is very critical and relevant units should attach great importance to it. Based on this， this paper analyzes the problems existing in the verification of gas chromatograph and discusses the countermeasures to improve its verification level.

Key words： gas chromatographs； verification； baseline drift； sensitivity

随着=科技的发展，气相色谱技术也在不断完善和更新。作为一种重要的分离手段，气相色谱仪不仅能实现物质的纯化制备，还能快速、精准地定量测定物质的组分。因此，其常被应用到环境监测、石油化工等多个领域。而气相色谱仪质量的好坏、计量性能的高低直接影响着后续检测结果，所以在该仪器使用前或使用中，计量检定机构需根据JJG 700—2016《气相色谱仪》检定规程的要求，对气相色谱仪进行检定，来保证气相色谱仪的计量准确性。然而，目前市场推行的气相色谱仪型号众多，仪器的操作界面差异性较大，仪器的配置存在很大差压，这都对检定工作提出了新的挑战。

在此背景下，本文详细分析了气相色谱仪的检定经验，给出了有效的检定技巧和解决检定过程中遇到问题的解决方法。本文的研究成果为气相色谱领域的专业人员和研究者提供了重要的参考依据，并为未来气相色谱仪检定工作的改进和发展奠定了基础。

1.1测定不出峰且仪器灵敏度不足

气相色谱仪之所以出现不出峰的问题，一方面是受气相色谱仪至积分仪电路接线故障的影响，另一方面受FID和FPD检测器火焰熄灭的影响。由于氢气流量太小或过大，检测器火焰容易熄灭，从而会影响到气相色谱仪的检定。同时气路漏气也易导致仪器测定期间不出峰。此外，实际检定过程中气相色谱仪还易出现灵敏度不符合规程的问题。究其原因，一方面是色谱柱安装不合理，使收集极受到污染，另一方面是进样垫出现漏气情况，并且分流比设置较大。这些问题都会导致灵敏度低，甚至会不出峰。

1.2定量重复性差且基线漂移较大

气相色谱仪检定过程中出现定量重复性差的问题，主要是受到微量进样器的影响。如果进样器中存在气泡或出现污垢，极易影响定量检测精度，从而引发此问题。同时若进样口温度较低，无法完全气化样品，也会出现这一问题。而且进样隔垫老化或者漏气也会造成此现象。在检定过程中，检定人员应观察隔垫是否存在碎屑、针孔。如果样品峰、溶剂峰的分离状态不佳，也会导致样品峰的重复性。当系统稳定时间不足，容易出现基线漂移过大。通常情况下，仪器的稳定时间在1小时，ECD检测器的稳定时间相对较长。如果色谱柱出现流失，如老化时间不足，基线会由上向下漂移，超过色谱柱最高使用温度的基线将会由下向上漂移。此外，TCD检测器桥流过高，允许值不符合稳定设定值，也会导致基线由下向上漂移，甚至会烧损检测器。最后气相色谱仪检定过程中还易出现基线噪声过大的问题，原因在于载气流速太大、FID检测器存在积炭、FPD检测器有冷凝水等。

2.1不出峰问题与灵敏度问题的解决措施

针对不出峰问题，检定人员首先要检查微量进样器是否发生堵塞，如果出现堵塞情况应第一时间更换新的进样器。同时气相色谱进样硅胶垫在达到一定进样次数后会出现漏气情况。这是由于其内部压力过大，致使样品由硅胶垫外泄，所以仪器检测不到样品。在实际工作中，检定人员需要查看硅胶垫的情况，如有异常需要及时更换。检查FID检测器是否出现熄火问题，检定人员可将玻璃试管放置在FID检测器的燃烧口处，观察是否有水珠生成。出现水珠则证明点火正常，没有水珠则意味着检测器火焰熄灭。这时候检定人员需要查验氢气、空气气路系统是否漏气，还要使用皂膜流量计检查气体流速有无异常。如果不是气路问题导致，检定人员可增大氢气流速进行点火，着火后再降低氢气流速，直到正常速度。

对于灵敏度不符合规程的问题，如色谱柱安装不合理，检定人员需要重新安装色谱柱，还要做好检查工作；如果收集极受到污染，检定人员需要及时清洗收集极，确保没有样品离子残留，这样可提高检定的精准度；如果是进样垫出现漏气情况，检定人员可及时更换进样垫，平时工作时也要留意观察进样垫有无针孔等情况；如果是受分流比设置较大而影响其灵敏度，检定人员应结合仪器情况合理设置分流比，也可设为不分流。

2.2定量重复性差和基线漂移较大问题的解决措施

在实际工作中，为避免进样器出现气泡或污垢，检定人员在进样前应全面观察仪器，还要做好清洗工作，必要时可调换进样器。如果进样口的温度过低，检定人员可合理控制进样口温度，以防影响定量重复性；如果进样隔垫出现老化或者漏气情况，检定人员需要及时更换；针对溶剂峰和样品峰的分离，检定人员需要降低流速或柱温解决这一问题，必要情况下应及时更换色谱柱。

针对基线漂移过大的问题，检定人员可进行降温处理，还可及时更换色谱柱，如果TCD检测器桥流过高，检定人员可立即降低桥流。至于基线噪声过大，检定人员需要先检查检测器火焰是否熄灭，还要查看检测器喷嘴、收集板有无积炭，还要严格按照说明书要求做好处理。最后检定人员还要对ECD检测器使用高纯氧气或加装脱氧管，再将FPD检测器的温度提高，这样可有效解决基线噪声过大的问题。

3.1强化基线相关指标的控制

由于部分气相色谱仪只针对气体样品，实际操作中只能选择低柱温条件。一些仪器运行过程中还需保持室温，以确保仪器操作的稳定性、有效性。通常情况下，为保证柱温检定工作稳定落实，检定人员应保证其小于老化温度，在此情况下才能更好测定控温精度。在柱系统内常会出现滞留组分，还会残留一些杂质，随着系统温度的升高，滞留组分、杂质容易流出，这在很大程度上会影响基线的稳定，而且低温固定相也易流失。柱系统的结构连接较为复杂，拆换色谱柱时存在一定的难度。所以检定柱温的过程中，检定人员必须保证控温精度，只有做好此工作才能避免上述问题，而仪器检定的质量、效果才会提高。

3.2科学选择载气

由于不同的气体、载体的导热系数都不相同，尤其是氢气、氦气，二者的导热系数远高于其他物质。实际工作中，检定人员可以选择氢气、氦气作为载气。这可确保实验期间仪器的灵敏性良好，同时只有保证载气纯度，提高仪器的灵敏度。结合载气实际特点，如果流量增大，容易降低仪器的灵敏度，所以检定人员应合理选择载气流量，还要确保标准物质有效分离。在实际工作中如果标准物质没有有效分离，与之对应的色谱峰会出现拖尾情况。在此背景下，检定人员应适当降低载气流速，如果分离过程相对较慢，工作人员可以适当提高载气流速。

3.3做好相应仪器的检定工作

检定人员还要多留意柱箱的温度以及保持压力足够稳定。在气相色谱分析中，合理控制温度、压力可以保障分析速度，而样品也能实现良好的分离，检定结果也会更加精准。

为了进一步了解温度的波动，检定人员可以使用绝对表示法，不仅能提高检定结果的精确度，还能确保其清晰、直观。此外，一些气相色谱仪可以直接输出信号，还能将信号数据传递到计算机并进行数据处理。针对这类仪器，检定人员需要采用技术限制，对于存在的信号可以多次科学采样，经过处理最终得以形成。最后为提高检定效果，检定人员还应做好气相色谱仪维护工作，如进样系统的维护。衬管是进样口系统的核心部件，检定人员需要基于样品干净程度定期更换衬管，同时还要结合进样频率合理更换隔垫，更换过程中检定人员应将色谱柱柱箱温度降低。O型环长期处于高温环境，很容易变硬，其密封性也会降低。所以在对气相色谱仪进行检定时，检定人员还要定期更换O型环。对于色谱柱的维护，检定人员在更换新的色谱柱时需要先检测其性能，安装完成后还要结合色谱柱附带的资料进行老化，使用结束后要在柱温降到50℃以下才能关机。

4结束语

综上所述，气相色谱仪的检定工作会受很多因素的影响，检定人员需要理解并消化JJG 700—2016《气相色谱仪》检定规程，对于检定工作遇到的问题也要深入分析，明確问题产生的原因，再进行逐一处理，做好检定工作的总结，这可进一步提高气相色谱仪的检定水平。同时检定人员还要做好仪器和零部件的维护工作，尽量避免气相色谱仪检定规程故障的发生。

总之，气相色谱仪的检定是一个复杂而关键的过程，需要综合考虑多项因素，通过对气相色谱仪检定过程的深入研究和评估，可以为气相色谱仪的高效和可靠的使用提供有力的技术支持。

【参考文献】

[1]郭丽宏.浅析JJG 700—2016《气相色谱仪》检定规程中的操作难点及对策[J].石油工业技术监督，2022，38（8）：26-28，34.

[2]孟雪，赵少雷，赵海波，等.气相色谱仪检定方法要点和注意事项[J].化学分析计量，2022，31（5）：72-77.

[3]张奎，林敏.天然气气相色谱仪检定装置的建立[J].化学分析计量，2022，31（4）：83-87.

[4]孙银合，刘冬梅，李红亮，等.气相色谱仪等仪器检定/校准用标准物质的研制[Z].天津市计量监督检测科学研究院，2021-04-28.

[5]杨经敏，孙丽敏，王杉，等.硫化学发光检测器型气相色谱仪校准方法探讨[J].石油与天然气化工，2018，47（4）：90-93，100.

[6]渠巍，陈召沪，刘政，等.气相色谱仪火焰离子化检测器检出限的不确定度分析[J].中国测试，2017，43（增刊1）：21-23.

[7]曾文平，王晓琴，王伟杰.天然气在线气相色谱仪校准规范的制定[J].石油与天然气化工，2017，46（3）：99-103.

【作者简介】

田忠旺，男，1983年出生，一级注册计量师，研究方向为理化类计量器具的检定、校准。

韩学东，男，1969年出生，高级工程师，研究方向为理化类计量器具的检定、校准。

（编辑：李加鹏）