气相色谱仪器故障排除方法Word格式.docx

气相色谱仪器故障排除方法Word格式.docx

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一般常用下述溶液依次清洗：

5%氢氧化钠水溶液、蒸馏水、丙酮、氯仿，最后用真空泵抽干。

二、检测器的清洗

在色谱仪操作过程中，检测器有时会被流失的固定相及样品中的高沸点成分、易分解或有腐蚀性的物质玷污。

此时应对检测器进行清洗。

清洗时可分三种情况，一种是玷污物质仅限于高沸点成分，通常可将检测器加热到最高使用温度后，再通入载气，即可清除。

第二种情况是检测器仅存在程度较轻的玷污，此时可用蒸汽清洗的方法。

过程是在进样口注入几十微升蒸馏水或丙酮等溶剂，待1~2小时后，检查基线是否平稳即可。

第三种情况是在上述两种简单方法不能解决问题时所采用的彻底清洗方法，此方法要求拆装检测器，同时还要选择适宜的溶剂，即所选择的溶剂，既要能溶解玷污物，又不对检测器造成新的污染和损坏。

此时清洗过后的部件不要直接用手摸。

1、热导检测器（TCD）的清洗

将丙酮、乙醚、十氢萘等溶剂装满检测器的测量池，浸泡一段时间（约20分钟）后倾出，反复进行多次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，可根据玷污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，加热赶去溶剂，将检测器装回到仪器上，再加热通载气冲洗数小时后，即可使用。

2、氢火焰离子化检测器（FID）的清洗

当FID玷污不太严重时，可不必卸下清洗，此时只需要将色谱柱取下，用一根管子将进样口与检测器联接起来，然后通载气将检测器恒温升至120℃以上。

再从进样口中注入20微升左右的蒸馏水，接着再用几十微升乙醇或氟里昂113溶剂进行清洗（用丙酮也可，但应注意，有的色谱仪氢焰室中喷嘴不适宜用丙酮清洗）。

在此温度下保持1~2小时检查基线是否平稳，若仍不理想，可重复上述操作或按下面方法处理。

当玷污比较严重时，须拆下检测器清洗。

方法是先拆下收集极、极化极、喷嘴等，若喷嘴是石英材料制成的，先将其放在水中进行浸泡过夜；

若喷嘴是不锈钢等材料做成，则可与电极等一起，先小心用300~400号细砂纸打磨，再用适当溶剂（如1：

1的甲醇与苯）进行浸泡。

也可用超声波清洗，最后用甲醇洗净，放置于烘箱中烘干。

注意勿用氯仿、二氯甲烷一类的含卤素的溶剂。

以免与聚乙烯材料作用，导致噪声增加。

清洗后的各部件，要用镊子取，勿用手摸。

烘干后装配时也要小心，否则会再度玷污。

装入仪器后，先通载气半小时，再点火升高检测室温度，最好先在120℃保持几小时之后，再升至工作温度。

气相色谱仪器故障排除方法（氢火焰离子化检测器）

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1、点火前不能调零

放大器预热之后，氢焰尚未点燃，基线应能被调节到记录仪的零点，此时改变放大器上的衰减比，基线应无偏离，如果在上述操作中发现，无论怎样调节微电流放大器旋钮，都不能使记录仪上的基线回到零位，则认为是不能调零故障。

点火前不能调零故障的发生原因有以下几个：

接线错误；

离子室绝缘不良；

引线电缆有短路；

微电流放大器损坏；

记录仪故障。

2、点火故障

在色谱仪正常操作的条件下，按动点火器按钮，片刻后应能听到氢氧混合气点燃时的爆鸣声，此时将会观察到基线的偏移。

点火后，用凉爽的玻璃片或表面光亮的金属片等物品放于火焰正上方气路出口处，片刻可观察到玻璃片或金属片表面上水蒸气冷凝的痕迹。

如果出现上述现象，说明仪器点火正常。

如果在点火过程中无上述点燃迹象，应再次尝试点火，若多次点火仍无反应，可认为发生了不能点火故障。

发生不能点火故障的原因有以下几个：

点火组件故障；

点火电源无输出；

点火前后气路配比不当；

漏氢气；

气路中有堵塞；

点火电路连线、接头断路。

不能点火故障具体按下面步骤检查排除：

（1）点火丝发亮状态的检查：

点火丝应呈现较明亮的黄红色，如看到点火丝能点亮，说明点火电路基本正常；

如果点丝毫不反应则说明点火电路有问题，此时应转入（7）作进一步检查。

（2）气路中气流配比检查：

正常点火时应增大氢气流量，适当减少空气流量，载气或尾吹气应调到很小或关死，如各流量操作不对，应进行调整。

（3）氢气漏气检查：

停电后，关闭除氧气以外的各路流量控制阀，用硅橡胶垫或干净的软橡皮头堵住氢火焰离子室喷嘴，并稍向下用力，以阻断从喷嘴流出的氢气，此时氢气一路转子流量计中的转子应慢慢降到零。

如转子不下降或虽然下降但降不到零，则说明氢气一路有漏气，按（4）处理；

如果转子可降为零，转入（5）进行处理。

（4）消除漏气：

试漏，找出漏气点，必要时也可对气路管线分段处理试漏。

找到泄漏处之后应根据具体情况适当处理，详细方法见气路泄漏的检查与排除所述。

在消除氢气漏气故障时有一点需给予注意，那就是载气气路下游的泄漏也会导致氢气气路转子降不到零位，这是由于载气和氢气两路在喷嘴前相互连通的缘故。

（5）气路中有堵塞：

气路堵塞，特别是喷嘴处的气路堵塞，是造成不能点火或点火后又灭的一个常见原因。

排除堵塞方法可见气路部件的清洗部分所述。

（6）气路配比的调整：

不能点火或不易点火往往和点火状态时气路各流量配比有关。

在点火状态时氢气流量应加大几倍，而空气可略微降低，用作载气的氮气应减少甚至关断，在点火后再缓缓增大。

此项调整可反复做几次，直到能点着火为止。

（7）点火组件接触良好性检查。

（8）点火电路输出电压检查：

直接测量点火电源的输出电压是否为额定值，便可知点火电源有否故障。

（9）连线与插头有断路。

（10）检测器接触不良。

3、点火后不能调零

氢火焰离子化检测器在点火前可以将基线调到零点，但点火后却不能将基线调到点火前的位置，这种现象即为点火不能调零故障。

点火后不能调零故障的原因有：

离子室积水；

极化电压接反；

气路、检测器污染；

柱流失严重；

气流调节不当；

基线补偿无作用。

此种故障的排除可按下面步骤进行检查排除：

（1）基线补偿旋钮作用检查：

记下点火后基线偏离的方向，从离子室一侧取下氢焰信号电缆。

此时旋动基线补偿钮后可观察基线补偿偏转方向及大小，正常时基线补偿方向应与信号偏离方向相反，若基线补偿方向与信号偏离方向同向，可考虑改变极化电压极性。

若调基线补偿旋钮后基线无反应、或虽有反应但偏离数值太小，亦应转入（9）处理。

（2）检测器温度检查：

氢焰点火时，离子室的温度必须超过100℃，否则离子室将会累积水分，破坏收集极的绝缘，导致放大器不能调零。

还有一点须注意，即在刚启动色谱仪后，虽然检测器指示已达100℃以上，但离子室距离中心加热体有一段长度，因此尚须多等一段时间待离子室真实温度达到100℃以上，再行点火。

（3）火焰是否太大：

直接观察点火后的氢火焰是否太大、太红，火焰是否已烧到收集板上，若是这样按（4）处理。

（4）气流调节：

调节各气路流量，使火焰变小，必要时设定最佳气流比。

如果用氧气代替空气，需注意适当加大氮气尾吹的流量，以不灭为上限。

调好气路流量比例后观察氢火焰，应以一个微发蓝光或无光的小火焰为宜。

（5）降低柱温后基线可否调零试验：

将色谱柱温度降到室温，观察基线能否调零，如果能够调零，说明柱流失严重。

（6）柱流失严重的处理：

在柱流失严重的情况下，应首先注意此柱是否进行过老化处理，如柱子已经老化，但基线仍不能调零，需考虑改变操作条件或更换新柱。

（7）气路、检测器玷污严重：

严重的气路及检测器玷污，从氢火焰的颜色发红、发黄即可看出，彻底的处理办法是清洗气路和检测器。

气路的污染还有一个重要的原因，就是气源纯度不够，从更换新的过滤、净化器后，基线能重新调零这一点可得到证实。

（8）离子室积水处理：

熄灭氢火焰，并升高离子室温度，待1小时后应能使离子室积水烘干，烘干后再行正常点火操作。

（9）极化电压接反或基线补偿电路故障处理：

在证实极化电压极性接反后，可通过转动极化电压极性开关或重接极化电压引线插头的方法将极性颠倒过来；

在基线补偿电路无作用或作用太小时，需检查基线补偿电位器是否脱焊、滑动头等是否失灵、基线补偿电压值是否正确以及基线补偿电路中有否开路和短路现象。

4、基线不稳故障排除：

在使用氢火焰检测器分析样品时，首先要求色谱仪器要有一个稳定、平直的基线。

为了达到这一点，除了正确选择各种操作条件外，往往还要着手分析和解决引起基线不稳定的各种因素和作用原因。

引起氢火焰检测器基线不稳定的原因是复杂的，至少常见的有以下这些：

（1）气路中氢气、空气和载气的流量配比不适当；

（2）氢火焰离子室受潮，收集极绝缘不良；

（3）色谱柱固定液严重流失；

（4）气源压力太低，气源压力波动；

（5）氢气与空气管路及载气污染或气源不纯；

（6）柱室与检测室温度波动与漂移；

（7）氢火焰离子室喷嘴玷污；

（8）气路系统有漏气；

（9）极化电压不稳定，引起接触不良；

（10）信号电缆接触不良或振动过大；

（11）微电流放大器供电电压太低、高电阻受潮、内部焊点松动；

（12）记录仪不稳定故障、仪器接地不良、电源干扰、仪器周围静电场干扰太大；

（13）衰减器触点或焊点接触不良；

（14）氢火焰离子室出口有强风吹过；

（15）仪器环境空气中尘埃太多。

上面列出了造成氢火焰检测器基线不稳定故障的各种可能原因。

由于原因太多，为了提高检查效率，下面给出了相应的检查步骤：

（1）环境检查：

首先用直观的方法检查仪器所处环境中尘埃是否太多、离子室出口是否有强风吹过、离子室附近是否有强静电场存在，以及仪器工作台是否有强烈振动。

（2）灭火检查：

关闭氢气后，氢火焰熄灭。

此时观察仪器基线记录情况，如果基线记录变好，能走出一较理想的合格基线，则判定为气路故障；

若基线记录仍不合格，说明电路部分（包括检测器电路在内）有故障。

（3）气路配比检查：

气路中氢气流量、空气流量和氮气流量，三者的相对大小对于稳定的火焰来说关系很大。

当火焰不稳定时基流和噪声也就增大；

在各流路流量配比恰当时，可获得最大的灵敏度和理想的基线。

如果调节气路流速比之后，基线无明显好转，或各气路根本调不到最佳，则应转入下步检查，作进一步的了解。

（4）基线漂移与波动检查：

检查基线不稳定性的表现，是单纯性的基线漂移与波动，还是其它噪声表现形式，若属于前者转入（5），属于后者转入（14），按基线噪声故障处理。

（5）证实进样后组分峰是否出完。

（6）高沸点组分的消除：

当有些组分在柱中保留时间太长，影响后面正常进样时，可采取气路反吹的方法消除。

气路反吹时间至少不少于原进样出峰时间。

另一种方法是适当加快流速和提高柱温，让高沸点组分尽快逸出，以缩短进样周期。

（7）温控变化趋势检查：

分别观察检测柱室温度与检测器温度的变化。

检测中应特别注意柱室与检测器的温度变化趋势是否和基线漂移趋势相同，核对两者周期是否一致。

如两者有同步现象，则是温控系统故障；

如温度没有可观察到的变化，或者虽然有变化，但是与基线漂移不同步，则应进行（9）的检查。

（8）温控系统故障：

温控精度下降现象属于温控系统中的一个典型故障。

（9）系统漏气检查。

（10）系统漏气修理。

（11）气源压力太小及波动检查。

（12）换气源及增加气阻：

调节空气和氢气流量在最佳状态。

（13）离子室、喷嘴冷凝：

在离子室温度低于柱温或冷凝物的沸点时，有可能造成样品中的高沸点物或水蒸气在离子室，特别是喷嘴中冷凝。

这时应考虑升高离子室温度以消除这种冷凝现象。

（14）降低柱温观察基线稳定性：

由于色谱柱中固定相的流失与柱温下降是指数关系，因此如果固定相流失大，则应降低柱温其值将大幅度下降。

用这种方法可以较快地判定是否柱流失过大。

（15）固定相流失大的处理：

首先需考虑固定液允许使用的最高温度，如果此值很接近所用柱温，那么使用时势必有流失过大的现象；

如果此时仍必须使用，则应在低灵敏挡进行；

如分析方法允许，可采取其它种类色谱柱。

柱流失的另一常见原因是柱子没有充分老化，如果升温老化柱子一段时间后，基线趋于稳定则证实是此种原因。

当柱子使用中不慎发生损坏时，需更换新的色谱柱。

（16）火焰颜色检查：

挡住周围的强光仔细观察喷嘴处氢火焰的颜色。

正常时火焰应呈浅蓝色或看不到，如果火焰处有明显的色彩，如黄色、红色或跳动的亮点，则认为火焰有玷污。

（17）关断氮气，观察噪声：

在用氮气作载气时，切断氮气流量调节阀，暂时使载气流量降到零，如果是用氮气作辅助气（也称尾吹气），则关死辅助气控制阀。

此后观察基线稳定性能否变好，如变好则证明氮气气路有污染。

（18）氮气气路污染：

氮气气路污染，包括氮气不纯和整个管路被污染。

如果氮气气源不纯，可以更换新的过滤净化器（如分子筛）之后，基线短时期内稳定这一点而加证实。

如更换过滤净化器之后，基线噪声消失，需考虑更换无污染的氮气气源；

如果更换过滤净化器之扣基线噪声无变化，需考虑管路被污染。

通常在用氮气作载气时，需首先考虑柱子到离子室之间的管路。

当然柱前气路也可能被污染，区别两者的一个方法是仔细观察基线噪声的形态，如果在基线上夹有出峰状的不规则干扰应考虑为柱前污染，如果无出峰状干扰则考虑为柱后污染。

对污染的气路要及时进行清洗。

（19）空气、氢气污染处理：

如果空气和氢气气路污染，也会影响氢火焰的基线稳定性。

证实并区别氢气和空气哪一路污染的方法，是固定氮气，逐渐增加和减少氢气并观察是否有一最大基流出现。

如果氢气增大后一直没有最大基流存在，即随着氢气增大，基流一直单方向上升，则可认为是氢气气路污染；

否则就认为是空气气路有污染发生。

判别气路污染是由于气源不纯还是由于气路管道不洁所造成的，可用更换过滤净化器后基线的噪声变化情况而实现。

如在更换过滤净化器之后，基线有短期处于稳定，则说明过滤器之后的管路没有污染，污染发生于气源或过滤器之前的管路。

此时需考虑更换气源及清洗前面管路。

如更换过滤器之后不起作用，则需要对氢气或空气管路进行清洗了。

（20）喷嘴玷污：

一般说来除了柱大量流出物会明显改变火焰颜色外，能够改变火焰颜色的就是喷嘴处玷污了。

当喷嘴表面有有机物覆盖时，火焰一点燃，就会受到其影响。

这时可拆下离子室外罩，单独用乙醇清洗喷嘴，必要时可拆下喷嘴组件在乙醇中浸泡几分钟，再用毛刷或绸布轻擦，用热风吹干后装回原处。

此时应注意三点：

一是不要再用手触摸喷嘴表面，使其再度污染；

二是装回时要更换一个适当的密封垫片，而且装完后用干净橡皮堵住出口进行试漏；

三是安装喷嘴时，扳手一定不要碰到喷嘴，否则喷嘴易碰碎或根部碰裂，造成漏气！

（21）气路配比不佳：

经证实气路配比与理想值之间有很大偏差时就应当认为气路流量没调好。

另一种异常现象需引起注意，即当进行气路配比调节时，总是不能使调节值达到要求的情况，比如调氮气找不到基流峰值，调空气找不到饱和点等异常现象，此时需考虑气路有污染，应转入（14）的检查。

（22）电路、检测器不稳故障检查与故障排除。

（23）环境条件的改善：

当发现色谱仪周围环境有异常时，应采取相应措施逐个排除之。

如发现室内尘埃太多，应寻找产生尘埃的设备并设法隔离之。

当离子室出口有强风吹过时，应关闭门窗、鼓风机或移动色谱仪的位置。

为了防止静电干扰，尤其是工作人员衣着带电的干扰，应换用不易产生静电的工作服或注意不靠近离子室出口。

工作台的强烈振动一般都是由于使用木制桌子所造成的。

有条件的地方最把色谱仪安放到水泥工作台上进行操作。

气相色谱仪器故障排除方法（定量重复性差）

120 

引起定量不重复的原因是多方面的，一般可以归结为两大类：

一类为单纯性灵敏度变化型，即除了定量重复性不合格外，其它指标未发现异常；

另一类为伴随性灵敏度变化型，即除灵敏度变化之外还伴随有其它异常现象出现，包括基线不稳定性、峰保留时间变化及产生峰形畸变等异常现象。

属于第一类型故障的原因，主要是：

进样技术不佳，注射器有堵漏，样品制备不均匀，进样口污染物堆积以及气路存在漏气现象等。

属于第二类型故障的原因，主要是：

载气流量变化，检测器玷污、过载，柱温变化以及检测器操作条件（如氢气、极化电压、脉冲电压等）发生变化。

考虑到各种故障产生可能性的大小以及故障鉴别的方便性，制定出下述检测方案：

（1）进样技术检查：

进样技术不佳是造成色谱峰不重复的最可能原因。

它通常表现为峰高/峰面积忽大忽小，峰高/峰面积大小变化无规则。

提高进样重复性的关键，在于始终保持进样操作各个步骤的重复性。

这包括取样操作，取样到进样期间的空闲时间，进针快慢及拔出注射器的早晚。

通常操作人员在经过较多地进样重复性训练之后，可以达到所需的要求。

（2）注射器检查：

操作人员进样技术提高后，色谱峰灵敏度仍然无显著改观，需认真检查注射器本身是否有堵塞或泄漏现象。

必要时更换一个好的注射器重新进样试验。

（3）样品均匀性检查：

制备的样品在样品瓶中混合不均匀或每次取样时注射器对样品产生玷污以及样品挥发等都会影响出峰灵敏度的重复性（不能漏过此项检查）。

定量不重复由上述三种原因引起的可能性很大，而且都和进样操作密切相关，因此可一起进行检查。

只有在上述检查后无异常发现时才转入接下的检查步骤。

（4）伴随现象观察：

在检查灵敏度情况的同时注意是否有下述异常现象发生，包括基线是否稳定，出峰保留时间是否重复，峰形是否有畸变三种情况，如果出现其中一种，应先按所出现的故障进行排除，再重新进行定量重复性测试。

没发现伴随异常现象时，应转入下面的检查步骤。

（5）进样口污染及系统漏气检查：

关断桥电流（对TCD而言）后，取下进样口隔垫，观察进样口内是否有污染或堆积物，如果有，需进行清除和清洗。

清洗完毕装上隔垫后需对气路系统进行试漏：

堵住检测器出口，观察转子流量计中的转子应能下降为零，否则说明气路有泄漏。

在确信进样口无严重污染及气路无漏气的情况下进行（6）的检查。

（6）特种原因检查：

对有些检测器而言，某些原因所伴随的故障异常不太明显，易被忽略掉，因此应按照此项进行检查，以便不漏过可能发生故障的因素。

a）对FID来说，极化电压较低及氢气流量不稳，有可能导致灵敏度变化而无其它明显异常。

对此可首先测试极化电压大小以确定极化电压是否太低，过低的极化电压以及无极化电压都属于故障。

正常时极化电压为150~300V。

如极化电压正常，则应转入放大器的灵敏档观察氢焰基始电流的变动情况，在氢气流不稳定时基流应能呈现出摆动和漂移现象。

b）对于任何检测器，样品中的某些组分在检测器中逐渐冷凝并累积，将会影响下一次进样后的灵敏度，情况严重时还会造成气路堵塞。

通常的解决方法也是适当提高检测器的温度，以减少或消除样品室的冷凝现象

气相色谱气体供给系统简介

21世纪精细化工网 

70 

2006-6-15

1、气体

①载气气相色谱是以气体做流动相的色谱分离过程。

用于气相色谱载气的气体必须满足下列要求：

化学惰性；

粘度小，传质速度快；

纯气易于得到，价格相对便宜；

适于检测器。

常用作载气的气体有：

氢气，氦气，氮气，氩气等。

②检测器用气气相色谱所用的一些火焰型检测器需要氢气做燃烧气，空气做助燃气。

③阀驱动气气相色谱仪若配备有自动阀系统，需供给阀驱动气，一般用压力0.5Mpa左右的空气.

2、气源气相色谱目前常用的气源主要是钢瓶气和气体发生器

3、气体传输管线和接头气体传输管线一般使用经过特殊处理的不锈钢管线或铜管线，这些金属管线渗气性小，结实耐用，一般不用渗气性强的塑料管线。

管线内径大小应根据供应多少台气相色谱仪来进行合理的配置。

管线接头使用密封性好的专用接头。

4、气体压力流量控制气体压力和流量的控制主要有两种方式：

①手动调节的减压阀、稳压稳流阀、气阻等；

②电子控制（压敏元件）的压力流量调节器、气阻等。

色谱理论 

、色谱基本技术和理论

jessie 

本站原创 

799 

2006-5-10

关于保留时间的理论

保留时间是样品从进入色谱柱到流出色谱柱所需要的时间，不同的物质在不同的色谱柱上以不同的流动相洗脱会有不同的保留时间，因此保留时间是色谱分析法比较重要的参数之一。

保留时间由物质在色谱中的分配系数决定：

tR=t0（1+KVs/Vm） 

式中tR表示某物质的保留时间，t0是色谱系统的死时间，即流动相进入色谱柱到流出色谱柱的时间，这个时间由色谱柱的孔隙、流动相的流速等因素决定。

K为分配系数，VsVm表示固定相和流动相的体积。

这个公式又叫做色谱过程方程，是色谱学最基本的公式之一。

在薄层色谱中没有样品进入和流出固定相的过程，因此人们用比移值标示物质的色谱行为。

比移值是一个与保留时间相对应的概念，它是样品点在色谱过程中移动的距离与流动相前沿移动距离的比值。

与保留时间一样，比移值也由物质在色谱中的分配系数决定：

R_f=\frac{V_m}{V_m+KV_s}

其中Rf是比移值，K表示色谱分配系数，VsVm表示固定相和流动相的体积。

基于热力学的塔板理论

塔板理论是色谱学的基础理论，塔板理论将色谱柱看作一个分馏塔，待分离组分在分馏塔的塔板间移动，在每一个塔板内组分分子在固定相和流动相之间形成平衡，随着流动相的流动，组分分子不断从一个塔板移动到下一个塔板，并不断形成新的平衡。

一个色谱柱的塔板数越多，则其分离效果就越好。

根据塔板理论，待分离组分流出色谱柱时的浓度沿时间呈现二项式分布，当色谱柱的塔板数很高的时候，二项式分布