檢定/校準氣相色譜儀檢測器的常見問題及解決辦法

王蔚

（新疆維吾爾自治區計量測試研究院，新疆 烏魯木齊 830011）

氣相色譜儀是一種對可氣化的混合物進行分離、鑒定的常見儀器，廣泛應用于食品檢驗、衛生檢疫、環境監測、化工產品質量控制、油品分析、煙酒成份分析、司法檢驗等領域。實際檢定過程中，其主要的檢定內容是測試各種檢測器的性能。《JJG700-1999氣相色譜儀檢定規程》給出了檢定TCD、FID、FPD、ECD、NPD五種常見檢測器性能的測試條件一覽表。

一、氫火焰離子化檢測器（FID）——廣泛應用的通用型氣相色譜檢測器

檢定中常見問題如：a.點火失敗。可先開氫氣及尾吹氣，關閉空氣，待用點火槍或打火機點燃后再逐漸將空氣調至正常流量。若還不能點著，可能為噴嘴堵塞，需按儀器使用說明書要求進行清洗。常見判斷火焰是否點著的方法為用金屬件靠近FID檢測器頂端出口處，觀察金屬件上是否有水蒸汽。此方法有時失靈，有一趣例：新疆某地空氣干燥，“點火、觀察金屬件”試了許多次，仍未見水蒸汽，后進一樣品出信號，從而證明檢測器已點著。b.檢測限超差的誤判。北分瑞利公司某機型儀器進行常量氣體分析，量程設置為“10”，檢測限高出合格限。將量程由“10”調至最靈敏檔“12”，檢測限合格。東西電子公司的FID檢測器也存在同樣的問題，需要將高阻檔設置為最靈敏檔“10”，才能得到合格的檢出限。c.另一常見問題為用正十六烷在多種國產儀器上出峰峰面積值很大，但測試安捷倫某機型儀器時卻發現峰面積只有幾十到一百多，實際上為計量單位不同所致。國產儀器峰面積大多為uV·s，而后者單位為pA·s，且其噪聲同樣特別小，只有零點零幾個皮安，經計算檢測限合格。

二、熱導池檢測器（TCD）——一種通用型的檢測器

常見問題有：a.噪聲超差。有一例為：島津公司某機型儀器基線噪聲非常大，經檢查儀器的接線后發現為儀器搬動到新位置后未接地線所至。良好接地后，噪聲水平恢復正常。b.靈敏度超差。北分瑞利某型號氣相色譜儀TCD靈敏度超差。檢定人員與儀器操作人員溝通后得知，此儀器用于分析常量氣體組分，因而將靈敏度設置在了較低檔，將量程由原“0.5”檔調到“0.05”檔后再經測試，靈敏度合格。

三、火焰光度檢測器（FPD）亦稱硫磷檢測器，是檢測含硫、磷化合物的選擇性檢測器

需注意一般用戶常使用此檢測器檢測含磷類農藥，如果測含硫化合物須更換相應的濾光片，某些機型還配有測Sn濾光片。火焰光度檢測器實際上是用光電倍增光檢測化合物燃燒后發出的光中某波長的發光強度，因而同其他分光光度儀器、濾光檢測儀器類似，不應有強光直接照射在該檢測器上，否則會產生較大的靜態噪聲，縮短其使用壽命。此種檢測器除需清洗火焰噴嘴部分外，還應注意清洗光路部分。過高的檢測器溫度會縮短光電倍增管的使用壽命。

以下為某次檢定島津公司GC-2010型儀器的FPD檢測器的測試條件：進樣口250℃，柱箱210℃，檢測器280℃，此次檢定獲得了較滿意的結果。

四、電子俘獲檢測器（ECD）

此種檢測器主要特點為怕水、怕氧氣，需高純度（99.999%）的載氣，而且常需設定至較高的溫度（300～320℃），老化兩小時以上待基流穩定后使用。色譜柱及檢測器如果常期未使用，需要老化一天左右時間，然后再加電流使用。否則色譜柱上解吸的重組分會將檢測器污染，使測量重復性變差，而載氣中的微量氧會減少其使用壽命。待輸出信號降至較低水平時，才能測得較好的結果。

以下為某次檢定島津公司GC-2010型色譜儀的ECD檢測器的測試條件：進樣口230℃，柱箱210℃，檢測器320℃，電流設為1.00nA（2.00nA 的靈敏度太高），此次檢定獲得了較滿意的結果。另有一例：東西電子公司某型號氣相色譜儀的ECD檢測器長期未使用，老化一天之后，檢測器才出現基流，進樣品出峰。

另外需注意氧氣、水會對高溫下的ECD檢測器造成損壞，儀器應配備不間斷電源，防止突然斷電后，造成空氣擴散進檢測器中，使檢測器損壞。

五、氮磷檢測器（NPD），亦稱熱離子檢測器（TID），島津公司稱為FTD

此檢測器用于含N和P的化合物的專屬性高靈敏度的檢測，含有銣珠，不是非常穩定，較難調試。銣珠位置固定后，不要輕易動。工作電流越大，銣珠使用壽命越短，但其靈敏度越高。應試進樣品，算出檢測限看是否符合要求，再決定工作電流的大小。開機后須按儀器說明書要求，逐步加大電流。電流加得速度越快，銣珠使用壽命越短，應讓其慢慢地增加到工作電流。待穩定較長時間后，才能得到較好的測量重復性。

以下為某次檢定島津公司GC-2010型儀器的FTD檢測器的測試條件：進樣口230℃，柱箱210℃，檢測器320℃，電流2.00pA，此次檢定獲得了較滿意的結果。

各種檢測器最常見的問題為檢測器被污染、襯管臟及色譜柱吸附的重組分緩慢解吸，這時需要按儀器說明書要求進行維護甚至更換配件。獲得一個令人滿意的檢測限及定量重復性，除了檢測器本身存在的問題之外，還經常與其他一些因素有關。例如：某次測試ECD發現，定量重復性特別差，相鄰兩次測量的峰面積甚至相差一個數量級。后發現檢測器端毛細管柱長度不符合要求，但更改至指定長度后測試結果仍然較差。從儀器接線、氣體流路一步步排查，最終發現是由于襯管過臟所至，更換新的襯管及石英棉后，檢定結果合格。

[1]《JJG700-1999氣相色譜儀檢定規程》.北京：中國計量出版社.

[2]艾明澤，肖哲.計量檢測人員培訓教材-12分冊-化學計量[M].北京：中國計量出版社，2007.

[3]孫鳳霞.儀器分析[M].北京：化學工業出版社，2004，241.

[4]吳方迪，張慶合.色譜儀器維護與故障排除[M].2008，第二版，274～275.