氣譜操作、維護(hù)培訓(xùn)

氣相色譜簡單故障

判斷與維修

陳逸

2015.9

一、氣相色譜維修維護(hù)經(jīng)驗二、氫焰系統(tǒng)常見故障的判斷和檢查三、毛細(xì)管柱常見問題的解決四、其它方面一、氣相色譜維修維護(hù)經(jīng)驗

要分析和判斷色譜儀的故障所在，就必須要熟悉氣相色譜的流程和氣、電路這兩大系統(tǒng)，特別是構(gòu)成這兩個系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)、功能。色譜儀的故障是多種多樣的，而且某一故障產(chǎn)生的原因也是多方面的，必須采用部分檢查的方法，即排除法，才可能縮小故障的范圍。對于氣路系統(tǒng)出的故障，不外乎是各種氣體（特別是載氣）有漏氣的現(xiàn)象、氣體不好、氣體穩(wěn)壓穩(wěn)流不好等等，氣路產(chǎn)生的“鬼峰”和峰的丟失較為普遍。另外，色譜柱的“老化”過程沒有充分或柱溫過高，產(chǎn)生的“液相遺失”等“鬼峰”也會頻頻出現(xiàn)。

所以，首先應(yīng)該解決氣路問題，若氣路無問題，則看電路問題，色譜氣路上的故障，分析工作者可以找出并排除，電路系統(tǒng)的故障，一般是溫度控制系統(tǒng)的故障和檢測放大系統(tǒng)的故障，當(dāng)然不排除供給各系統(tǒng)的電源的故障。溫控系統(tǒng)（包括柱溫、檢測器溫控、進(jìn)樣器溫控）的主回路由可控硅和加熱絲所組成，可控硅導(dǎo)通角的變化，使加熱功率變化，而使溫度變化（恒定或不恒定）。而控制可控硅導(dǎo)通角變化的是輔回路（或稱控溫電路），包括鉑電阻（熱敏元件）和線性集成電路等等。

由上所述可知，若是溫控系統(tǒng)的毛病，則應(yīng)首先要檢查可控硅是否壞，加熱絲是否壞（斷或短路），鉑電阻是否壞（斷或短路）或是否接觸不良。其次檢查輔回路的其它電子部件。放大系統(tǒng)常見故障是離子訊號線受潮或斷開、高阻開關(guān)（即靈敏度選擇）受潮、集成運算放大器性能變差或壞等等。

色譜故障的排除既要做到局部又要考慮到整體，有“果”必有“因”，弄清線路的走向，逐步排除產(chǎn)生“果”（故障）的“因”，把故障范圍縮小。例如：若出現(xiàn)基線不停的抖動或基線噪音很大時，可先將放大器的訊號輸入線斷開，觀察基線情況，如果恢復(fù)正常，則說明故障不在放大器和處理機(jī)（或記錄儀），而在氣路部分或溫度控制單元；反之，則說明故障發(fā)生在放大器、記錄儀（或處理機(jī)）等單元上。這種部分排除的檢查故障方法，在實際中是非常有用的。

二、氫焰系統(tǒng)常見故障的判斷和檢查

FID（氫焰檢測器）的靈敏度高、死體積小、響應(yīng)快、線性范圍廣，能有效地與毛細(xì)柱聯(lián)用，成為目前對有機(jī)物微量分析應(yīng)用最廣的檢測器。FID檢測系統(tǒng)主要由檢測器、檢測電路（放大器）和氣路三大部分組成，當(dāng)發(fā)生故障或分析譜圖不正常時，應(yīng)首先判斷區(qū)分問題是出在哪一部分。

FID系統(tǒng)常見不正常情況不能點火---問題主要出在氣路或檢測器；基流很大---問題主要出在氣路或檢測器；噪音很大---氣路、檢測器和電路出問題都有可能；靈敏度明顯降低---氣路、檢測器和電路不正常都有可能；不出峰---氣路、檢測器、電路不正常都有可能；色譜峰形不正常---進(jìn)樣器、氣路、檢測器為主要檢查對象；基線漂移嚴(yán)重---氣路、檢測器都有可能；有時有訊號，有時無訊號---問題主要出在電路上。

通過以上說明，大家可以發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ID異常故障的緣由無非就是以下這三種情況:1、氣路故障2、檢測器故障3、電路故障檢查氣路檢查H2（氫氣）、N2（氮氣）、AIR（空氣）流量是否正常，空氣流量太小和噴嘴嚴(yán)重漏氣就會引起較大的爆鳴聲而不能點火；氫氣太小，氮氣太大會使點火困難和容易熄火；噴嘴漏氣，色譜柱漏氣不僅會使點火困難，也會導(dǎo)致靈敏度降低，甚至不出峰；氫氣與氮氣流量比將明顯影響靈敏度；氫氣流量太大也會造成噪音變大；氣路系統(tǒng)不干凈，包括進(jìn)樣器污染，檢測器污染或色譜柱沒有充分老化都會引起基流、噪音較大和基線漂移。在點火時請注意基流大小：在點火前，放大器基線位置盡可能調(diào)在記錄儀零位及附近，在不旋動調(diào)零電位器的條件下，點火后，記錄筆偏離零位的距離可指示基流大小，可改變記錄儀量程或放大器衰減倍數(shù)來確定，一般來說，點火后H2氣調(diào)回正常工作值時，基流偏離小于1mV，說明系統(tǒng)十分干凈，基流小于10mV，一般還能使用，若基流大于幾十mV，就說明系統(tǒng)污染比較嚴(yán)重，這時噪音、漂移都很大，儀器穩(wěn)定時間也較長。檢查是哪部分受到污染的簡單方法，就是分別單獨將某一部分的工作溫度升高，若基流明顯變大，該部分就污染嚴(yán)重。氣路（包括進(jìn)樣器）中的堵塞和漏氣，往往會引出峰不正常；進(jìn)樣器中襯管沒有壓平也會破壞正常峰形。檢查檢測器檢查噴嘴是否漏氣，這將影響點火、靈敏度、峰形和基線漂移；檢查極化極與噴嘴的象對位置是否正確：噴嘴口高于極化極圈平面，靈敏度明顯下降，這往往是裝色譜柱管時柱管將石英噴嘴頂上去所致，象反噴嘴口低于極化極圈平面或極化極與噴嘴象碰，噪音會增大；檢查收集極絕緣是否良好，若收集極絕緣不良，則噪音會很大，基線不穩(wěn)定，漂移嚴(yán)重；收集極離子流訊號線接觸不良或斷線就會造成不出峰；檢測器是否污染，可用升溫看基流變化大小來確定。清除污染的辦法就是拆洗零部件和進(jìn)行高溫老化。

檢查電路儀器在不點火并拔去收集極插頭時走基線就可判斷和檢查放大器是否正常，光是走放大器基線，一般正常情況應(yīng)該是噪音小于5uv，漂移應(yīng)小于10uv/0.5u。有條件的話，可給放大器輸入一個微電流，即用一節(jié)電池串聯(lián)一個109Ω高阻接到放大器輸入端（收集極離子線插頭端），電池另一端接地，放大器增益于109Ω檔，輸出應(yīng)有100mv左右，若放大器增益于108Ω檔，輸出應(yīng)有10mv左右，這就說明放大器工作正常，在沒有高阻的情況下，用于指輕觸放大器輸入端，端出應(yīng)出現(xiàn)一個很大的信號，這是最簡單粗略地判斷放大器是否正常的方法。如果上述檢查不正常，則要對電路進(jìn)一步檢查，高阻切換繼電器和AD549集成運算放大器接線的假焊虛焊常常會引起放大器失常，可用小烙鐵在各點焊處逐一燙焊來加以判斷檢查。放大器屏蔽鐵盒內(nèi)電路（主要是高阻）受到潮氣將嚴(yán)重導(dǎo)致噪音增加；收集極離子訊號線芯線較細(xì)容易碰斷，往往造成訊號不通和不出峰；極化極對地電壓（極化電壓）一般在220V-230V(有些產(chǎn)品設(shè)計為250V-300V)給出極化電壓的高壓穩(wěn)壓管損壞就會FID極化電壓不正常，從而導(dǎo)致不出峰或色譜峰畸形，使用萬用表測量極化極對地的直流電壓就可檢查出極化電壓是否正常。噪音的產(chǎn)生有時也會來自給出極化電壓的高壓穩(wěn)壓二極管，判斷方法是去掉220-230V極化點壓，看噪音是否消除或減小，除了更換高壓穩(wěn)壓二極管外，在極化電壓230V上串接一個300KΩ電阻，極化極對地再接一個0.33uf/400V電容，也可有效地濾掉來自高壓穩(wěn)壓二極管的噪音。如果放大器有輸出，但調(diào)零不起作用，則毛病肯定出在調(diào)零電位器或相應(yīng)的連接線上。三、毛細(xì)管柱常見問題的解決一、峰丟失

可能的原因及應(yīng)采用的排除方法

1.注射器有毛病，用新注射器驗證。

2.未接入檢測器，或檢測器不起作用，檢查設(shè)定值

3.進(jìn)樣溫度太低，檢查溫度，并根據(jù)需要調(diào)整

4.柱箱溫度太低，檢查溫度，并根據(jù)需要調(diào)整

5.無載氣流，檢查壓力調(diào)節(jié)器，并檢查泄漏，驗證柱進(jìn)品流速

6.柱斷裂，如果柱斷裂是在柱進(jìn)口端或檢測器末端，是可以補救的，切去柱斷裂部分，重新安裝

二、前沿峰

1.柱超載，減少進(jìn)樣量

2.兩個化合物共洗脫，提高靈敏度和減少進(jìn)樣量，使溫度降低10-20度，以使峰分開

3.樣品冷凝，檢查進(jìn)樣口和柱溫，如有必要可升溫

4.樣品分解，采用失活化進(jìn)樣器襯管或調(diào)低進(jìn)樣器溫度三、拖尾峰

1.進(jìn)樣器襯套或柱吸附活性樣品：更換襯套。如不能解決問題，就將柱進(jìn)氣端去掉1~2圈，再重新安裝

2.柱或進(jìn)樣器溫度太低：升溫（不要超過柱最高溫度）。進(jìn)樣器溫度應(yīng)比樣品最高沸點高25度

3.兩個化合物共洗脫：提高靈敏度，減少進(jìn)樣量，使溫度降低10~20度，以使峰分開

4.柱損壞：更換柱

5.柱污染：從柱進(jìn)口端去掉1~2圈，再重新安裝

四、只有溶劑峰

1.注射器有毛病：用新注射器驗證。

2.不正確的載氣流速（太低）：檢查流速，如有必要，調(diào)整之

3.樣品太?。鹤⑷胍阎獦悠芬缘贸隽己媒Y(jié)果。如果結(jié)果很好，就提高靈敏度或加大注入量。

4.柱箱溫度過高：檢查溫度，并根據(jù)需要調(diào)整

5.柱不能從溶劑峰中解析出組分：將柱更換成較厚涂層或不同極性

6.載氣泄漏：檢查泄漏處（用肥皂水）

7.樣品被柱或進(jìn)樣器襯套吸附：更換襯套。如不能解決問題，就從柱進(jìn)口端去掉1~2圈，并重新安裝

五、寬溶劑峰

1.由于柱安裝不當(dāng)，在進(jìn)樣口產(chǎn)生死體積：重新安裝柱。

2.進(jìn)樣技術(shù)差（進(jìn)樣太慢）：采用快速平穩(wěn)進(jìn)樣技術(shù)。

3.進(jìn)樣器溫度太低：提高進(jìn)樣器溫度。

4.樣品溶劑與檢測相互影響（二氯甲烷/ECD）：更換樣品溶劑。

5.柱內(nèi)殘留樣品溶劑：更換樣品溶劑

6.隔墊清洗不當(dāng)：調(diào)整或清洗

7.分流比不正確（分流排氣流速不足）：調(diào)整流速

六、假峰

1.柱吸附樣品，隨后解吸：更換襯管，如不能解決問題，就從柱進(jìn)樣口端去掉1~2圈，再重新安裝。

2.注射器污染：用新注射器及干凈的溶劑試一試，如假峰消失，就將注射器沖洗幾次。

3.樣品量太大：減少進(jìn)樣量。

4.進(jìn)樣技術(shù)差（進(jìn)樣太慢：采用快速平穩(wěn)的進(jìn)樣技術(shù)

七、基線不規(guī)則或不穩(wěn)定

1.柱流失或污染：更換襯套。如不能解決問題，就從柱進(jìn)口端去掉1~2圈，并重新安裝。

2.檢測器或進(jìn)樣器污染：清洗檢測器和進(jìn)樣器

3.載氣泄漏：更換隔墊，檢查柱泄漏。

4.載氣控制不協(xié)調(diào)：檢查載所源壓力是否充足。如壓力≤500psi，請更換氣瓶。

5.載氣有雜質(zhì)或氣路污染：更換氣瓶，使用載氣凈化裝置清潔金屬管。

6.載氣流速不在儀器最大/最小限定范圍之內(nèi)（包括FID用氫氣和空氣）：測量流速，并根據(jù)使用手冊技術(shù)指標(biāo)，予以驗證。

7.檢測器出毛病：參照儀器使用手冊進(jìn)行檢查。

8.進(jìn)樣器隔墊流失：老化或更換隔墊

八、同一根柱保留時間長短不一

1.柱溫太低或太高，檢查并調(diào)整柱溫。

2.載氣流速太低或太高，在柱出口處用適當(dāng)?shù)模?jīng)標(biāo)定氣源測量流速。

3.樣品器隔墊或柱泄漏，如必要，請檢查并修復(fù)。

4.柱污染或損壞，重新老化或更換柱

5.樣品超載，減少樣品進(jìn)樣量。

6.記錄儀出毛病，檢查記錄儀。

7.載氣控制不協(xié)調(diào)，檢查載氣源，看壓力是否足夠。如壓力≤500psi，請更換。

四、其它方面符號TCDFID檢測方法物理常數(shù)法氣相電離法工作原理熱導(dǎo)率差異火焰電離類型濃度型通用型非破壞性質(zhì)量型準(zhǔn)通用型破壞性靈敏度≥2500mv.ml/mg≤10-11g/s線形范圍≥104≥106應(yīng)用范圍所有化合物有機(jī)化合物檢測器點不著火的原因無氫氣（氧氣）供應(yīng)或氫氣（氧氣）壓力過低三氣設(shè)置比例不合適尾吹流量設(shè)置過大，導(dǎo)致檢測器里面氫濃度過低柱流速（填充柱）過大，導(dǎo)致進(jìn)入檢測器內(nèi)的氫氣濃度降低噴嘴堵塞點火線圈壞（安捷倫）檢測器密封不好，主要在于噴嘴和石墨壓環(huán)兩處密封點相應(yīng)對策檢查氫氣（氧氣）供應(yīng)源頭是否有壓力，管路是否漏氣三氣比例不能失調(diào)合理設(shè)置尾吹流量，點火困難時應(yīng)適當(dāng)降低尾吹流量柱流速多大點火困難時，可適當(dāng)升高氫氣和氧氣的流量，或?qū)⒅髁窟m當(dāng)降低拆下疏通噴嘴或更換更換點火線圈檢查檢測器的密封狀況，尤其是石墨壓環(huán)和噴嘴處本組氣譜出現(xiàn)的故障匯總無基線——信號線接觸不良不出峰——無載氣、熄火點火不著——無助燃?xì)?、氫氣關(guān)閉、尾吹過大（質(zhì)—101—11，分析石油苯氣譜）出峰時間滯后——載氣壓力被調(diào)、氣墊漏氣溶劑峰變寬，出峰滯后——分流口堵塞（質(zhì)—101—03，分析四級氯化氣譜）出峰異常，環(huán)氧、縮甘峰重疊——玻璃襯管臟（質(zhì)—101—07，分析環(huán)氧水層氣譜）安捷倫點火不著——點火線圈壞出峰不高——漏氣、放大器壞（打丙酮，若正常，靈敏度為“1”和“0”應(yīng)當(dāng)均為平頭峰）安捷倫工作站打不開——在線、離線最小化關(guān)閉氣化室溫度呈“-5”，數(shù)字連續(xù)跳躍——氣化室內(nèi)鉑電阻壞（質(zhì)—101—07氣譜）放大器被燒——點火槍放在收集極內(nèi)部點火，導(dǎo)致短路被燒本組氣譜使用條件質(zhì)—101—06氣譜分析氯苯中控、二氯成品柱子型號：ZB—17010.25×30

mm

×0.25μm

氯苯中控分析條件如下：柱溫：80℃保持0.5min，以20℃/min的速度升至230℃，保持3min；檢測室240℃；汽化室240℃；載氣（N2）：80kPa；氫氣：50kPa；空氣：50kPa；靈敏度:1；極性：1；分流/不分流：分流；進(jìn)樣量：0.2μl。二氯成品分析條件如下：120℃恒溫靈敏度:0其余條件同氯苯中控質(zhì)—101—03氣譜分析四級氯化、塔釜柱子型號：ZB—17010.25×30

mm

×0.25μm分析條件如下：柱溫：80℃保持0.5min，以20℃/min的速度升至235℃，保持3min；檢測室250℃；汽化室240℃；載氣（N2）：總壓200kPa，分壓100kPa；氫氣：50kPa；空氣：50kPa；靈敏度:0；極性：2；分流/不分流：分流；進(jìn)樣量：0.2μl。質(zhì)—101—07氣譜分析環(huán)氧水層-1柱子型號：DB—010.53×30

mm

×1.0μm分析條件如下：柱溫：80℃保持1.0min，以15℃/min的速度升至220℃，保持3min；檢測室260℃；汽化室260℃；載氣（N2）：總壓200kPa，分壓50kPa；氫氣：50kPa；空氣：50kPa；靈敏度:1；極性