以下是本人近期写的关于修订中的《气相色谱仪检定规程》一篇心得体会,希望大家多多指正!
修订中的《气相色谱仪检定规程》
简介及研讨
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(***市计量测试所)
【摘要】 阐述了JJG700-1990《气相色谱仪检定规程》修订的原因,修订原则,修订过程,某些项目、问题的研讨、及修订内容及意义
【关键词】《气相色谱仪检定规程》 JJG700-1990研讨 原因 原则 过程 内容 意义
气相色谱仪是一种广泛运用于石油、化工、医药、生化、环境、食品检验以及科学研究等领域的中型分析仪器。《气相色谱仪检定规程》于1988年由金美兰等老师开始调研起草,1990年开始实施JJG700-1990《气相色谱仪检定规程》。由于气相色谱仪发展很快,其检测器不断增多,性能指标不断提高。所以1998年重新修订,于1999年开始执行JJG700-1999《气相色谱仪检定规程》,取得了很好的社会效益和经济效益。到目前为止,全国近百十个计量部门建立了气相色谱仪检定装置。
一、修订的原因
《气相色谱仪检定规程》自1999年修订至今已近9年。在这9年中,随着我国经济的快速发展,气相色谱仪因其分离效率高、分析速度快、样品用量少、检测灵敏度高、选择性好和运用范围广等优点又得到了快速的发展。
例如:在线气相色谱仪、便携式气相色谱仪和其他专用气相色谱仪得到了广泛的推广运用。特别是国外先进高性能的气相色谱仪先后进入中国市场,而且在原有的热导(TCD)、火焰离子化(FID)、火焰光度(FPD)、电子俘获(ECD)、氮磷(NPD)等检测器基础上又出现了光离子化(PID)、氩离子化(AID)、氦离子化(HID)和氧化锆(ZrO)等检测器,并得到了快速广泛的运用。
而JJG700-1999《气相色谱仪检定规程》在检定项目和检定方法不能包含其所有的内容。因此,《气相色谱仪检定规程》的再次修订已势在必行,修订工作已提到议事日程。
二、修订原则
近几年,中国计量科学研究院(原国家标准物质研究中心)依据JJG700-1999对进口在线气相色谱仪进行型式批准试验、对国内在线气相色谱仪、便携式气相色谱仪和其他专用气相色谱仪进行了检测和校准。其原理、试验用标准设备、技术指标等基本能够满足型式批准试验及检测和校准的要求,而只是对于标准物质和其它配套设备的及专用的设备则有些特殊要。
由于气相色谱仪的结构基本相似,检定所需的设备也基本相同,只需对个别特殊要求的内容加以补充。根据国家有关“一种设备一个规程”的精神,中国计量科学研究院的金美兰、胡树国、盖良京等老师根据近年来生产的在线气相色谱仪、便携式气相色谱仪和其他专用气相色谱仪的性能指标,已着手修订JJG700-1999《气相色谱仪检定规程》,使规程,是检定规程满足各种类型的气相色谱仪检定的需要。以达到资源整合,实现资源共享的目的。
三、修订过程
在修订过程中、广泛征求了上海、广东、江苏、浙江等全国各省市计量部门所长期从事气相色谱仪检定的有经验的技术人员和国内外生产气相色谱仪的主要厂家(如:美国Agilent公司、日本Shimadzu公司、VARIAN公司及上海天美等公司)的技术人员以及中国科学院大连化物所等研制和使用单位的博士生导师和国家标准物质研究所的专家意见。并与2006年5月在杭州召开了《气相色谱仪检定规程》修订研讨会。
本人有幸作为一名省辖市的计量检定员参加了此次会议。
四、研讨中某些项目、问题的修订
会议上:大家就JJG700-1999《气相色谱仪检定规程》中哪些指标需要修订,要不要分级,检定中遇到的问题及解决办法,标准物质的选用,在线、便携式、专用型和实验室气相色谱仪检定所用的标准物质要求及型式批准的要求等问题进行了热烈的讨论。
我将讨论的情况汇总如下:
1、基线噪音、漂移检测的问题
色谱输出信号分为模拟信号和数字信号。输出模拟信号已国产的为主,输出数字信号的以 Agilent为主。而记录输出信号工具以工作站为主,其记录单位大部分是mV。
(1)对于输出为模拟信号的仪器:
a、对于TCD和ECD检测器,JJG700-1999规定中就是以mV值来表示的。如有衰减乘以衰减量就可以了。因此不存在什么问题;
b、对于FID、FPD、NPD等检测器, JJG700-1999规定中就是以A值来表示的。
这样就存在mV值转换成A值得问题。
对大多数的进口仪器及国产仪器,运用(电学)公式: ×K闭 或 A=mV×(10-i A/mV),
则可换算出A值来。
V、mV --测量出的电压(电动势)值
R--内阻
K闭--放大电路闭环反馈值。
i—代表每1mV转换成A所代表数量级
根据JJG700-1999规程起草人金美兰老师的资料的收集和研究,她根据仪器的量限(或叫灵敏度)给出国内外一些典型的仪器的R--内阻值、K闭值及mV 转换成A的转换关系。
对于金老师没有收集、研究到的,大家一般认为:最灵敏档内阻为:R=1010Ω或1 mV等于10-12A,其它灵敏档内阻以10的数量级相应的减少;K闭 = 1。
注意:换算是单位数量级的变换:1mV=10-3V,
Agilent的仪器是以以2的数量级相应的增加。
(2)以 Agilent为代表的仪器输出为数字信号的
a、FID等质量型检测器输出的信号值单位为pA。即1pA = 1×10-12A。
测量出的值就是实际值,无衰减和量限的说法;
b、ECD等浓度型检测器输出的信号值单位为Hz。
JJG700-1999计量检定规程对此无法换算,就以Hz来表示基线噪音、漂移。根据在杭州气相色谱仪检定规程修订研讨会上,Agilent公司内部要求基线噪音不大于1Hz,基线漂移不大于5Hz。
这样又产生疑问:如何把基线噪音、漂移以Hz为单位的统一到JG700-1999规程上来。
(3)关于对基线噪音、漂移检测的检测技术指标要求修改的探讨
与会的人员提出各种各样的方案,其中一种代表的方案:
对于各检测器,规定某一低浓度标准物质产生的峰高与另的高浓度标准物质产生的峰高之比得百分数来判定基线噪音这一指标是否符合要求,从而解决了不同输出信号、单位、记录工具的不同带来的差别和工作难度。
2、检出限或灵敏度和定量重复性的问题
(1)检出限或灵敏度(灵敏度专用于TCD检测器的用语):
无论记录工具是用工作站、色谱处理机(积分仪)还是记录仪,不管单位是A还是mV,根据计算公式在计算中都可以相约掉。
如使用的是色谱处理机(积分仪)则可根据处理机的记录纸所记录纸宽,所对应的选择的最大mV量程及基线噪音、漂移的宽度可计算出基线噪音、漂移的mV值。
因此也跟所使用的记录工具无关。
(2)定量重复性:
基本上是以溶质的6次峰面积相对标准偏差RSD来表示的,同样与单位是A还是mV、衰减器都无关。
3、对于衰减器的误差检定问题
(1)对于老仪器或少量型号的仪器有此功能的:
a、只要在计算出基线噪音、漂移的数值乘以衰减量就可以了;
b、而在计算检出限时,如是同一衰减、同一量限(灵敏度)就用不着考虑衰减和量限了;如不是同一衰减、同一量限(灵敏度)就要根据衰减和量限在做基线噪音和6次峰面积实际的值进行相应得乘除。
(2)衰减器的误差检定有没有作为检定项目的必要
关键在于近多年来,新制造的仪器中基本上已经取消了衰减器的功能。只有老仪器或少量型号的仪器有此功能。
a、新制造的就不存在检定的要求;
b、对于还有衰减器功能的仪器:随着记录工具的发展,已广泛地使用工作站、色谱处理机(积分仪),在实际工作中,也使用不到此功能,就更不需要检定此项目。
4、仪器要不要分级的问题
随着科学技术的发展及国外先进高性能的气相色谱仪进入中国市场,为了促进民族工业的发展,是否需要提高检定标准,对仪器的准确度等级进行分级,强制淘汰已落后的仪器及其制造厂家。
5、标准物质选用的问题
JJG700-1999提到对于“氩离子化、氦离子化检测器可参照火焰离子化检测器的检定条件进行测试”,检定时所用的标准物质是什么?
新出现的光离子化(PID)和氧化锆(ZrO)等检测器,检定时标准物质又如何选用?
五、修订内容及意义
经过研讨,针对以上等问题形成了比较一致的意见。并在会议中还邀请了美国Agilent公司、四川天然气总厂、遵义有关酒类分析的气相色谱仪技术主管及分析专家,介绍了对专用型等气相色谱仪所遇到的问题,调研情况及大量实验数据的分析。我现将《气相色谱仪检定规程》修订中的主要内容,及如何修订的研讨情况介绍给大家。
1、修订的主要内容
见下表:
序号 章节 内容 修订前 修订后 备注
1 第
一
节 检测器 热导(TCD)、火焰离子化(FID)、火焰光度(FPD)、电子俘获(ECD)、氮磷(NPD)的检定 增加了“光离子化(PID)、氩离子化(AID)、氦离子化(HID)和氧化锆(ZrO)”为检测器的检定以及对其它检测器的检定校准” 适应仪器快速发展的要求
2 只对以上等检测器的检定检测 增加了“气相色谱仪的样机试验和型式批准试验中的有关计量性能试验可参照本规程进行” 符合“一种设备一个规程”的精神
序号 章节 内容 修订前 修订后 备注
3 第
一
节 规程适用范围 实验室通用气相色谱仪 气相色谱仪 范围包括了在线、便携式、专用型和实验室等气相色谱仪
4 2.1.1 检定项目 灵敏度或检测限 检测限
5 衰减器换档误差 删除 新生产的仪器主机都不用衰减器,用色谱工作站
6 / 增加定性重复性
7 2.1.1
表1 第6条 灵敏度≥800mVml/mg 删除 热导检测器也可用检测限表示
8 检测器名称、技术指标 热导(TCD)、火焰离子化(FID)、火焰光度(FPD)、电子俘获(ECD)、氮磷(NPD)的技术指标 增加了“光离子化(PID)、氩离子化(AID)、氦离子化(HID)和氧化锆(ZrO)”为检测器的技术指标 适应仪器快速发展的要求
9 基线噪音
基线漂移 各自列出了基线噪音、基线漂移的技术指标 基线漂移/基线噪音 不再受单位的影响
10 定量重复性 定量重复性 分成手动和自动
手动分成填充柱和毛细柱
自动分成液体和气体 更能反映仪器本身的性能
11 第9条 衰减器换档误差:1% 删除
12 2 / 增加了“专用型气相色谱仪、在线气相色谱仪和便携式气相色谱仪的主要技术指标应符合其说明书的要求” 适应仪器快速发展的要求
13 3 标准物质 / 增加了“3.2.7标准物质,见附录A”
14 4.3.1 柱箱温度 稳定性 增加了“*对于采用密封式柱温的在线气相色谱仪和便携式气相色谱仪可以不做”
15 4.3.2 程序升温重复性
16 4.4 衰减器换档误差 衰减器换档误差检定 整节删除
17 4.5.3 灵敏度的检定 灵敏度的检定 4.4.3检出限的检定
18 4.5.3.3 峰面积的计算 用记录器记录峰面积的计算 删除用记录器记录峰面积的计算 新生产的仪器主机已不用记录器记录
19 4.9 检测器的性能检定 / 增加了“PID、AID、HID和ZrO检测器的性能检定参照4.2.2、4.4.3.2和4.4.3.3进行检定和计算”
20 4.10 定量重复性 定量重复性的检定 增加“定性重复性的检定”
21 附录C Tc—柱温 (K) Tc—检测器温度 (K) 根据ASTM的标准
22 附录D 证书(背面)格式 基线噪音、基线漂移 基线漂移/基线噪音
23 / 增加“定性重复性”
2、修订的意义
(1)删除
删除了衰减器换档误差检定项目和技术指标,及“删除用记录器记录峰面积的计算”的方法
(2)更改
a、更改了“灵敏度”等一些专业术语,统一到“检出限”上来,并更改计算方法;
b、基线噪音、基线漂移检定不再单独作为检定项目,采用了“基线噪音/基线漂移”的值,不再受单位的影响;
c、根据ASTM的标准,把载气流速的校正中:温度Tc的定义由柱温更改成检测器温度,与国际标准接轨;
d、规程适用范围由实验室气相色谱仪更改成气相色谱仪,包括了在线、便携式、专用型等仪器;
JJG700-1999中规定的技术指标:在修订规程中,为了适应仪器快速发展的要求,能根据实际情况,柱箱温度稳定性和程序升温重复性的检定增加了“*对于采用密封式柱温的在线气相色谱仪和便携式气相色谱仪可以不做”;
e、定量重复性的检定项目:分成手动和自动、手动分成填充柱和毛细柱、自动分成液体和气体,重新规定了不同的技术指标,更能反映仪器本身的性能。
(3)增加
为了适应仪器快速发展的要求
a、为了适应仪器快速发展的要求,对于新出现的检测器,增加了“光离子化(PID)、氩离子化(AID)、氦离子化(HID)和氧化锆(ZrO)”为检测器的检定以及对其它检测器的检定校准”,为了提高规程的可操作性,并增加了“3.2.7标准物质,见附录A”;
b、根据“一种设备一个规程”的精神,增加了“气相色谱仪的样机试验和型式批准试验中的有关计量性能试验可参照本规程进行”;
c、为了更能反映仪器本身的性能,增加“定性重复性”检定项目;
d、对于柱箱温度的稳定性和程序升温重复性的检定项目,增加了“*对于采用密封式柱温的在线气相色谱仪和便携式气相色谱仪可以不做”,更具有实际意义。
六、结束语
修订后的《气相色谱仪检定规程》包含了近几年来的新生产的气相色谱仪的技术指标,并包含了在线气相色谱仪、便携式气相色谱仪和 其它专用型气相色谱仪的检定。基本能够满足现有的的和今后几年内国内外生产的气相色谱仪检定的要求。 |