JB/T 9360-1999 气相色谱用热导检测器试验方法

中华人民共和国机械行业标准JBT9360-1999气相色谱用热导检测器试验方法Test method for thermal conductivitydetector of gas chromatography1999-08-06发布2000-01-01实前言本标准是对ZBN520048气相色谱用热导检测器试脸方法》的修订。修订时对原标准作了编辑性修改,主要技术内容没有变化本标准自实施之日起代替ZBN52004本标准的附录A附录B都是标准的附录本标准的附录C是提示的附录。本标准由北京分析仪器研究所提出并归口。本标准负责起草单位:北京分析仪器研究所、上海分析仪器总厂本标准主要起草人:陈志敏、张心怡本标准于1989年3月首次发布中华人民共和国机械行业标准气相色谱用热导检测器试验方法JB/T 9660-detector of gas chromatograply1范圈本标准规定了气相色谱用热导检测器(TCD)的定义、符号、试验条件性能试验及环境试验等本标准适用于使用热丝为热敏元件的2引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有牧。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。JBT93291999仪器仪表运输、运输存基本环境条件及试验方法3定义、符号本标准采用下列定义。动态范围 dynarmic range试样浓度的变化范围。在此范医内试样浓度的变化可引起检测器输出信号明显变化,其下限由检器限给出,上限是最高浓度,在该浓度下,检测器灵敏度已不能保持常数2时间常数6 me canst在一定流速下进入检测器的试样(在线性范圆内)阶跃变化,输出值达到稳定值的63.2%时所需时33符号和缩写一峰面积,mV·min;(C4)-—由线性曲线得到的线性上限,吗/mlC.—在稀释瓶中试样的初始浓度,mg/mC-一在时间t时的试样浓度,mg/ml;D检测限,mg/m;d,一派移,μV/E—检测器信号,mV;△E一一源移量,mV;△E—嗓声振福,mVF—校准后的体积流量, m!/min;F—窒温下色谱柱或检测器出口处测得的体积流盘,ml/miLR——线性范田m——试样置,mg国家机械工业局1999-08-06批准2000-01-01实施BB/T9860-1999线性范图上限N—噪声,mV或pvP柱前载气压力,Pa;柱出口压力,P温下水蒸气的分压,Pa;S—检测器歹在动态范围曲线上灵敏度的最高值,mV·ml/mg;t—时间,min;T。室温,K;Td捡测器温度,K;T稀释瓶温度,K;V检测器池有效体积,;Vr-稀释瓶容积,ml一检测器的时间常数,s;Ar-敏感元件时间常数,4试验条件4.1环境条件a)环境温度:5℃-35℃b)相对湿度:不大于85%;c)供电电源:电压20V±2V,频率50}±0.5H;d)室内不得有易燃、易爆和强腐蚀性气体,并避免强烈的机械振动和电磁干扰2试剂和溶剂4.21正十六烷为标准样品。422异辛烷(或正辛烷)为溶剂,正十五烷和正十六烷为溶质纯度为分析纯级或色谐纯级423试样的制备可用称量法或体积法溶质称量的相对误差小于0.2%,稀释比不大于100倍,最小被稀释量为lml4.3载气氢气,其纯度优于99记录仪或积分仪a)全程扫描时间不大于05sb)走纸准确度优于±1%。5色谱柱使用 chromosorb c(或W)HP涂数5%0V-101的色谱柱,使用前需老化4.6如TcD输出使用了辅助放大器,则应该首先确定辅助放大器的特性5性能试验5.1炅敏度5.1.1在制造厂给出的最佳条件下测试5.12在TCD的线性范图内测量。5.1.3测试时的信号至少要比噪声大200倍。B/Ts0-19995,1.5试验结果的计算灵敏度按式(1)计算52噪声和漯移521衰减器设在最高灵敏度档(最低衰减)记录仪量程为lmV(或允许使用的最高量程),调整检测器输出,使之接近记录仪或积分仪中间刻度,记录基线不少于h5.22剔除小于每分钟1周的基线波动面出h的基线平行包络线(应符合最小包容条件),如图1523试验结果的计算523.1噪声的计算按图1作出平行包络线中的最高振福△E作为检测器的操声523.2漂移的计算根据图1作出的平行包络线漯移按式(2)计算。图1热导检测器噪声和课移的测量图例53检测限根据5.1.5和5.2.3.1所得的结果按式(3)计算5.4线芒范54.1根据TCD的性能预定线性测试试样的浓度范,按4.2的要求制备一组不同浓度的试样:5.4.2可采用改变试样体积或被测物质浓度的友法来改变被测试样的量。54.3当用色谱柱测量线性时,由于线性范的士限受柱容量的限制影响测量结果,此时可以用附录A方法测试线性范围544试验结果的计算5.4.4.1测量不同试样浓度时的灵敏度,在半对数坐标纸上作出灵敏度与浓度对数的关系曲线,通过已知点绘制一条光滑的曲线如图2所示。当直线呈下降趋势,由直线与0.95S-值的交点得出上限,此处San是曲线灵敏度最高值。线性曲线测得的不同浓度的灵敏度是一个常数,其变化在±5%以内JB/r9360-1999图2热导检测器的线性曲线图例54.4.2线性范围可用三种不同方法表示。a)由给出的线性曲线表示,在该曲线上要表明检测限;b)由给出的检测限和线性上限表示(如1×10-‘mg/a-2x10mg/ml);c)由线性曲线求得的上限与检测限的比值表示,根据测出的同一试样的线性上限与检测限,按式(4)计算出检测器的线性范围。DM55动态范围55.1按5.4.1-54.3要求测试动态范围55.2试验结果的计算5521测量载气中不同试样量(C)下的输出信号(E),在双对数坐标纸上作试样浓度对数与输出信号对数的关系曲线,如图3所示,动态范围上限是该点斜率为零的试样浓度。动态范围动态范墨上限图3测定热导检测器的动态范围曲线图例5522动态范围可用三种不同方法表示JB/T9360以检测限和动态范国上限表示(如Ix10-my/ml-2 mg/ml);c)用动态范围上限与检测限的比值表示,同时标明检测限。56时间常数561TD与不同内径的色谱柱相连接时应选择合适的体积流量表1中列举了各种色谱柱内径与TC连接时的典型的体积流量应该把流量校准到TCD温度下的流量(见附录A)。表1各种柱型的参考载气体积流量柱内径0.5-1050-10056.2试样可以是氮或丁烷,用六通进样或通过开关阀直接将试样输入到TCD中。563试样浓度必须在TCD的线性范E内56.4记录TCD的输出信号,达到两稳态值之差的63.2%所需的时间,由记录曲线确定(见图4)。每种流量下重复三次,至少应改变五次流量。565必须在流量稳定后方能进样,否则将引起测量误差图4热导检测器时间常数的测量图例566对于扩散型TCD,必须明池体积、几何形状和载气体积流量。567试验结果的计算5671计算每种流量下三次测量值的平均值为此流量下的时间常数,用不同流量下的时间常数作时间常数—流量曲线如图5所示。JBT9360-1999图5热导检测器时间常数对流量曲线图的图例56.7.2T的有效体积和热敏元件的时间常数可以从同一数据中按下述方法确定a)作时间常数(r)与体积流量倒数(1/F)的函数曲线,通过已知点作直线,并外推到体积流量倒数为零(相当于流量为无穷大),如图6所示1/F,(/m图6热导检测器有效体积和时间常数的测量图例b)TCD的池有效体积由直线的斜率给出,见式(5)。102…5c)热敏元件的时间常数等于该直线在体积流量倒数为零时交点的纵坐标数值。6.73TCD的有效体积和热敏元件的时间常数也可以按下法确定a)用六通阙或开关阀将试样进人到TCD中,在不同载气体积流量下,由记录的谱峰通过拐点画切线来确定热敏元件时间常数。该时间常数等于从切线的交点到信号返回到切线交点最高值的37%处的时间间隔(见图7);9360-1999b)必须在流量稳定后方能进样,否则将引起测量误差;)根据作图求得的数据,按56.72计算有效体积和热敏元件的时间常數。图7热导检测器时间常数的计算图例57试验报告TCD性能试验的各项数据及其重要参数按附录B的统一格式填写,并与相应的图谱组成TCD性能完整的试验报告注:TCD工作特性参考值见附录C6环境试验6.1上限(下限)工作温度试验将TCD置于试验室(或箱)内,并处于工作状态,使试验室(或箱)升温至35℃(5℃),恒温保持4h,温度允差±2℃,而后在此温度下检验TCD的工作特性62极限工作湿度试验将TCD置于试验室(或箱)内并处于工作状态先将室内温度调至23℃±2℃,保持lh,并在1h内使湿度达到85%保持4h后,检验TCD的工作特性。63对供电电源适应能力的试验)将交流供电电压由额定值20V连续调至19V检验TCD的工作特性,再从额定值220V连续调到242V,再检验TCD的工作特性b)将供电电源频率由额定值50Hz调到50.5H,检验TCD的工作特性,再从额定值50Hz调到5H,检验TCD的工作特性64运输、运输贮存基本环境试验按JB/T932进行,其中高温55℃,低温-40℃,相对湿度95%,跌落高度250mmeJB/r9360-1999(标准的附录正丁烷或正丙烷指数蒋释法动态配气法为了消除由于色谱柱的超负载而影响线性范围或动态范围上限,可以用正丁烷或正丙烷作试样,用指稀释法或动态配气法将已知浓度的试样不通过色谱柱而直接送人TCD,以确定线性范围和动态范围指数稀释法A1.1稀释瓶是一个带搅拌器,容积100ml-500ml,容积标定允差为±1%的专用器具A1.2用载气和试样的混合气(试样体积为15%-20%)冲洗稀释瓶约1mn以上,保证瓶内试样浓度稳定A13将充满校准气的稀释瓶按图A1接人,保持载气(稀释气)的流量恒定图A1指数稀释法气路连接示意图A14稀释瓶出口处试样浓度按式(A1)变化叫(=")A1.5载气流速(F,)需经温度、压力、饱和水蒸气分压按式(A2)校准月(1-注投正图子(1-月)仅在使用式流量计量对A16在任一浓度时,TCD的灵敏度按式(A3)计算。JB/T 9360-A1.7由于流量和稀释瓶容量的测量误差,将造成指数误差。当上述两测量误差为1%,试度稀释两个数量级时,浓度误差为2%;稀释至六个数量级时,浓度误差为6%,因此本方法不适用于大浓度范围的试验A2动态法动态法系往载气流中注入已知浓度的试样,试样注入点及检测器之间的一段空管使谱带扩展,形成高斯峰,用记录仪或积分仪记录之。注:高斯峰应足够宽以避免记录仪或积分仪时间常数影响测量精度。BB9360-1933附录B(标准的附录)熟导检剖器试验报齿型号/规格制造厂当厂缩号出厂日期更试人试日期检器类型电源类型检到器几何形状:ICD桥流(或丝温丝阻)检测器热敏元件色谱柱规格色谐柱填料检测器遇度进樺器温雯我气种类气纯度欹气体积流量导蝉量到试项目技不指标试验数灵敏度控劐限线性范图动态范时问常数备注附录c(提示的附录)热导检测器工作特性参考值单位符号备注灵敏度100-10000检测限3x10-1-1x103线性范图(上限)0.1-2.0动态范图(上限)2.0-2.42-5010-250时间常数0.5-5仅在设计定型时检验热敏元件时问常数0.05-0.5仅在设计定型时检验