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气相色谱仪中氢火焰检测器常见故障及检查

2019.12.13

1790F型色谱仪是安捷伦公司生产的一款带氢火焰检测器(FID)的气相色谱仪。FID的灵敏度高、体积小、响应快、线性范围广,能有效地与毛细柱等连用,是目前对有机物微量分析应用较理想的检测器。但仪器使用较长时间后,会出现一些硬件上的故障。一般FID系统主要由检测器、检测电路(放大器)和气路三大部分组成,当发生故障或分析谱图不正常时,应该从这三方面去检查判断,以免走弯路。根据长期使用,将1790F型气相色谱仪FID系统常见故障归纳于表1。

表1

故障名称

故障所在

不能点火
基流很大
基线漂移严重

气路或检测器问题

噪声很大
灵敏度明显降低
不出峰

气路、检测器和电路问题

色谱峰形不正常

进样器、气路、检测器问题

信号时有时无

电路问题

1.气路检查

(1)检查氢气、氮气和空气流量是否正常。空气流量太小和喷嘴严重漏气会引起较大的爆鸣声而不能点火;氢气太小,氮气太大会使点火困难和容易熄火;喷嘴漏气,色谱柱漏气不仅点火困难,也会导致灵敏度降低,甚至不出峰;氢气和氮气流量比例不适当将明显影响灵敏度;氢气流量太大造成噪声变大。

(2)气路系统是否洁净。气路系统不干净,包括进样器污染,检测器污染或色谱柱没有充分老化都会引起基流、噪声增大和基线漂移。

(3)检查基流大小。点火前,放大器基线位置尽可能调在记录仪零位及附近,在不旋动调零电位器的条件下,点火后,记录笔偏离零位的距离可指示基流大小,可改变记录仪量程或放大器衰减倍数来确定。

一般点火后氢气调回正常值时,基流的偏离<1mv,说明系统十分干净;基流<l0mv,一般还能使流用;或基流大于几十毫伏,说明系统污染比较严重,这时噪声、漂移都很大,仪器稳定时间也较长。检查是哪一部分受到污染的简单方法,就是分别单独将某一部分的工作温度升高,若基流明显变大,该部分就污染严重。气路(包括进样器)中的堵塞和漏气,往往会出峰不正常;进样器中衬管没有压平也会破坏正常峰形。

2.检测器检查

(1)喷嘴及喷嘴口位置。喷嘴漏气将影响点火、灵敏度、峰形和基线漂移;喷嘴口高于极化极圈平面,灵敏度明显下降,这往往是装色谱柱管时柱管将石英喷嘴顶出所致;相反喷嘴口低于极化极圈平面或极化极与喷嘴相碰,噪声会增大。

(2)检查收集极。若收集极绝缘不良,则噪声会很大,基线不稳定,漂移严重;收集极离子流信号线接触不良或断线会造成不出峰。

(3)检测器是否污染。可用部分升温法看基流变化大小来确定,清除污物的办法就是拆除零部件和进行高温老化。

3.电路检查

仪器在不点火并拔去收集极插头时,走基线就可判断和检查放大器是否正常,光是走放大器基线,一般正常情况应该是噪声<5×10-14A,漂移应<3×10-13A/30min。有条件的话,可给放大器输入一个微电流,即用一节电池串联一个10°Ω电阻接到放大器输入端(收集极离子线插头端),电池另一端接地,放大器增益于10°Ω档,输出应有l00mV左右;若放大器增益于10°Ω输出应有1OmV左右,这就说明放大器工作正常。在没有高电阻的情况下,用手指轻触放大器输入端,输出应出现一个很大的信号,这是最简单粗略地判断放大器是否正常的方法。如果上述检查不正常,则要进一步检查,高电阻切换继电器和AD549集成运算放大器接线的假焊、虚焊常常会引起放大器失常,可用小烙铁在各电焊处补焊来判断。放大器屏蔽铁盒内电路(主要是高电阻)受潮,将导致噪声增加;收集极离子线的信号线芯线较容易碰断,往往造成信号不通和不出峰。极化极对地电压(极化电压)一般在220~230V(有些产品设计为250~300V),给出极化电压的高压稳压管损坏极化电压不正常,从而导致不出峰或色谱峰峰形畸形,使用万用表测量极化极对地的直流电压,可检查出极化电压是否正常。噪声的产生有时会来自给出极化电压的高压二极管,判断方法是去掉220~230V极化电压,看噪声是否消除或减小,除了更换高压稳压二极管外,在极化电压230V上串联一个300kΩ电阻,极化极对地再接一个0.33μF/400V电容,也可有效过滤掉来自高压稳压二极管的噪声。


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