ICS17.180.99 N52 中华人民共和国国家标准 GB/T32205—2015 气相色谱用热导检测器测试方法 Standardpracticefortestingthermalconductivitydetectorsusedin gaschromatography 2015-12-10发布 2016-07-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会(SAC/TC124)归口。 本标准起草单位:上海天美科学仪器有限公司、中国仪器仪表行业协会、上海仪盟电子科技有限公 司、上海仪电分析仪器有限公司、北京东西分析仪器有限公司、重庆川仪分析仪器有限公司、辽宁科瑞色 谱技术有限公司、北京分析仪器研究所。 本标准主要起草人:丁素君、马雅娟、杨任、李征、赵庆军、孟庆祥、关文顺、娄兴军。 ⅠGB/T32205—2015 气相色谱用热导检测器测试方法 1 范围 本标准规定了气相色谱用热导检测器性能的测试方法。 本标准适用于使用细丝(热敏金属丝)或热敏元件的气相色谱用热导检测器。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 ASTME260 填充柱气相色谱法操作规范(Practiceforpackedcolumngaschromatography) ASTME355 气相色谱术语及其相互关系的规范(Practiceforgaschromatographytermsandre- lationships) CGAP-1 压缩气体容器的安全操作规范(Safehandlingofcompressedgasesincontainers) CGAG-5.4 工作现场氢气管道系统使用标准(Standardforhydrogenpipingsystemsatconsumer locations) CGAP-9 惰性气体:氩气、氮气和氦气(Theinertgases:argon,nitrogenandhelium) CGAV-7 确定工业混合气体阀出口连接的标准方法(Standardmethordofdeterminingcylinder valveoutletconnectionsforindustrialgasmixtures) CGAP-12 低温液体的安全操作(Safehandlingofcryogenicliquids) HB-3 压缩气体手册(Handbookofcompressedgases) 3 符号和缩略语 下列符号和缩略语适用于本文件。 A ———峰面积,mV·min; Ac———计算得到的峰面积(峰高乘以半峰宽),mV·min; Ai———积分得到的峰面积,mV·min; C———被测物在载气中的静态浓度,mg/mL; Cd———检测器内的被测物相对于载气的浓度,mg/mL; Ct———注入稀释瓶后t时刻载气中被测物浓度,mg/mL; C0———被测物在稀释瓶中的初始浓度,mg/mL; D———最小检测限,mg/mL; E———检测信号,mV; Fa———柱后或检测器出口的载气流量,mL/min; Fc———经过检测器、稀释瓶或渗透管的温度校正过的载气流量,mL/min; N———噪声,mV或μV; Pa———大气压,Pa; Pd———检测器内载气压力,Pa; 1GB/T32205—2015 Pw———室温时水的分压,Pa; RT———特定温度下渗透管内被测物的渗透率,mg/mL; S———检测器灵敏度,mV·mL/mg; Smax———在半对数坐标纸上绘制的灵敏度对浓度曲线中灵敏度的最大值,mV·mL/mg; T———检测器响应时间,s; TCD———热导检测器(thermalconductivitydetector); Td———检测器温度,K; Tf———稀释瓶温度,K; T0———室温,K; t———时间,min; Ve———检测器有效体积,μL; Vf———稀释瓶容积,mL; W———对应于一个色谱峰的载气中被测物质量,mg。 4 一般说明 4.1 本标准描述了不包括色谱柱单独检测器的自身性能,当检测器连接到色谱柱和其他色谱系统组件 时,也可用它来评价整个系统的性能。 4.2 除非热导检测器(TCD)推荐使用方法中有特殊要求,常规气相色谱检测程序都应参照ASTM E260,气相色谱仪的定义及其相关的术语应参照ASTME355。 4.3 关于热导检测器的原理,构造和操作说明,见参考文献[1-4]。 4.4 尽管可在单一或不同条件下观测到热导检测器各项特性的每一项,但是本标准是在相同的操作条 件下获得的整个检测器的性能指标。也应注意:规定的检测器的整体性能,应在检测器使用范围内多种 设定条件下进行测量。本标准中的术语和试验方法在任何情况下普遍适用。 4.5 数据处理系统的线性和响应速度应保证准确反映检测器的性能。有效的数据处理系统的响应速 度应足够快,其影响对灵敏度测量可忽略不计(见参考文献[5,6])。如果在检测器和终端输出装置之间 使用了额外的放大器,也应首先确定放大器的特性。 5 危险性 本标准并不涉及实际使用过程中有关的安全问题。用户在使用前,确定本标准应用的局限性,并有 责任制定适宜的安全及健康规范。 气体操作安全:色谱仪使用压缩气体和低温液体的安全操作是每个实验室的责任。压缩气体协会 (CGA)是专业和大宗气体供应商的会员组织,颁布了下列标准帮助实验室里的化学工作者建立安全的 工作环境。可适用的标准有:CGAP-1,CGAG-5.4,CGAP-9,CGAV-7,CGAP-12和HB-3。 6 灵敏度(响应) 6.1 定义 6.1.1 热导检测器的灵敏度是载气中被测物的单位浓度的信号输出,依照下列式(1)(见参考文献[7]): S=AFc/W …………………………(1) 2GB/T32205—2015 式中: S———灵敏度,单位为毫伏毫升每毫克(mV·mL/mg); A———峰面积,单位为毫伏分(mV·min); Fc———载气流量(经过检测器温度校正后),单位为毫升每分(mL/min); W———载气中被测物的质量,单位为毫克(mg)。 6.1.2 如果载气中被测物浓度与检测器信号的对应关系已知,那么灵敏度可用式(2)表示。 S=E/Cd …………………………(2) 式中: E———峰高,单位为毫伏(mV); Cd———检测器内的被测物相对于载气的浓度,单位为毫克每毫升(mg/mL)。 6.2 测试条件 6.2.1 优先采用正丁烷作为测试标准样品。 6.2.2 应在检测器的线性范围内进行测量。 6.2.3 在相同条件下,进行测量的信号水平至少应比最小检测限大100倍(200倍以上的噪声水平)。 6.2.4 应给出相同条件下检测器的漂移。 6.2.5 应给出检测器灵敏度的测试物质和条件,包括以下几点,但并不仅限于此: a) 检测器类型(例如:铂-钨丝类型); b) 检测器的几何结构(例如:流动型,扩散型); c) 检测器内部体积; d) 载气类型; e) 载气流量(经检测器温度校正); f) 检测器温度; g) 检测电流; h) 测量方法; i) 供电类型(例如:恒压,恒流); j) 对于毛细管检测器,辅助气,载气和参比气的流量应加以说明。 6.3 测量方法 6.3.1 灵敏度的测量可用下面三种方法中的任意一种: a) 用指数稀释瓶的指数衰减法(见参考文献[8,9])(见6.4); b) 在稳态条件下,用渗透管法(见参考文献[10])(见6.5); c) 在动态条件下,采用Young氏装置法(见参考文献[11])(见6.6)。 6.3.2 不推荐使用实际色谱层析图计算热导检测器的灵敏度,因为在这种情况下,无法准确获得被测 物的量与峰之间的对应关系。 6.4 指数衰减法 6.4.1 用已知流量的载气吹扫一个固定体积并装有磁力搅拌器的稀释瓶。瓶子的流出气直接进入检 测器。在瓶中加入一定数量的被测物质,其在载气中的初始浓度为C0,开始计时。 6.4.2 在任意时刻瓶出口处载气中被测物的浓度可用式(3)计算。 Ct=C0exp[-Fct/Vf] …………………………(3) 式中: Ct———被测物进入瓶后t时刻的浓度,单位为毫克每毫升(mg/mL); 3GB/T32205—2015 C0———被测物进入瓶后的初始浓度,单位为毫克每毫升(mg/mL); Fc———用稀释烧瓶温校正过的载气流量,单位为毫升每分(mL/min); t———时间,单位为分(min); Vf———稀释瓶容积,单位为毫升(mL)。 6.4.3 为确定检测器中被测物浓度Cd,有必要建立如下温度校正式(4)。 Cd=Ct(Tf/Td) …………………………(4) 式中: Cd———检测器内的被测物相对于载气的浓度,单位为毫克每毫升(mg/mL); Tf———稀释瓶温度,单位为开尔文(K); Td———检测器温度,单位为开尔文(K)。 6.4.4 任意浓度下检测器的灵敏度,见式(5)。 S=E/Cd …………………………(5) 式中: S———灵敏度,单位为毫伏毫升每毫克(mV·mL/mg); E———检测信号,单位为毫伏(mV); Cd———检测器中被测物浓度,单位为毫克每毫升(mg/mL)。 注1:此方法在流量和稀释瓶容积测量不准确时会引起