GC2030气相色谱检测的组件及其作用

    气相色谱仪GC2030的气路系统由载气(和辅助气体)及其所流经的部件所组成。载气系统包括气源、气体净化、气体流速控制和流量。其作用是提供稳定而可调节的气体流以保证气相色谱仪的正常运转。其主要零部件有:减压阀、净化器、稳压阀、稳流阀、流量计、压力表、六通阀、气化器、色谱柱和检测器等。这些零部件除减压阀和净化器外,其他一般都组装在色谱仪的主机中。
 
1.载气
   载气选择:可作为载气的气体很多,原则上没有腐蚀性且不与被分析组分发生化学反应的气体均可作为载气, 常用的是氦气、氢气、氩气、氮气;
 
2.减压阀
    减压阀的作用是把钢瓶流出的高压气体减低到所需的压力。不论钢瓶内气体压力高低、或减压后气体流速是否发生变化,减压阀均能使经减压后流出气体的压力基本保持不变。
    减压阀 进口压力一般允许15MPa(150kg/cm2),出口压力一般控制在0.6 MPa (6kg/cm2)以下,氢气减压阀的出口压力则宜控制在0.25 MPa (2.5 kg/cm2)以下。
    安全须知:不同气体需用不同的减压阀,切勿混用,以免发生意外事故。氧气减压阀严禁接触油脂,以免发生安全事故。氢气减压阀的接头为反向螺丝,安装时需加小心。使用前应将钢瓶接口和减压阀接头上的灰尘污物去除后才能安装,使用时需缓慢调节手轮,使用后必须旋松调节手轮和关闭钢瓶阀门。
 
3.净化器
    净化器的作用是去除载气和辅助气体中干扰色谱分析的气态、液态和固态杂质。例如:水分、烃类、油污或其他无机和有机杂质。这些杂质不但容易使气-固色谱的柱填料失效,而且也能使气-液色谱中的某些固定液发生水解、氧化或其他不必要的反应,从而使柱效率发生变化。载气和辅助气体中的杂质一般均使“噪音”增大,影响基线的稳定性,同时也影响检测器的灵敏度。
 
4.稳压阀
    稳压阀在气路系统中用于调节气体流速和用于稳定流程中的气体压力。当阀针开启一定位置且系统内的气压达到平衡后,如果出口压力发生微小变化时,随即B腔气压发生变化,那么,波纹管则发生伸长或收缩作用,此时经连动杆也就调整了阀针与阀座之间的间隙,从而使系统内的压力恢复到原有的平衡状态。
    稳压阀的入口压力一般不得超过0.6MPa(6kg/cm2),出口压力在0.05~0.3MPa (0.5~3kg/cm2)的范围内能获得 佳的稳压效果。
 
5.稳流阀
    为了能更好地稳定气体流速,可在气路系统中装上稳流阀。在程序升温过程中,因柱子对气流的阻力随温度上升而增加,致使柱后气体流速发生变化,造成基线漂移。为了使程序升温过程中柱后的载气流速恒定,故在有程序控温的色谱仪中,一般均装有稳流阀。
 
6.流量计
    气相色谱仪气路系统中的气体流速可采用转子流量计来测量。转子流量计的外壳为一根圆锥形的玻璃管,其中有一个转子。满刻度小于150mL/min的流量计中的转子一般用硬橡胶或塑料制成,大于150mL/min者常用金属(如不锈钢、合金铝)制成。
    当有气体通过转子流量计时,转子便上浮转动。若流量恒定,转子则在固定的位置上转动,转子上端面所对应的刻度即为气体流量值。刻度板上的刻度有两种:一种以体积流速标记,可直接读数;另一种为等距离刻度,则需从对应的图表中才能读出其体积流速。
 
7.压力表
    在转子流量计之后气化器之前装有压力读数为0~0.6 MPa (0~6kg/cm2)左右的压力表,用于指示色谱柱的柱前载气压力。根据载气的柱前压力和柱出口压力,可以计算出色谱柱中载气的平均流速。此外,从载气柱前压力的大小可反映出柱填料的松紧程度,以及气路系统是否发生堵塞或漏气等现象。
 
8.六通阀
    六通阀是气相色谱分析中一种常用的气体样品进样装置,用六通阀进样不但操作简便,而且重现性好(相对偏差小于1%)。再则,也便于实现进样操作自动化。
 
9.气化器
    气化器的主要功能是把所注入的样品瞬间气化。因此,它一般应满足以下几条要求:进样方便,密封性能良好,气化器的进样口用厚度为5mm的硅橡胶垫片密封,既可让注射器针头方便穿过,又能起密封作用;热容量大,样品瞬间气化,气化器应有足够的热容以便使样品瞬间气化,应选用比热值较大的材料制作,并增加气化器壁厚;无催化效应,样品不变质:为了使样品气化过程中不变质,因此要求气化器用惰性材料,一般都在气化器内衬以石英玻璃管;无死角存在,流通性能好:载气能及时把气化的样品组分一道带入柱内,这样既可防止样品变质,又能减少谱带扩张等现象。
 
10.色谱柱
    色谱柱安装在恒温箱室内,色谱柱由柱管和其中的固定相所组成,是气路系统中构造 简单的部件,然而,它却是色谱中 重要的部件之一,因为混合物组分的分离就在这里完成。
 
11.检测器
    检测器是一种用于反映柱后流出物组成和浓度变化的装置。由于样品与载气的物化性质之间存在差异,当载气携带着样品组分进入检测器时,它就利用此差异产生相应的检测信号。然后通过电路系统中的相关装置,把检测器所产生的微弱信号进行放大、显示、记录。
    检测器的种类很多,常用的有热导检测器、氢焰检测器、电子捕获检测器、火焰光度检测器、热离子检测器等。主要根据待检测物质的性质进行选择。
 
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