在線氣相色譜儀廣泛應(yīng)用于石化、環(huán)保、天然氣、化工等工業(yè)過程的連續(xù)組分監(jiān)測。為確保其長期運行中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性,定期開展校準(zhǔn)與標(biāo)定是重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。校準(zhǔn)側(cè)重于儀器響應(yīng)與已知標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系建立,而標(biāo)定則是在實際運行條件下對分析結(jié)果進行驗證和調(diào)整。二者相輔相成,共同構(gòu)成在線GC質(zhì)量控制的核心。

標(biāo)準(zhǔn)氣體的選擇是校準(zhǔn)工作的基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)氣體應(yīng)具有明確的組分種類、濃度值及不確定度,并需在有效期內(nèi)使用。對于多組分分析,通常采用混合標(biāo)準(zhǔn)氣,其濃度應(yīng)覆蓋被測樣品的典型范圍。例如,在天然氣分析中,標(biāo)準(zhǔn)氣可能包含甲烷、乙烷、丙烷、氮氣和二氧化碳等;在VOCs監(jiān)測中,則需涵蓋苯、甲苯、二甲苯等目標(biāo)物。標(biāo)準(zhǔn)氣的基質(zhì)(如氮氣、空氣或甲烷)也應(yīng)盡量與實際樣品一致,以減少基質(zhì)效應(yīng)帶來的偏差。
其次,校準(zhǔn)方式主要分為外標(biāo)法和內(nèi)標(biāo)法。外標(biāo)法是常用的校準(zhǔn)方法,通過依次注入不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體,建立各組分峰面積(或峰高)與濃度之間的線性或非線性響應(yīng)曲線。該方法操作簡便,適用于大多數(shù)在線應(yīng)用場景。內(nèi)標(biāo)法則是在樣品和標(biāo)準(zhǔn)氣中加入一種已知濃度且樣品中原本不含的內(nèi)標(biāo)物,通過目標(biāo)物與內(nèi)標(biāo)物響應(yīng)比值進行定量。該方法可有效補償進樣體積波動、載氣流速變化等系統(tǒng)誤差,適用于對精度要求較高的場合。
在實際操作中,校準(zhǔn)通常包括零點校準(zhǔn)和量程校準(zhǔn)兩個步驟。零點校準(zhǔn)使用不含目標(biāo)組分的“零氣”(如高純氮氣或合成空氣),用于校正檢測器的基線漂移;量程校準(zhǔn)則使用已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣,驗證并調(diào)整儀器的靈敏度和線性響應(yīng)。部分在線GC支持自動校準(zhǔn)功能,可通過程序設(shè)定周期性觸發(fā)校準(zhǔn)流程,減少人工干預(yù),提高運行效率。
標(biāo)定則更側(cè)重于對整套分析系統(tǒng)的綜合驗證。它不僅包括儀器本身,還涵蓋采樣預(yù)處理系統(tǒng)(如過濾器、減壓閥、除濕裝置等)對樣品的影響。因此,標(biāo)定通常采用“全流程標(biāo)定”方式,即標(biāo)準(zhǔn)氣從采樣入口接入,經(jīng)過與實際樣品相同的管路和預(yù)處理單元后進入色譜儀,從而真實反映系統(tǒng)整體性能。若標(biāo)定結(jié)果與預(yù)期偏差較大,需排查管路吸附、泄漏、冷凝或反應(yīng)等問題。
校準(zhǔn)與標(biāo)定的頻率應(yīng)根據(jù)工藝要求、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)及儀器穩(wěn)定性綜合確定。一般建議在以下情況下執(zhí)行:新安裝或大修后、長時間停機重啟、分析結(jié)果出現(xiàn)異常趨勢、更換關(guān)鍵部件(如色譜柱、檢測器)后,以及按計劃進行的定期維護(如每周、每月或每季度)。同時,應(yīng)建立完整的校準(zhǔn)記錄,包括標(biāo)準(zhǔn)氣信息、校準(zhǔn)時間、操作人員、校準(zhǔn)前后數(shù)據(jù)對比、修正系數(shù)等,以便追溯和審計。
此外,環(huán)境因素如溫度、壓力波動也可能影響校準(zhǔn)效果。因此,在條件允許的情況下,應(yīng)盡量在穩(wěn)定環(huán)境中進行校準(zhǔn),并對關(guān)鍵參數(shù)進行實時監(jiān)控與補償。部分現(xiàn)代在線GC具備溫度/壓力自動補償功能,可在一定程度上降低外部干擾。
總之,在線氣相色譜儀的校準(zhǔn)與標(biāo)定是保障其長期穩(wěn)定、準(zhǔn)確運行的關(guān)鍵措施。通過科學(xué)選擇標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、合理采用校準(zhǔn)方法、規(guī)范執(zhí)行標(biāo)定流程,并結(jié)合有效的數(shù)據(jù)管理,可顯著提升在線分析系統(tǒng)的可信度與實用性,為工業(yè)過程控制與環(huán)境監(jiān)測提供可靠的技術(shù)支撐。