气相色谱仪

成分分析仪表论文

--气相色谱仪

论文概要:

1.成分分析仪表现状

2.中国仪器仪表品牌企业

3.成分分析仪表类型

4.气相色谱仪

关键词:

成分分析仪表 气相色谱仪

一.成分分析仪表现状:

1.国际分析仪器领域

从全球化学分析仪器销售增势来看，在农业、能源、信息、环境、材料、生物、医学等领域快速发展的需求刺激下，近年来世界化学分析仪器市场销售额保持10%左右的年增长率，处于高速发展时期。

国际分析仪器最大的市场是美国市场，其次是欧洲和日本市场。美国分析仪器厂家最多，占全球的51.8%，其次是德国占10.62%，瑞士占9.12%，芬兰占8.13%，中国仅占4.4%。

国际上代表性的企业有安捷伦（在气相色谱仪、液相色谱仪、单级气质联用仪、单级液质联用仪均是全球最大供应商）、Thermo Fisher、Waters、岛津等。

2.国内分析仪器领域

2010年工业过程分析仪器的年增长率为12-13%，整体市场规模达到34.6亿 。2012年到2014年，下游产业逐渐步入景气性周期，将对过程分析仪器市场产生明显的拉动作用。工业过程分析仪器行业将呈现快速增长的趋势，预计增长率在15-20%之间。

通过科技攻关，国内分析仪器市场正逐步改变着技术密集的高端仪器长期以来完全依赖进口的市场格局。随着我国对化学分析仪器行业的重视以及下游需求的不断增加，化学分析仪器市场发展速度高于国际平均水平，整体规模快速扩大。

二.中国仪器仪表品牌企业:

由CCTV央视网招商频道主办，易展仪表展览网协办的“2010年中国仪器仪表品牌企业20强评选活动”，20家获奖企业名单正式公布!

美国安捷伦科技公司，美国瓦里安技术中国有限公司，绵阳铁牛科技有限公司，上海风雷自动化仪表有限公司，高铁科技股份有限公司，江苏中仪自动化仪表有限公司，重庆川仪总厂公司等等。

活动的目的在于通过评选，推选出全国优秀的仪器仪表企业，增强其行业竞争力，促进相互借鉴与交流，更好地推动我国仪器仪表行业前进的步伐，有力促

气相色谱仪

进仪器仪表行业健康快速发展。

三.成分分析仪表类型:

光谱仪器

原子吸收光谱仪，原子荧光光谱仪，原子发射光谱仪，等离子体光谱仪，微波等离子体光谱仪，光电光谱仪，紫外分光光度计，可见分光光度计，荧光分光光度计，红外光谱仪，近红外光谱仪，拉曼光谱仪，光纤光谱仪，园二色仪，其他光谱仪及配件。

色谱仪器

气相色谱仪，液相色谱仪，离子色谱仪，高效液相色谱仪 薄层色谱仪 凝胶色谱仪 超临界流体色谱仪 逆流色谱仪 氨基酸分析仪 电泳仪 多维色谱仪 行业专用色谱仪 色谱仪进样器及附件 其他色谱仪 色谱柱

质谱仪器

磁质谱仪，四极质谱仪，离子阱质谱仪，飞行时间质谱仪，傅立叶变换四旋共振质谱仪，质谱检漏仪，火花源质谱仪，离子探针质谱仪，激光探针质谱仪，辉光放电质谱仪，等离子体质谱仪，同位素质谱仪。

核磁共振波谱仪

顺磁共振波谱仪，核磁共振波谱仪/核磁成像波谱仪，其他波谱仪。

联用仪

气相色谱质谱联用仪 液相色谱质谱联用仪 等离子体质谱联用仪 质谱质谱联用仪 液相色谱质谱质谱联用仪 离子探针 其他联用仪。

热分析仪

热重分析仪/热天平，差热分析仪，差示扫描量热仪，动态机械热分析仪，静态机械热分析仪，热膨胀仪，热导系数仪/热导气体系数仪，同步热分析仪，热分析联用仪，其他热分析仪。

元素分析仪

有机元素分析仪，碳硫分析仪，红外元素分析仪，氧分析仪，定氮仪，气体元素分析仪，金属元素分析仪，测汞仪，ROHS指令分析仪，甲醛分析仪。 过程控制和分析仪器仪表

工业色谱/在线色谱，工业质谱/在线质谱，工业核磁/在线核磁，在线电导率仪，在线水质分析仪，工业粘度计，在线取样装置。

射线仪器

X射线测量仪/衍射仪/射线谱仪，γ射线辐射仪/衍射仪/射线谱仪，α射线辐射仪/衍射仪/射线谱仪，β射线辐射仪/衍射仪/谱仪，中子辐射仪。

四.气相色谱仪

简介:

气相色谱仪在石油、化工、生物化学、医药卫生、食品工业、环保等方面应用很广。它除用于定量和定性分析外，还能测定样品在固定相上的分配系数、活度系数、分子量和比表面积等物理化学常数。一种对混合气体中各组成分进行分析检测的仪器。

色谱柱，使各组分分离，依次导入检测器，以得到各组分的检测信号。按照导入检测器的先后次序，经过对比，可以区别出是什么组分，根据峰高度或峰面积可以计算出各组分含量。通常采用的检测器有：热导检测器，火焰离子化检测

气相色谱仪

器，氦离子化检测器，超声波检测器，光离子化检测器，电子捕获检测器，火焰光度检测器，电化学检测器，质谱检测器等。

基本构造:

气相色谱仪的基本构造有两部分，即分析单元和显示单元。前者主要包括气源及控制计量装置﹑进样装置﹑恒温器和色谱柱。后者主要包括检定器和自动记录仪。色谱柱（包括固定相）和检定器是气相色谱仪的核心部件。

六大系统:

（1）载气系统 气相色谱仪中的气路是一个载气连续运行的密闭管路系统。整个载气系统要求载气纯净、密闭性好、流速稳定及流速测量准确。

（2）进样系统 进样就是把气体或液体样品速而定量地加到色谱柱上端。

（3）分离系统 分离系统的核心是色谱柱，它的作用是将多组分样品分离为单个组分。色谱柱分为填充柱和毛细管柱两类。

（4）检测系统 检测器的作用是把被色谱柱分离的样品组分根据其特性和含量转化成电信号，经放大后，由记录仪记录成色谱图。

（5）信号记录或微机数据处理系统 近年来气相色谱仪主要采用色 谱数据处理机。色谱数据处理机可打印记录色谱图，并能在同一张记录纸上打印出处理后的结果，如保留时间、被测组分质量分数等。

（6）温度控制系统 用于控制和测量色谱柱、检测器、气化室温度，是气相色谱仪的重要组成部分。

分类:

气相色谱仪分为两类：一类是气固色谱仪，另一类是气液分配色谱仪。这两类色谱仪所分离的固定相不同，但仪器的结构是通用的。

工作原理:

色谱仪利用色谱柱先将混合物分离，然后利用检测器依次检测已分离出来的组分。检测器对每个组分所给出的信号，在记录仪上表现为一个个的峰，称为色谱峰。

色谱峰上的极大值是定性分析的依据，而色谱峰所包罗的面积则取决于对应组分的含量，故峰面积是定量分析的依据。一个混合物样品注入后，由记录仪记录得到的曲线，称为色谱图。分析色谱图就可以得到定性分析和定量分析结果。

气相色谱仪是一种多组份混合物的分离、分析工具，它是以气体为流动相，采用冲洗法的柱色谱技术。当多组份的分析物质进入到色谱柱时，由于各组分在色谱柱中的气相和固定液液相间的分配系数不同，因此各组份在色谱柱的运行速度也就不同，经过一定的柱长后，顺序离开色谱柱进入检测器，经检测后转换为电信号送至数据处理工作站，从而完成了对被测物质的定性定量分析。 常见检测器:

1）热导检测器

热导检测器（TCD）属于浓度型检测器，即检测器的响应值与组分在载气中的浓度成正比。它的基本原理是基于不同物质具有不同的热导系数，几乎对所有的物质都有响应，是目前应用最广泛的通用型检测器。由于在检测过程中样品不被破坏，因此可用于制备和其他联用鉴定技术。

2）氢火焰离子化检测器

氢火焰离子化检测器（FID）利用有机物在氢火焰的作用下化学电离而形成离子流，借测定离子流强度进行检测。该检测器灵敏度高、线性范围宽、操作条件不苛刻、噪声小、死体积小，是有机化合物检测常用的检测器。但是检测时样

气相色谱仪

品被破坏，一般只能检测那些在氢火焰中燃烧产生大量碳正离子的有机化合物。

3）电子捕获检测器

电子捕获检测器（ECD）是利用电负性物质捕获电子的能力，通过测定电子流进行检测的。ECD具有灵敏度高、选择性好的特点。它是一种专属型检测器，是目前分析痕量电负性有机化合物最有效的检测器，元素的电负性越强，检测器灵敏度越高，对含卤素、硫、氧、羰基、氨基等的化合物有很高的响应。电子捕获检测器已广泛应用于有机氯和有机磷农药残留量、金属配合物、金属有机多卤或多硫化合物等的分析测定。它可用氮气或氩气作载气，最常用的是高纯氮。

4）火焰光度检测器

火焰光度检测器（FPD）对含硫和含磷的化合物有比较高的灵敏度和选择性。其检测原理是，当含磷和含硫物质在富氢火焰中燃烧时，分别发射具有特征的光谱，透过干涉滤光片，用光电倍增管测量特征光的强度。

5）质谱检测器

质谱检测器（MSD）是一种质量型、通用型检测器，其原理与质谱相同。它不仅能给出一般GC检测器所能获得的色谱图（总离子流色谱图或重建离子流色谱图），而且能够给出每个色谱峰所对应的质谱图。通过计算机对标准谱库的自动检索，可提供化合物分析结构的信息，故是GC定性分析的有效工具。常被称为色谱-质谱联用（GC-MS）分析，是将色谱的高分离能力与MS

的结构鉴定能力结合在一起。

五.气相色谱仪实例:

南京皓而普分析设备有限公司

主要技术指标：

操作显示：192*64点阵汉化液晶

程序升温阶数：8阶

温控区域：6路

温控范围：室温以上8℃～450℃，增量： 1℃， 精度：±0.1℃

程升速率：0.1～39℃/min（普通型）；0.1～80℃/min（高速型）

外部事件：4路；辅助控制输出4路

进样器种类：填充柱进样、毛细管进样、六通阀气体进样、自动顶空进样任选 检测器数目：3个（最多）；FID、TCD、ECD、FPD和NPD任选

启动进样：手动、自动任选

通信接口：以太网：IEEE802.3

检测器技术指标：

氢火焰离子化检测器（FID）：

检测限：Mt≤3×10-12g/s （正十六烷）；

噪音：≤5×10-14A

漂移：≤1×10-13A/30min

线性范围： ≥106

最高使用温度：≤450℃

火焰光度检测器（FPD）：

检测限：（P）≤5×10-13g/s；（S）≤8×10-12g/s

线性范围：105（P） 103（S）

热导检测器（TCD）：

气相色谱仪

灵敏度：S≥3500mV.ml/mg（正十六烷）（放大2、4、8倍任选）

噪声：≤10μV

基线漂移：≤30μv/30min

电子捕获检测器（ECD）：

检测限：≤1×10-14g/s

线性范围：104

放射源：63Ni

日本横河GC1000MARKⅡ过程气相色谱分析仪

50000元/台~140000.00元/台

主要特点:

采用热导检测器(TCD)，灵敏度高

新开发的电子压力控制器(EPC)

Y－吹扫型模式(电气部分)

提高的“人－机－界面”

新的PC维护软件，更易操作

技术参数:

测量对象：气体或液体。

测量原理：成分分离方式 洗提法

检测方式 TCD，FID，FPD

测量范围：

TCD 1ppm～100％

FID 1ppm～100％

FPD 1ppm～0.1％ 待测流路数：最多31路(包括标样流路)

待测成份数：最多255种

载气： 供给方式：EPC(电子压力控制器)

种类：H2，N2，Hc或Ar中的任一种或两种。

纯度：最低99.99％(露点－60℃以下)，有机成分5ppm。

压力：500～700kPa

消耗量：60～300mL/min

参考工作条件：

操作环境条件：－10～50℃，95％RH以下

保存条件：－10～85℃，无结露

电源：100～120VAC±10％，50/60Hz±5％

(GC1000S/E/W)，或

200～ 250VAC， 50/60Hz±5％(GC1000D/T/C)

Agilent气相色谱仪

产品型号：6890N

供应商报价：RMB 155000

品牌：安捷伦

产地：美国

技术指标：

检测器：FID检测限<5pg碳/s（丙烷）

柱箱温控范围：室温+4℃～450℃

分流/不分流毛细管柱进样口压力设定范围：0-100psi（可选0-150psi）

气相色谱仪

分流/不分流毛细管柱进样口总流量设定范围：0-200ml/minN2

0-1000ml/minH2或He

特点

1.大体积进样, 省去样品浓缩步骤

2. 简化的参数输入和系统控制，快速设置

3.完善的进样选项:分流/不分流进样(0-100 psi 和 0-150 psi)、填充柱进样、冷柱头进样、程序升温汽化进样口和挥发性物质分析接口

4.行业最广泛的灵敏的检测器(改进的火焰光度检测器)。改进后的火焰光度检测器对硫的灵敏度是以前检测器的5 倍，对磷的灵敏度是以前检测器的 10 倍,与标准 FPD 相比，对硫和磷都有极佳灵敏度。

5.其他通过安捷伦伙伴可选的检测器：包括 SCD、脉冲火焰光度检测器(PFPD) 和原子发射光谱检测器(AED)

6.内置的 Agilent 7683 自动进样器控制功能。如要实现高效率、室温顶空、微量液萃取和不同范围的进样体积，您只需简单地添加进样器和样品盘模块即可

7.可选择的进样技术，包括顶空进样、吹扫捕集和阀进样

8.各种数据处理选项，包括安捷伦 石化行业 QA/QC Cerity 网络化数据系统 和安捷伦 ChemStation Plus 系列产品 （包括 ChemStore C/S 和 ChemAccess）

9.具备快速气相色谱,的所有功能，可为您提供高度准确且一致的结果 － 比标准气相色谱仪快 10 倍

10.内置的法规遵从功能

六.应用领域：

1、石油和石油化工分析：

油气田勘探中的化学分析、原油分析、炼厂气分析、模拟蒸馏、油料分析、单质烃分析、含硫/含氮/含氧化合物分析、汽油添加剂分析、脂肪烃分析、芳烃分析。

2、环境分析：

大气污染物分析、水分析、土壤分析、固体废弃物分析。

3、食品分析：

农药残留分析、香精香料分析、添加剂分析、脂肪酸甲酯分析、食品包装材料分析。

4、药物和临床分析：

雌三醇分析、儿茶酚胺代谢产物分析、尿中孕二醇和孕三醇分析、血浆中睾丸激素分析、血液中乙醇/麻醉剂及氨基酸衍生物分析。

5、农药残留物分析：

有机氯农药残留分析、有机磷农药残留分析、杀虫剂残留分析、除草剂残留分析等。

6、精细化工分析：

添加剂分析、催化剂分析、原材料分析、产品质量控制。

7、聚合物分析：

单体分析、添加剂分析、共聚物组成分析、聚合物结构表征/聚合物中的杂质分析、热稳定性研究。

8、合成工业：

方法研究、质量监控、过程分析。