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GB/T 30431-2020《实验室气相色谱仪》国家标准发布

来源:市公检中心业务技术部 时间:2020-07-09

近日,国家标准委员会发布了GB/T 30431—2020《实验室气相色谱仪》,该标准规定了实验室气相色谱仪的性能要求、试验方法,适用于实验室气相色谱仪。各项要求如下:


关于仪器工作条件的要求

  • 环境温度:5 ℃~35 ℃;

  • 相对湿度:20%~80%;

  • 周围无强电磁场干扰,无腐蚀性气体和无强烈震动;

  • 通风良好,无强烈对流。


关于气路系统密封性:

  • 在室温条件下,载气、燃气及助燃气的气路系统在0.3 MPa下,30 min压降应不大于0.01 MPa。



关于载气流量稳定性:

  • 配置TCD和ECD的仪器,载气流量稳定性应不大于1%/10 min


柱箱温度控制系统的要求

  • 温度控制范围:最低可控温度不应高于室温以上20 ℃ ,最高工作温度不应低于350 ℃。

  • 温度稳定性:应不大于0.5%。

  • 设定温度的最小调节量:应不大于1 ℃。

  • 温度均匀度:应不大于 2.5%。

  • 设定温度 与实际温度之间的偏差:应不超过士3%。

  • 程序升温重复性:应不大于 1%。


关于检测器系统性能要求,如下表,并要求在低温、高温环境下,仪器的基线噪声、基线漂移均应符合下表要求

 


关于毛细管系统进样系统分流比范围:5 : 1~100: 1。


关于启动时间:

  • 对带有TCD和ECD的仪器,其启动时间应不大于4 h;

  • 对带有FID、FPD和NPD的仪器,其启动时间应不大于2 h。


定性重复性要求:仪器的定性重复性应不大于1%


定量重复性仪器的定量重复性应不大于3%

 


全文如下:




前言


本标准按照GB/T 1.1- 2009给出的规则起草。


本标准代替GB/T 30431-2013《实验室气相色谱仪》。


本标准与GB/T 30431—2013相比主要技术变化如下:


  • 修改了缩略语FID为氢火焰离子化检测器(见第3章,2013 年版的第3章);

  • 修改了仪器正常工作条件(见4.1,2013年版的4.1);

  • 修改了安全要求中接触电流的技术要求及安全试验方法(见4.3、5.3,2013年版的4.3.1、5.3);增加了载气流量稳定性的技术要求及方法(见4.5、5.5);

  • 修改了温度梯度为温度均匀度,修改相关检测方法(见4.6.4、5.6.3,2013年版的4.5.3、5.5.2);修改了毛细管分流比的范围(见4.8.5.8.3,2013年版的4.7.5.7.1.2);

  • 删除了记录仪[见2013年版的4.12b)、5.6];

  • 增加了高低温环境适应性和电源电压适应性的技术要求及方法(见4.12.4.13.5.125.13);

  • 删除了仪器运输、运输贮存中的碰撞试验(见2013年版的4.11、5.11);

  • 修改了仪器成套性的内容(见4.15,2013年版的4.12);

  • 增加了基线噪声和基线漂移的读取方法图示(见5.7.2.1图2、图3);

  • 修改了ECD和NPD试验参考条件,增加了针对不同试样TCD和FID的试验参考条件(见5.7.1表2,2013年版的5.6.1表2);

  • 增加了TCD的检测限技术指标及试验方法(见4.7表1.5.7.2.2);

  • 增加了TCD线性范围的试样苯-甲苯溶液(或正十六烷异辛烷溶液)(见5.7);

  • 修改了线性范围的试验条件和方法(见5.7 ,2013年版的5.6);

  • 修改了FPD(硫)检测限公式[见5.7.5.2式(11),2013年版的5.6.5.1式(8)];

  • 增加了试验设备、工具的计量性能要求(见5.1.2,2013年版的5.1.2);

  • 修改了启动时间的试验方法(见5.9,2013年版的5.8);

  • 增加了定性定量重复性的测量次数(见5.10、5.11,2013年版的5.9、5.10);

  • 修改了仪器检验项目表(见表3,2013年版的表3);

  • 修改了附录A(见附录A,2013年版的附录A)。




1 范围


本标准规定了实验室气相色谱仪的要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存。本标准适用于实验室气相色谱仪。


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。


GB/T 191-2008包装 储运图示标志


GB/T2829-2002周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验)


GB/T11606--2007分析仪器环境试验方法.


GB/T 13384—2008机电产品包装通用技术条件


GB/T30430气相色谱仪测试用标准色谱柱


GB/T 34065—2017分析仪器的安全要求


3 缩略语


下列缩略语适用于本文件。


TCD:热导检测器(Thermal Conductivity Detector )

FID:氢火焰离子化检测器(Flame Ionization Detector)

ECD:电子捕获检测器( Electron Capture Detector)

FPD:火焰光度检测器(Flame Photometric Detector)

NPD:氮磷检测器( Nitrogen Phosphorous Detector)


4 要求


4.1 仪器正常工作条件


仪器在下列条件下应能正常工作:


a) 环境温度:5 ℃~35 ℃;


b)相对湿度:20%~80%;


c)周围无强电磁场干扰,无腐蚀性气体和无强烈震动;


d) 供电电源:交流电压220 V士22 V,频率50 Hz士0.5 Hz;


e) 接地要求:仪器可靠接地(接地电阻≤4Ω);


f)通风良好,无强烈对流。


4.2 外观要求


外观应满足如下要求:


a)外观整齐 、清洁,表面无明显剥落、擦伤、露底及污垢;


b)所有铭牌及标志应耐久和清楚,内容符合相关法规、标准的要求;


c)所有紧固件不得松动、各种调节件灵活,功能正常;


d)零件表面不得锈蚀;


e)仪器可拆部分应能无障碍地拆装。


4.3 安全要求


4.3.1接触电流


4.3.1.1在正常工作条件下,仪器接触电流应不大于0.5 mA(有效值)或0.7 mA(峰-峰值)。


4.3.1.2在单一 故障条件下,仪器接触电流应不大于3.5 mA(有效值)或5 mA(峰-峰值)。


4.3.2 介电强度


电源相、中连线与机壳间承受1500V、50Hz交流电压,历时1min应无击穿和飞弧现象。


4.3.3 保护接地


保护接地电阻应不大于0.1Ω。


4.3.4 安全保护标识


对于安装放射源检测器的仪器,应在其外部有放射源安全图案及标识;仪器的高温加热区应有防烫伤标识。


4.4 气路系统密封性


在室温条件下,载气、燃气及助燃气的气路系统在0.3 MPa下,30 min压降应不大于0.01 MPa。


4.5 载气流量稳定性


配置TCD和ECD的仪器,载气流量稳定性应不大于1%/10 min。


4.6 柱箱温度控制系统


4.6.1温度控制范围:最低可控温度不应高于室温以上20 ℃ ,最高工作温度不应低于350 ℃。


4.6.2温度稳定性:应不大于0.5%。


4.6.3设定温度的最小调节量:应不大于1 ℃。


4.6.4温度均匀度:应不大于 2.5%。


4.6.5设定温度 与实际温度之间的偏差:应不超过士3%。


4.6.6程序升温重复性:应不大于 1%。


4.7 检测器系统性能要求


检测器系统性能要求见表1。


表1检测器系统主要性能指标


4.8毛细管系统


进样系统分流比范围:5 : 1~100: 1。


4.9 启动时间


仪器检测器不同,启动时间有差异,要求如下:


a) 对带有TCD和ECD的仪器,其启动时间应不大于4 h;


b)对带有FID、FPD和NPD的仪器,其启动时间应不大于2 h。


4.10定性重复性


仪器的定性重复性应不大于1%,


4.11定量重复性


仪器的定量重复性应不大于3%。


4.12高低温环境适应性


在低温、高温环境下,仪器的基线噪声、基线漂移应满足4.7的要求。


4.13电源电压适应性


在电源电压变化条件下,仪器的基线噪声、基线漂移、定性重复性和定量重复性应满足4.7.4.10和4.11的要求。


4.14运输、运输贮存


仪器在运输包装状态下,包括低温贮存、高温贮存、跌落、交变湿热,按GB/T 11606-2007表1中运输、运输贮存的要求进行试验。其中:高温55 ℃;低温一20 ℃;交变湿热相对湿度95%、温度55 ℃;倾斜跌落高度250 mm。试验后,包装箱不应有较大变形和损伤,受试仪器不应有变形松脱、涂覆层剥落等机械损伤;将仪器置于正常工作条件下进行检验,应符合4.2~4.11的要求。


4.15成套性


全套仪器至少应包括以下部分:a)气相色谱仪 主机一台;b) 必需的附件和备件一套。


5 试验方法


5.1试验条件


5.1.1试验环境 条件见4.1。


5.1.2试验设备 、工具


仪器试验用设备和工具如下:


a)接触/泄漏电流测试仪:准确度优于5级;


b)数字万用表;


c) 耐电压测试仪:交流电压0 V~1 500 V,频率为50 Hz,准确度优于5级;


d)接地电阻测试仪 ;准确度优于5级;


e) 压力表;0 MPa~0.4 MPa,最小分度不大于0.002 MPa的弹性元件式压力表,或者满足技术要求的其他类型压力仪表;


f) 铂电阻温度计:Pt100[R(0)=100 Q;系数W=0.003 85,耐温不低于400 C,最大允许误差(MPE):士0.3 ℃];


g)秒表:分度值0.01 s;


h)色谱数据工作站;


i) 色谱柱:符合GB/T 30430的要求;


j) 微量注射器:量程1 μL或10 μL,相对扩展不确定度Ure\≤2%(k=2);


k)流量计;测 量范围0 mL/ min~ 100 mL/ min,准确度不低于1.0级;


l) 巡检仪: MPE:+0.3 ℃;


m)空盒气压表:测量范围800 hPa~1 060 hPa,MPE:士2.0 hPa;


n) 温度试验箱:温度:5 ℃~40 ℃,容积:大于仪器体积的3倍,MPE:士2 ℃;


o) 调压变压器:测量范围0 V~250 V,功率大于仪器额定功率的1.2倍。


5.1.3标准物质、试剂


试验用标准物质和试剂如下:


a)载气:纯度 不低于99.995%;


b)燃气:氢气纯度 不低于99.99%;


c)助燃气:不得含有影响仪器正常工作的灰尘、烃类、水分及腐蚀性物质;d)氮中甲烷气:摩尔分数 100X10-6~1 000X10-6;


e)苯-甲苯溶液;


f)正十六烷-异辛烷溶液;


g)丙体六六六-异 辛烷(Y-666/异辛烷)溶液;h)甲基对硫磷无水乙醇溶液;


i)偶氮苯-马拉硫磷-异辛烷溶液。


5.2 外观检查


目视和手感进行。


5.3 安全试验


5.3.1接触 电流


按GB/T 34065—2017中6.2.2规定方法进行。


5.3.2介电 强度


按GB/T 34065—2017中6.3.2 规定方法进行。


5.3.3保护接地


按GB/T 34065—2017中6.4.2规定方法进行。


5.3.4安全保护标识


目视检查。


5.4 气路系统密封性


5.4.1载气气路系统密封性


堵住出口,将压力表连接在系统当中,按分析程序通人载气,用调节阀使阀后压强为0.3 MPa,关断气源,使系统稳定5min,观察30min后的压降。


5.4.2燃气气路系统密封性


在燃气人口通入氢气,堵住其出口,将压力表连接在系统当中,用调节阀使系统压强达到0.3 MPa,关断气源,稳定5 min, 观察30 min后的压降。


5.4.3助燃气气路系统密封性


在助燃气人口通人空气,堵住其出口,将压力表连接在系统当中,用调节阀使系统压强达到0.3MPa,关断气源,稳定5min,观察30min后的压降。


5.5 载气流量稳定性


选择适当的载气流量,稳定后,用流量计测量检测器出口载气流量10 min,均匀分配时间间隔,连续记录7次,计算相对标准偏差(RSDp)为载气流量稳定性,见式(1)。


5.6 柱箱温度控制系统


5.6.1温度控制范围及稳定性


在柱箱有效空间内,固定好温度计或巡检仪。按照仪器最低可控温度和最高工作温度的90%两个温度点分别进行试验。观察10 min,每分钟记录一-次,按式(2)计算温度稳定性,取两个温度点的测量结果的较大值为柱箱温度稳定性。


按照上述方法测试,温度稳定性满足4.6.2要求的最低可控温度和最高工作温度为温度控制范围上下限。


5.6.2设定温度的最小调节量


目视检查。


5.6.3温度均匀度


在柱箱的有效工作空间内,按图1所示A1、A2、A3、A4、A5选择测试点。测量位置见图1。


固定标准铂电阻或巡检仪。选最低可控温度和最高工作温度的90%两个点,分别进行试验。待温.度稳定后,用数字万用表分别测量每个铂电阻的电阻值,查表得相应的温度,或直接读取温度值,按式(3)计算温度均匀度,取两个温度点的测量结果的较大值为柱箱温度均匀度。


5.6.4设定温度与实际温度之间的偏差


见5.6.3的测试方法,按式(4)计算不同空间点设定温度与实际温度之间的偏差,取其绝对值较大的偏差为柱箱的设定温度与实际温度之间的偏差。


5.6.5程序升温的重复性


在柱箱的有效工作空间内任选-一点,固定一个标准铂电阻温度计或巡检仪,选定初温60℃,终温为250 ℃ ,升温速率10℃/min 左右。待温度稳定后,开始程序升温,每分钟记录数据一次,直至终温稳定。重复测量3次,按式(5)计算相应点的最大相对偏差,取其最大值为程序升温的重复性。


5.7 检测器系统


5.7.1检测器系统试验条件


检测器系统试验参考条件见表2。


表2检测器系统试验参考条件


5.7.2热导检测器(TCD)系统


5.7.2.1基线噪声和基线漂移


设置色谱数据工作站相关参数,待仪器稳定后,记录不少于30 min的基线,选取所记录基线中噪声较大的5min作为计算噪声的基线,以1min为界画平行包络线,测量两条平行线间垂直于时间轴的距离(见图2),按式(6)计算基线噪声。五个平行包络线宽度的平均值,作为检测器基线噪声。读取连续运行30min的基线漂移,即噪声包络线的平均斜率(见图3)。


5.7.2.2灵 敏度和检测限


试样为浓度5 mg/mL的苯-甲苯溶液。


设置色谱数据工作站相关参数,仪器工作稳定后,进样1 μL,连续进样7次,用色谱数据工作站计算出苯峰面积,计算7次的算术平均值,按式(7)计算灵敏度。按式(8)计算检测限。


5.7.2.3线性范围5.7.2.3.1试验 条件


试样为苯-甲苯溶液(或正十六烷异辛烷溶液),在线性范围内均匀选择不少于五个点的浓度,其余条件同5.7.1。


5.7.2.3.2试验方法


仪器工作稳定后,进样1 μL,每种浓度溶液各进样3次,取苯(或正十六烷)的峰面积算术平均值,.作进样量和峰面积关系曲线,线性系数γ不低于0.99条件下的最大进样量和最小进样量之比即为该检测器系统的线性范围。


5.7.3氢火焰离子化检测器(FID)系统5.7.3.1基线噪声、基线漂 移


见5.7.2.1。


5.7.3.2检 测限


试样为浓度100ng/μL正十六烷异辛烷溶液。


设置色谱数据工作站相关参数,仪器工作稳定后,进样1 μL,连续进样7次,用色谱数据工作站算出正十六烷的峰面积,计算7次峰面积的算术平均值,按式(9)计算检测限。


5.7.3.3线 性范围


5.7.3.3.1试验条件.


试样为正十六烷-异辛烷溶液,在线性范围内均匀选择不少于五个点的浓度,其余条件同5.7.1。


5.7.3.3.2试验方法


仪器工作稳定后,进样1 μL,每种浓度溶液各进样3次,取正十六烷的峰面积算术平均值,做进样量和峰面积关系曲线,线性γ=0.999的最大进样量和最小进样量之比即为该检测器系统的线性范围。


5.7.4电子捕获检测器(ECD)系统.


5.7.4.1基线噪声、基线漂移.见5.7.2.1。


5.7.4.2检测限


试样为浓度0.1 ng/μL丙体六六六-异辛烷(Y-666/异辛烷)溶液。


设置色谱数据工作站相关参数,待仪器稳定后,进样1 μL,连续进样7次,用色谱数据工作站计算出丙体六六六峰面积,取丙体六六六峰面积的算术平均值,按式(10)计算检测限。


5.7.4.3线性范 围


5.7.4.3.1试验条件


试样为丙体六六六的异辛烷溶液,在线性范围内均匀选择不少于五个点的浓度,其余条件同5.7.1。


5.7.4.3.2试验方 法


仪器稳定后,进样1 μL,每种溶液各进样3次,取丙体六六六峰面积的算术平均值,做进样量和峰面积关系曲线,线性系数γ不低于0.99条件下的最大进样量和最小进样量之比即为该检测器系统的线性范围。


5.7.5火焰光度检测器(FPD)系统5.7.5.1基线噪声、基线漂移


见5.7.2.1。


5.7.5.2硫型或磷型检测限


试样为10ng/pL甲基对硫磷-无水乙醇溶液。


设置色谱数据工作站相关参数,待仪器稳定后,进样1 μL,连续进样7次,取峰高和峰高1/4处峰宽的算术平均值,按式(11)计算FPD对硫的检测限,按式(12)计算FPD对磷的检测限。


5.7.5.3线性范围


5.7.5.3.1试验条件


硫型试样为甲基对硫磷的无水乙醇溶液,在线性范围内均匀选择不少于五个点的浓度。色谱条件同5.7.1。


磷型试样为甲基对硫磷的无水乙醇溶液,在线性范围内均匀选择不少于五个点的浓度。色谱条件同5.7.1。


5.7.5.3.2试样方法


试验分硫型和磷型,方法如下:


a)硫型:仪器稳定后,进样1μL,每种溶液各进样3次,取硫峰面积的算术平均值,做进样量和峰面积关系曲线,线性系数γ不低于0.99条件下的最大进样量和最小进样量之比即为该检测器系统的线性范围;


b) 磷型:仪器稳定后,进样1 μL,每种溶液各进样3次,取磷面积的算术平均值,做进样量和峰面积关系曲线,线性系数γ不低于0.99条件下的最大进样量和最小进样量之比即为该检测器系统的线性范围。


5.7.6氮磷检测器(NPD)系统5.7.6.1基线噪声 、基线漂移


见5.7.2.1。


5.7.6.2检 测限


试样为浓度为10 ng/μL的偶氮苯-10 ng/μL马拉硫磷-异辛烷混合溶液。


设置色谱数据工作站相关参数,待仪器稳定后,进样1 μL,连续进样7次,用色谱数据工作站分别算出偶氮苯和马拉硫磷峰面积,分别取峰面积的算术平均值,按式(13)计算氮的检测限,按式(14)计算磷的检测限。


5.7.6.3线性范 围


5.7.6.3.1试验 条件


试样为偶氮苯-马拉硫磷-异辛烷混合溶液。在线性范围内均匀选择不少于五个点的浓度。色谱条.件同5.7.1。


5.7.6.3.2试验方法


仪器稳定后,进样1pL,每种溶液各进样3次,分别取马拉硫磷和偶氮苯峰面积的算术平均值,做进样量和峰面积关系曲线,线性系数γ不低于0.99条件下的最大进样量和最小进样量之比即为该检测器系统的线性范围。


5.8 毛细管分流比的测定试验


5.8.1 试验条件


试验条件包括:


a) 色谱柱:按GB/T 30430;


b)试样:氮中甲烷气体标准物质。其余条件同5.7.1。


5.8.2 试验方法


仪器在.上述工作条件下稳定后,进样5次,并用秒表测量甲烷的保留时间,算出5次进样保留时间的算术平均值,按式(15)计算柱的平均线速度。


在保证毛细管柱线速度为10 cm/s~15 cm/s的条件下,调节分流阀,使其分流比分别为10 : 1、50:1、100:1三点,并观察分流比的可调性。


5.9 启动时间


仪器在灵敏度或检测限合格条件下关机4 h以上,重新启动使其基线噪声和基线漂移满足4.7技术指标的要求所需的时间。


5.10 仪器的定性重复性


仪器的定性重复性以连续测量7次溶质保留时间的相对标准偏差RSD定性表示,计算见式(18)。


RS


5.11 仪器的定量重复性


仪器的定量重复性以连续测量7次溶质峰面积测量的相对标准偏差RSD定量表示,计算见式(19)。


5.12 高低温环境适应性


按GB/T 11606—2007中第4章和第5章进行,其中低温5 ℃士2 ℃,高温35 ℃士2 ℃。按5.7试验过程,对仪器进行基线噪声、基线漂移试验。


5.13 电源电压适应性


按GB/T 11606—2007中第3章进行,先将电压从220 V调至198 V,按5.7试验过程,对仪器进行基线噪声、基线漂移、定性重复性和定量重复性试验;电源电压再调至242V,重复.上述试验。


5.14 运输、运输贮存试验


仪器在运输包装状态下,按GB/T 11606-2007中第8章、第15章、第16章和第17章的方法进行。


5.15 仪器的成套性


目视检查。


6 检验规则


6.1 检验分类


仪器检验分出厂检验和型式检验。


6.2 出厂检验


6.2.1每台仪 器应经制造厂检验部门检验合格,并附有合格证。6.2.2仪器出厂 检验项目应按表3的要求进行。


6.3 型式检验


6.3.1有 下列情况之-一时,按4.2~4.15要求进行型式检验:


a) 新仪器和老仪器转厂生产的试制定型;


b)正式生产后,如结构、材料、工艺有较大改变可能影响产品性能时;


c) 正常生产的产品应每三年进行一次;


d)产品长期停产后,恢复生产时;


e) 出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时;


f)国家质量监管部门提出进行型式检验的要求时。


6.3.2型式检验的样品应从出厂检验合格的产品中随机抽取。


6.3.3型式检验应按 GB/T 2829—2002 的规定进行,采用一次抽样,装置的检验项目、不合格质量水平(RQL)、判别水平(DL)按表3规定进行。批质量以每百单位产品的不合格数表示。


6.3.4若型式检验不合格,应分析 原因找出问题并落实措施,对装置产品改进后,重新进行型式检验。若再次型式检验不合格,则应停产整顿,装置停止出厂,待问题解决,型式检验合格后方可恢复出厂检验。


6.3.5型式检验合格,经出厂 检验合格方可作为合格品出厂或入库。若人库超过12个月再出厂,则应重新进行出厂检验。


表3仪器检验项目表


7标志、包装、运输、贮存


7.1 仪器的标志


仪器在适当的明显位置固定铭牌,其上应有如下标志:a)制造厂名称、地址;


b) 仪器名称、型号规格;


c) 出厂编号;


d) 制造日期;


e) 应标志的技术参数;


f)有关法规规定的其他信息。


7.2 包装


7.2.1仪 器包装应执行GB/T 13384—2008 。


7.2.2 包装箱的标志应清晰、牢固,内容如下:


a) 制造厂名称、地址;


b)仪器名称 、型号规格;


c) 外型尺寸:长X宽X高,单位为毫米(mm);毛重和净重,单位为千克(kg);d) 出厂编号、包装箱序号、数量及出厂日期;


e) 包装储运图示标志“易碎物品”“向上”“怕雨”等应符合GB/T 191—2008规定。7.2.3 随机文件,包括:


a) 装箱单;


b)产品合格证;


c) 使用说明书(关于安全的要求应符合GB/T 34065-2017有关规定);


d)备件清单等。


7.3 运输


在运输方面有特殊要求的仪器,应规定其运输要求,一般应防止强烈地冲击、雨淋及曝晒。


7.4 贮存


仪器贮存的温度为0 ℃~40 ℃、相对湿度不大于85%、室内无酸、碱及腐蚀性气体,必要时可在产品标准中特殊规定。



附录A

规范性附录

载气流量的校正


A.1检测器 出口流量校正


检测器出口测得的载气流量通常在室温下测量,应按公式(A.1)校正。


A.2分流比测定试验流量校正


分流阀出口测得的分流流量,应按公式(A.2)校正。