《便携式气相色谱仪(光离子化检测器)校准规范》编制说明

1、便携式气相色谱仪（光离子化检测器）校准规范（征求意见稿）编制说明便携式气相色谱仪（光离子化检测器）校准规范标准编制组二一九年十月目录一、任务来源与编制情况3二、规范制定的目的和意义3三、规范制定的原则和依据3四、工作过程4五、规范制定的主要内容及说明5一、任务来源与编制情况项目名称 ：便携式气相色谱仪（光离子化检测器）校准规范项目统一编号 ：JJFZ（建材） 012-2018根据工业和信息化部办公厅关于印发 2018 年行业计量技术规范修订计划的通知工信厅科函【 2018】210 号文要求，由中国科学院电子学研究所牵头， 北京市劳动保护科学研究所， 天津电子检测所，南通东昌环保，长园深瑞继保自

2、动化有限公司等单位组成的便携式气相色谱仪（光离子化检测器）校准规范编写小组，对规范进行制定。二、规范制定的目的和意义工业废气、建筑材料与家具有害气体释放、 汽车尾气排放及突发性环境污染事件等均直接威胁到人们的生命与财产安全， 迫切需要针对环境污染及毒害气体快速、准确、高灵敏的现场检测新技术。针对建筑材料及家具释放的 VOCs 监测、突发性环境污染毒害气体监测、工业园区 VOCs 的监测及追踪溯源等， 国内外大多采用 GC-FID（氢火焰离子化检测器） 检测技术标准，但该技术存在以下问题：(1) GC-FID 在检测烷烃、芳香烃、多环芳烃等 VOCs 化合物时，其检测灵敏度比 PID 低 5-1

3、0 倍；(2) GC-FID 需要的气源更多，需要空气、高纯载气还有高危的氢气，一方面增加了系统体积，不利于便携性，另一方面，高危氢气很容易造成安全事故。 而便携式光离子化气相色谱仪是一种具有高灵敏度、 应用范围广的广谱检测仪， 与传统检测方法相比具有体积小、精度高、功耗低、响应快、可连续测试、等突出优点，可检测离子电位不大于 12eV 的化合物，如烷烃、芳香族、多环芳烃、醛类、酮类、脂类、胺类、有机磷、有机硫化物以及一些有机金属化合物。为了填补国内便携式 GC-PID 检测技术标准的的空白，加强便携式检测仪现场检测技术研究及校准体系建设， 从而对环境毒害气体高灵敏高精度快速检测技术的发展产生

4、积极影响， 牵头单位提出了 “便携式气相色谱仪（光离子化检测器）校准规范 ”的编制计划。三、规范制定的原则和依据本规范是以 JJF 1071-2010国家计量校准规范编写规则 、 JJF1001-2011通用计量术语及定义 、JJG 700-2016气相色谱仪和 JJF1172-2007挥发性有机化合物光离子化检测仪校准规范为基础和依据编写的。四、工作过程2018 年 06 月，依照 “工业和信息化部办公厅关于印发 2018 年行业计量技术规范修订计划的通知 ”工信厅科函【2018】210 号文要求，由中国科学院电子学研究所，北京市劳动保护科学研究所、 天津电子检测所，南通东昌环保等单位的专业

5、技术人员组成编制小组，展开 “便携式气相色谱仪（光离子化检测器）校准规范”的编制工作。1. 成立标准编制小组2018 年 07-12 月，收集整理国内外相关标准和其它相关资料文件，全面了解各地区便携式检测仪的使用、检定和校准情况，同时开展参编单位征集工作；2019 年 01-03 月，遴选参编单位，在北京组织召开技术研讨会议，对编制工作进行分工，开始技术规范的编写。2. 完成送审稿编写2019 年 04-05 月，进行必要的试验验证和比对，编写征求意见稿草案，参加 “2019年工信部建材行业计量技术规范工作会 ”对编制工作进行汇报；2019 年 06-09 月，完善校准规范征求意见稿草案，形成

6、校准规范征求意见稿；2019 年 10-12 月，将校准规范征求意见稿发往有关单位征求意见，收集、整理回函意见，提出征求意见汇总处理表，完成校准规范送审稿。3. 下一步工作计划2020 年 01-03 月，校准规范送审稿第一次会议审查（预计）；2020 年 04-06 月，对审查意见进行汇总处理，修改、完善校准规范送审稿（预计）；2020 年 07-09 月，校准规范送审稿第二次会议审查，修改、完善送审稿，形成校准规范报批稿（预计） ；2020 年 10-12 月，对校准规范报批稿及报批材料进行审查，对存在的问题进行协调和完善（预计） 。五、规范制定的主要内容及说明本规范是以JJF 1071-

7、2010国家计量校准规范编写规则 、 JJF1001-2011通用计量术语及定义 、JJG 700-2016气相色谱仪和 JJF1172-2007挥发性有机化合物光离子化检测仪校准规范为基础和依据，综合我国便携式色谱仪的研发和使用现状， 对便携式气相色谱仪（光离子化检测器）校准规范进行制定。1.适用范围本校准规范规定了对可用于现场检测的便携式或固定式气相色谱仪的计量性能进行校准的计量特性、校准条件、校准项目、校准方法、校准结果的处理及校准周期。本校准规范适用于首次校准、后续校准和使用中校准。2.引用文件本校准规范引用下列技术条件：JJF 1071-2010国家计量校准规范编写规则JJF 100

8、1-2011通用计量术语及定义JJG 700-2016气相色谱仪JJF 1172-2007挥发性有机化合物光离子化检测仪校准规范凡是注日期的引用文件， 仅注日期的版本适用于本方法；凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本方法。3.术语与计量单位引用文件中相关术语适用于本校准规范。3.1 术语微 型 气 相 色 谱 柱Microgas chromatographiccolumn(MicroGC column)用来对混合气体进行分离的器件。光离子化检测器Photoionization Detector用来对各 VOCs 组分进行高灵敏检测的传感器。分离时间Separation time混合气体从

9、进入微型色谱柱到所有组分从微色谱柱离开所用的总时间。理论塔板数 Theoretical plate number 微型色谱柱的分离效能。检测范围Detection range光离子化检测器所能检测到的组分浓度范围。响应时间Response time光离子化检测器进样后， 传感器输出达到最终数值90%所需要的时间。最低检出浓度Minimum detection concentration光离子化检测器所能检测到的组分最低浓度。3.2 计量单位长度单位：米，符号m；或毫米，符号mm。容积单位：立方米，符号m3；或升，符号 L ；或毫升，符号 mL。流量单位：升每分，符号 L/min ；毫升每分，符

10、号 mL/min 。时间单位：小时，符号h；分钟，符号min；秒，符号s。压力单位：帕 斯卡 ，符号 Pa；或千帕，符号kPa。温度单位：摄氏度，符号；或卡尔文，符号K。4.概述便携式气相色谱仪是可用于现场检测的便携式或固定式的光离子化色谱仪，通过载气把样品输入到色谱柱，样品中各组分在色谱柱中气相和固定相间的分配， 由于分配系数不同实现分离，并最终通过光离子化检测器进行检测， 根据各组分的保留时间和响应值进行定性和定量分析。仪器主要由自动进样系统、分离系统、温控系统、检测系统和数据处理系统等组成。5.计量特性5.1 外观仪器外观良好；各开关、旋钮或按键能正常操作和控制，指示灯显示清晰正确；仪器

11、上应标明制造单位名称、 型号、编号和制造日期。 5.2 正常工作性气相色谱仪及校准装置各固定连接部件应连接可靠，可动部件应运动灵活，各部件在工作范围内应正常工作，示值稳定。5.3 气路系统在正常操作条件下，用试漏液检查气源至仪器所有气体通过的接头和管路，应无泄漏。5.4 技术指标仪器的计量性能应符合表1 中的要求。表 1 便携式气相色谱仪的计量性能要求检定项目计量性能要求载气流速稳定性（ 10min）1.0%柱箱温度稳定性（ 10min）0.5%程序升温稳定性2.0%基线噪声0.01mV基线漂移（ 30min）1.0mV灵敏度800mV·mL/mg定性重复性1.0%定量重复性1.0%

12、6.校准条件6.1 环境条件a) 环境温度：（550）；b) 环境相对湿度：（2085）RH%；c) 大气压力：实验室气压；d) 应用良好的接地及防静电措施；e) 其他条件：无影响校准工作的气流、 杂光、机械振动和电磁等干扰。6.2 载气载气可使用氦气、氮气和空气，为了提高便携性及工作时间，优选净化的空气为载气。6.3 校准用设备校准所用计量器具应经过计量技术机构检定合格 （或经校准），满足校准使用要求，并在有效期内。7.校准项目具体校准项目见表 2。表 2 校准项目一览表检定项目首次校准后续校准使用中检查通用技术要求+-载气流速稳定性+-柱箱温度稳定性+-程序升温重复性+-基线噪声+基线漂移

13、+灵敏度+定性重复性+定量重复性+注：1 “ +为”需要校准项目； “ -为”不需要校准项目。2 经维修或更换检测器后对仪器计量性能有较大影响的仪器后续校准按首次校准要求进行。8.校准方法8.1. 通用技术要求的检查按 5.1 和 5.2 要求，用目测及手动法进行检查。8.2 载气流速稳定性校准选择适当的载气流速，待稳定后，用流量计连续测量7次。以 7次测量平均值的相对标准偏差为稳定性。8.3 温度校准柱箱温度稳定性校准把温度计的探头固定在柱箱中部， 设定柱箱温度为 60，待仪器温度稳定后， 连续测量 10min，每分钟记录一个数据， 按公式（1）计算柱箱温度稳定性t1。tmaxt min10

14、0%（1）t1t式中：tmax 是温度测量的最高值， 单位为 ；tmin 是温度测量的最低值，单位为 ； t 是温度测量的平均值，单位为 。注：对于采用密封式柱箱的仪器不做此项。程序升温重复性校准按的链接方法，选定初温 40，终温 120，升温速率 8 /min，待初温稳定后，开始程序升温，每分钟记录数据一次，直至达到终温。此实验重复 3 次，按公式（ 2）计算出相应点的相对偏差，取其最大值为程序升温重复性。tmaxtmin100%（2）t 2t式中：tmax 是温度测量的最高值， 单位为 ；tmin 是温度测量的最低值，单位为 ； t 是温度测量的平均值，单位为 。注：对于没有程序升温功能的

15、气相色谱仪不做此项。8.4 检测器性能校准检测器性能校准条件见表3。表 3 检测器性能校准条件一览表设备及项目检测器及校准条件色谱柱类型极性载气种类N2、He、空气柱箱温度60进样系统温度120噪声和漂移按表 3 的校准条件，记录基线30min，选取基线中相邻峰中最大信号值为仪器的基线噪声；仪器开机稳定后，记录基线30min，基线偏离起始点最大的相应信号值为仪器的基线漂移。灵敏度根据仪器进样系统选择使用氮气中的甲苯气体标准物质或空气中的甲苯气体标准物质中的一种进行校准。按表 3 的校准条件，通入摩尔分数为（ 10010000）mol/mol的甲苯气体标准物质，连续测量 7 次，记录甲苯峰面积。

16、灵敏度按公式（ 3）计算。SPIDAFC（3）W式中：SPID 为仪器的灵敏度， mV·mL/mg；A 为甲苯峰面积算术平均值， mV·min；W 是甲苯的进样量， mg；FC 是校正后的载气流速，mL/min ；载气流速的校正见附录A。8.5 定性和定量重复性校准仪器的定性和定量重复性以连续测量7 次溶质的保留时间和峰面积测量的相对标准偏差RSD 表示，相对标准偏差RSD 按公式（ 4）计算：RSD式中：n2xii 1x1（ 4）n1100%xRSD 是定性或定量重复性相对标准偏差； n 是测量次数； xi 是第 i 次测量的保留时间或峰面积； x 是第 i 次测量的保留时间或峰面积；i 是进样序号。9.校准结果的处理按表 1 技术要求校准全部合格的仪器，发给校准合格证书；任何一项不合格，则判定仪器为不合格； 校准不合格的仪器发给校准结果通知书，并注明不合格项。校准证书或报告应至少包括如下信息：a) 标题， “校准证书 ”；b) 实验室名称和地址；c) 进行校准的地点（如果与实验室的地址不同） ；d) 证书或报告的唯一性标识（如编号） ，每页及总页数的标识；e) 送校单位的名称和地址；f) 被校对象的描述和明确标识；g) 进行校准的日期，若与校准结果的有效性及应用有关时，应说明被校对象的