气相色谱仪检定装置技术报告

1、计量标准技术报告计量标准名称气相色谱仪检定装置计量标准负责人孙现超建标单位名称（公章）湖北省计量测试技术研究院填写日期2012.05建立计量标准的目的计量标准的工作原理及其组成计量标准器及主要配套设备计量标准的主要技术指标环境条件计量标准的量值溯源和传递框图计量标准的重复性试验计量标准的稳定性考核检定或校准结果的测量不确定度评定十、检定或校准结果的验证十一、结论十二、附加说明一、建立计量标准的目的随着检测技术的发展，气相色谱仪已广泛应用于电子，医药，航空航天等领域，且每年呈递增趋势。武汉地处光谷，药谷中心，为电子，医药，航空航天领域提供量值溯源，成为我们责无旁贷的任务。因此建立该项目计量标准，

2、有着十分重要的意义。二、计量标准的工作原理及其组成气相色谱仪检定装置根据JJG700-1999气相色谱仪检定规程提供的方法,该计量标准由检定液相色谱仪用标准物质、秒表、皂膜流量计、数字温度计、直流数字电压电流表、空盒气压表组成。主要检定项目如下：1、用秒表和皂膜流量计检定载气流速稳定性2、用数字温度计检定柱箱温度稳定性和程序升温重复性3、用直流数字电压电流表检定衰减器换挡误差4、用秒表检定基线噪音和基线漂移5、用检定气相色谱仪用标准物质检定检测器的灵敏度或检测限6、用检定气相色谱仪用标准物质检定定量重复性皂膜流量计、秒表温、湿度试验设备检定系统气相色谱检定用标准溶液三、选用的计量标准器及主要配

3、套设备计量标准器名称型号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差制造厂及出厂编号检定证书号苯-甲苯溶液10mLTCDUrel=3%(k=2)Urel=3%(k=2)Urel=3%(k=2)Urel=3%(k=2)国家标物中心;11001国家标物中心1113国家标物中心;1001国家标物中心11001GBW(E)130101GBW(E)130102正十六烷-异辛烷溶液10mLFID甲基对硫磷-无水乙醇溶液10mLFPDGBW(E)130103丙体八八八一异辛烷10mLECDGBW(E)130104主要配套设备便携式数字温度计JM222L(-50100)C0.1C天津今明仪器有限公司;A0507

4、196JL110919135301数字繁用表196(0300)MQUrel=1X10-4(k=2)KEITHLEY;421446JL111231095601四、计度标准的主要技术指标1、气相色谱检定用标准溶液，/、确定度3%a、苯-甲苯溶液,5mg/ml或50mg/ml;b、正十六烷-异辛烷溶液，100ng/叱l或1000ng/口；c、甲基对硫磷-无水乙醇溶液，10ng/卜l;d、丙体八八,八,-异辛烷溶液，0.1ng/口；五、环境条件项目要求实际情况结论温度(535)C20c土5C合格湿度(2085)%60%15%合格干扰因素与实验无关的易爆、易燃和强腐蚀的物品、无强机械振动和电磁干扰无合格

5、七、计量标准的测量重复性考核选一台性能稳定可靠、美国安捷伦公司生产的型号为6890气相色谱仪。使用国家标准物质中心研制的同一批次不同瓶的102ng/口正十六烷-异辛烷溶液，在重复条件下连续测量10次，由峰面积（PA.s）的测量结果，计算测量值的实验标准偏差，结果如下（检测FID检测器为例）峰回积（PA.s）12345678910Xi3124.013087.843143.313100.873167.573071.143000.583201.253154.393054.98X3110.594xiX13.416-22.75432.716-9.72456.976-39.454-110.01490.65

6、634.796-55.614n_.四X）21s11U=100%（n1）x计算结果：S1=1.9%测试结果：测量不确定度评定中的重复性数据S2=2.24%则，S1S2符合要求故本装置的测量重复性符合计量标准考核规范要求八、计量标准的稳定性考核因为使用国家标准物质中心研制的气相色谱检定用标准溶液，稳定性良好，为消耗性计量标准，不需做计量标准的稳定性考核。九、测量不确定度评定1、概述测量依据：JJG700-1999气相色谱仪检定规程计量标准：主要计量标准为苯-甲苯、正十六烷-异辛烷、甲基对硫磷-无水乙醇、丙体六六六-异辛烷、偶氮苯-马拉硫磷溶液标准物质表1.实验室计量标准器和配套设备序号设备名称技术

7、性能1苯-甲苯溶液标准物质GBW(E)1301015.00mg/ml2正十六烷-异辛烷溶液标准物质GBW(E)130102100ng/口3甲基对硫磷-无水乙醇溶液标准物质GBW(E)13010310.6ng/口4丙体六六六-异辛烷溶液标准物质GBW(E)1301040.102ng/pl5偶氮苯-马拉硫磷溶液标准物质BW5026偶氮苯：9.4ng/pl马拉硫磷：9.3ng/6钳电阻测量范围(0200)C7皂膜气体流量标准装置(050)ml/min被测对象表2.被测气相光谱仪的分类检测器种类气相色谱仪TCD;FID;FPD;ECD;NPD环境条件：温度(530)C,相对湿度20%85%;测量方法：

8、在仪器处于正常工作状态下，用微量进样器注入1仙溶液标准物质，记录峰面积A(TCD,FID,FPD测P,ECD,NPD)或峰高h和峰高1/4处峰宽W1/4(FPD测S),连续测量6次，计算平均值；用皂膜流量计测量载气流速F,测量6次，计算平均值；分别按照检定规程要求的公式计算灵敏度或检测限。评定结果的使用：在符合上述条件下的测量结果，可使用本不确定度的评定结果。TCD检测器灵敏度测量结果的不确定度评定2、数学模型STCDAFCCW式中：A一峰面积FC一校正后载气流速W一进样量3、不确定度传播率进样量W=VC,V为进样体积，C为标准溶液浓度，则2222222ucrel(STCD),Urel(A)U

9、rel(FC)urel(W),urel(A)urel(FC)urel(V)urel(C)4、标准不确定度评定峰面积A的不确定度是由被测量仪器在相同条件下，重复多次测量的重复性决定的，采用A类方法进行评定。对一台Aglient6890N的气相色谱仪，在相同条件下连续6次测量标准溶液，即n=6,测量值如下：40337,40056,40519,41209,39720,38852其算术平均值为40115.5,按贝塞尔公式，单次测量标准偏差为n2xixi1795.5n1则其平均值的相对不确定度urelAs/A、n0.81%由公式：FcjF0Tc(1PW)TrP0式中：F。一室温下皂膜流量计测得的检测器出

10、口流速(ml/min)Tc一柱温(K)Tr一室温(K)Pw一室温下水的饱和蒸汽压(MPa)P0一大气压强(MPa)j一压力梯度校正因子2.3(PiR)21j32(PF0)31Pi一注入口压强(MPa)测量流速用皂膜流量计引入的标准不确定度书为1.0级，按均匀分布计算，_urel(FC1)0.0130.58%Urel(Fci),用B类标准不确定度评定，查证Urei(Fc2),采用A类标准不确定度评定，重复流速F0测量重复性引入的标准不确定度测量6次,标准差s=0.055ml/min,F。9.5ml/min,故u同(FC2)0.0559.5560.24%柱温和室温引入的标准不确定度，用B类标准不确

11、定度评定，其均用铝电阻测量，查标准证书，扩展不确定度为U=0.1C,k=2,所以urel (Tc)2(273.15 90)0.014%0.1urel (Tr )0.017%0.12(273.1520)其相对不确定度分量小，可忽略。空气中水蒸气压引入的标准不确定度Urei(Fc3),用B类标准不确定度评定。在20c时Pw=2338.8Pa,在实测大气压为P0=1009.8hPa时，查空盒气压表证书MPE:2hPa,按均匀分布，则由其引入的不确定度为：urel ( FC3 )=0.11%1009.8.34.2.5、压力梯度校正因子引入的标准不确定度Urel(FC4),由公式:测P0=1009.8h

12、Pa, Pi=0.40MPa时，查空盒气压表和压力表证书， 有u(F0)(Pi(P2.3Po)2Po)31.2 10 4 MPa；u(P) c(Pi)c(Po)0.400.02535.8103MPa2jPP：P3i-0.8194(MPa)-1jPo3jPi3P0普3.2453(MPa)-1Pi3Po3贝Lu(j)(0.81940.0058)2(3.24530.00012)24.8103j=0.360,则有Urel(FC4)U(j)/j1.33%进样量：W=VC式中：V一进样量C一标准溶液浓度进样量V引入的标准不确定度Urel(V),用B类方法评定。查标准证书，扩展不确定度为Urel=1.0%,

13、k=2,贝Uurel(V)1.0%,20.5%标准溶液浓度C引入的标准不确定度Urel(C),用B类方法评定。查标准证书，扩展不确定度为Urel=3.0%,k=2,则Urel(C)3.0%21.5%5、合成标准不确定度主要标准不确定度汇总表不确定度来源Urel(i)峰面积A0.81%皂膜流量计FC1C10.58%载气流速Fo测量重复性Fc20.24%空气中水蒸气压FC3C30.11%压力梯度校正因子fC41.33%进样量V0.5%1.5%标准溶?浓度C合成标准不确定度计算以上各项标准不确定度分量是互不相关的，所以合成标准不确定度为：Ucrel(StcD)2.3%扩展不确定度计算因主要分量中A、

14、Fc4和C可视为正态分布，因此P=95%时，取包含因子k=2,则:Urel(STCD)kUcrel(STCD)4.6%FID、FPD、ECD、NPD检测器检出限测量结果的不确定度评定6、数学模型FID检测器检出限数学模型为c2NWDfidA式中：N一基线噪声W一进样量A一峰面积7、不确定度传播率式中N为基线噪声，是观察基线30min漂移时，读取基线噪声最大值，因此可视为常数W=VC,则Ucrel(Dfid).晨l(A晨i(W).晨i网晨i(7广晨i(C)8、标准不确定度评定峰面积A的不确定度是由被测量仪器在相同条件下，重复多次测量的重复性决定的，采用A类方法进行评定。对一台Aglient689

15、0N的气相色谱仪，在相同条件下连续6次测量标准溶液，即n=6,测量值如下：5103487,5100569,4975562,5142094,5239728,5133885其算术平均值为5115888,按贝塞尔公式，单次测量标准偏差为n一2xixi185354n1则其平均值的相对不确定度urelAs/A、n0.70%进样量：W=VC式中：V一进样量C一标准溶液浓度进样量V引入的标准不确定度Urel(V),用B类方法评定。查标准证书，扩展不确定度为Urel=1.0%,k=2,贝Uurel(V)1.0%20.5%标准溶液浓度C引入的标准不确定度Urel(C),用B类方法评定。查标准证书，扩展不确定度为

16、Urel=3.0%,k=2,则urel(C)3.0%.21.5%9、合成标准不确定度主要标准不确定度汇总表不确定度来源Urel0)峰面积A0.70%进样量V0.5%标准溶?浓度C1.5%合成标准不确定度计算以上各项标准不确定度分量是互不相关的，所以合成标准不确定度为：Ucrel(Dw)1.8%扩展不确定度计算因其标准不确定度分量可视为正态分布，因此P=95%时，取包含因子k=2,则：Urel(Dw)k比同皿)3.6%10、对使用气相色谱仪标准装置校准气相色谱仪的测量不确定度评估根据JJG700-1999的规定，需对气相色谱仪每个检测器均进行校准，即需校准TCD、FID、FPD、ECD、NPD检

17、测器。其测量不确定度见下表检测器相对不确定度分量()UcrelUrel(k=2)AFciFC2FC3FC4VChW1/4TCD0.810.580.240.111.330.51.5一一2.3%4.6%FID0.70一一一一0.51.5一一1.8%3.6%FPDS一一一一一0.51.50.70.61.8%3.6%P0.70一一一一0.51.5一一1.8%3.6%ECD0.700.580.240.111.330.51.5一一2.3%4.6%NPDN0.70一一一一0.51.5一一1.8%3.6%P0.70一一一一0.51.5一一1.8%3.6%11、气相色谱仪检定装置的扩展不确定度:检测器类型Urel(k=2)TCD、ECD4.6%FID、FPD、NPD3.6%十、检定或校准结果的验证方法：本实验室与黄冈市的测试所的正十六烷-异辛烷标准溶液均来自国家标准物质研究中心，同时对一台美国安捷伦公司6890仪器的定量重复性，各连续测量峰面积6次，测量结果如下(检测FID检测器为例)：一，,2NW检测限计算公式：Dfid2NWA本实验室a黄冈廿计量测试所b标准溶液浓度102ng/科1100ng/科1进样体积2121进样量204ng200ng基线噪音3.21013A3.01013A峰面积算术平均值检测PM(g/s)3115.79