气相色谱仪最小检测浓度标定计算实例分析

    0 引言

    对绝缘油溶解气体组分含量进行测定，是充油电气设备出厂检验和运行监督过程中判断设备潜伏性故障的有效手段。目前广泛使用气相色谱仪测定绝缘油中溶解气体组分含量，油和气的分离则采用机械振荡法^{[1]、[2]、[3]}。气相色谱仪的性能直接影响检测数据的准确性以及对故障的分析判断，载气不纯净、固定相流失、色谱柱和检测器遭污染、电路老化等因素会导致仪器性能下降。按照国家计量检定规程^[4]要求，气相色谱仪每2年应检定1次，项目主要包括载气流速、温度控制、基线噪音、基线漂移、检测器的检测限或灵敏度、定量重复性等，但是上述检定仍满足不了实际使用需求。在实际使用过程中仪器的运行状况随时可能发生变化，操作人员常根据基线漂移、色谱峰形来判断仪器性能，仪器是否满足检测要求却不得而知。

    最小检测浓度是气相色谱仪的重要性能指标之一，GB/T17623- 1998《绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱法》对各类气体的最小检测浓度作了具体规定（详见表1）。若仪器的最小检测浓度不符合要求，则有可能检测不出溶解在油中的某种故障特征气体，从而影响对设备健康状况的准确判断，这对于C₂H₂气体而言尤为重要，例如Q/CSG1 0007- 2004《电力设备预防性试验规程》对油浸式电流互感器油中溶解气体有如下规定：一旦发现含有C₂H₂，应立即停止运行，进行检查。因此，定期对气相色谱仪的最小检测浓度进行标定是非常有必要的。

    1 标定计算方法

    1.1 定义

    1）灵敏度：它指单位量的物质通过检测器时所产生信号的大小，用S表示。

    S_TCD＝AC₁C₂F/W＝hY_1/2F/W         （1）

    S_FID＝60C₁C₂A/W＝60hY_1/2F/W           （2）

式中：S_TCD———TCD灵敏度，mV·mL/mL，表示每毫升载气中含有1毫升气体样品通过TCD时所产生信号的毫伏数；

    S_FID———FID灵敏度，mV·S/g，表示每秒钟有1克样品通过检测器时所产生信号的毫伏数；

    A———峰面积，cm²；

    C₁———记录纸单位宽度所代表的毫伏数，mV/cm；

    C₂———记录纸速度的倒数，min/cm；

    F———室温、常压下柱出口载气流速，mL/min；

    W———进样量，mg或mL；

    h———色谱峰高，mV；

    Y_1/2———色谱峰半高处的宽度，min。

    2）敏感度：又称检测极限，指对检测器恰好产生能够鉴别的信号即二倍噪音信号（峰高mV）时，单位时间(秒)或单位体积（mL）引入检测器的最小物质质量，用D表示。