《便携式气相色谱仪(光离子化检测器)校准规范》编制说明

《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》标准编制组二〇一九年十月目录一、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5-10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JJF 1172-2007《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 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》、JJG 700-2016《气相色谱仪》和JJF 1172-2007《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 1001-2011《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3.1.1 微型气相色谱柱Micro gas chromatographic column(MicroGC column)用来对混合气体进行分离的器件。

3.1.2 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。

3.1.3 分离时间Separation time混合气体从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。

3.1.4 理论塔板数Theoretical plate number微型色谱柱的分离效能。

3.1.5 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。

3.1.6 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。

3.1.7 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3.2.1 长度单位：米，符号m；或毫米，符号mm。

3.2.2 容积单位：立方米，符号m3；或升，符号L；或毫升，符号mL。

3.2.3 流量单位：升每分，符号L/min；毫升每分，符号mL/min。

3.2.4 时间单位：小时，符号h；分钟，符号min；秒，符号s。

3.2.5 压力单位：帕[斯卡]，符号Pa；或千帕，符号kPa。

3.2.6 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6.校准条件6.1 环境条件a) 环境温度：（5～50）℃；b) 环境相对湿度：（20～85）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8.3.1 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Δt 1。

max min1100%t t t t-∆=⨯ （1）式中：max t 是温度测量的最高值，单位为℃；min t 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。

8.3.2 程序升温重复性校准按5.4.3.1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。

maxmin 2100%t t t t''-∆=⨯' （2）式中：max t '是温度测量的最高值，单位为℃；mint '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8.4.1 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。

8.4.2 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（100~10000）μmol/mol 的甲苯气体标准物质，连续测量7次，记录甲苯峰面积。

灵敏度按公式（3）计算。

PID CAF S W=（3）式中：S PID 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 ；F C 是校正后的载气流速，mL/min ；载气流速的校正见附录A 。