史上最難氣相色譜維修：寶寶想哭……

作者：zyl3367898

原標題：【色譜體驗】+一次最艱難的氣相色譜儀維修

氣相色譜儀用的年數久了，會出現靈敏度低、穩定性差、器件老化、氣流不穩等問題，如果問題較多，那麼維修起來就費勁了，6月我遇見了一次最艱難的氣相色譜儀的維修，分享給大家。

一、報修

氣相色譜儀GC450，配有兩個檢測器PFPD、ECD，兩個進樣口，100位自動進樣盤。2011年購買，至今已經6個年頭，期間也有一些小毛病小問題，通過電話諮詢工程師，都能解決。最近出現了兩個問題，讓人頭疼，只有報修。

問題1：

前後兩路EFC21進樣口給ECD和PFPD使用，其中ECD的柱流量達不到設定值，一直出現報警信息，前EFC21壓力超時，導致樣品無法正常檢測。

問題2：

用來檢測有機磷農藥的PFPD檢測器，靈敏度低，具體表現為乙醯甲胺磷、氧化樂果、亞胺硫磷配成1.0ug/mL不出峰，三唑磷、甲拌磷亞碸、伏殺磷配成0.4ug/mL時不出峰，而理想狀態是，這6種配成0.2-0.4ug/mL時都應該出峰。

圖1：柱流量達不到設定值，EFC報警信息。

二、工程師上門維修

我拔打了400電話報修後，換了兩三個工程師與我溝通，表示只是氣流問題會很容易也很快解決，但涉及到做二十多種農藥殘留，其它正常出峰，只有6種不正常，問題解決起來有些困難，最後敲定了四川一位工程師黎工上門維修，黎工要求先把GC450安裝時的硬體配置發照片，以便全面了解GC450的配置。

1、 維修EFC21壓力準備超時的問題

天美公司對此事很重視，上門維修工程師是兩位，四川黎工與省內的李工，放下東西，直奔主題，先維修柱流量達不到設定值。

1.1檢查柱參數設置、載氣類型，進樣墊、色譜柱兩端尺寸及柱密封墊檢漏，未發現異常。

1.2用電子流量計測量分流出口，無流量流出。懷疑是從進樣口到筆形過濾器的凈化管氣路堵塞，或者是EFC堵塞。將接筆形過濾器的凈化管氣路打開，用吸耳球吹氣，流路通常，將進EFC的氣路螺母打開，看是否有氣流進來，氣路流通正常，重新安上後，故障依舊。

1.3將柱箱門打開，用電子流量計測量隔墊吹掃，前後進樣口的隔墊吹掃流量均為1.0mL/min，正常。

圖2：拆卸氣路，測分流出口流量。

1.4排除了氣路問題，工程師在軟體上按原方法的參數重新建了一個方法，下載新方法後，柱流量很快達到設定值，問題解決了，原來是舊方法有問題，黎工把電腦上的360殺病毒軟體卸載，把新建方法上傳到氣相色譜儀上，再從氣相上下載覆蓋到舊方法，再次下載到氣相上，一切正常。

分析原因：

可能是原來Galaxie軟體的Bug，或者是360殺毒軟體可能惡意刪除了軟體的一些文件，或者修改了方法的文件屬性等原因，導致原方法下載時柱流量始終達不到設定值而報錯。

1.5 自動進樣器的檢查維護。

a、針芯針筒維護：兩位工程師卸下進樣針，發現針筒口與針芯都有黑色銹斑，這樣會導致進樣針芯下行阻力增大，從而導致針芯受阻導致進樣針芯扎彎的情況發生。

處理辦法：

是把針芯抽出，在超聲波里溶劑超聲針筒，用濾紙來回摩擦，用丙酮加乙醇清洗，消除銹斑後重新裝回。

b、瓶感測器靈敏度調整，現象是自動進樣器的瓶探測光斑（小紅點）顏色很淺，幾乎看不到了，CP-8400自動進樣器的瓶探測功能是採用光纖反射光探測樣品瓶的，當發現在進樣位置無瓶時則會提醒無瓶。

處理辦法是：

將自動進樣器打開，檢查皮帶與齒輪，檢查感應器，調節圖中桔黃色旋鈕（瓶感測器），讓感應器的6個燈在有瓶時全亮，無瓶時燈熄滅，完成瓶探測感測器的調整。

圖3：清洗進樣針，檢查自動進樣器。

2、維修PFPD檢測器靈敏度低，部分標液不出峰的問題

2.1、黎工建議把棕色襯管換成新的藍色襯管測試，用19P方法進6種混標1.0ug/mL，不出峰，說明此時的狀態下，靈敏度不夠。

2.2．PFPD檢測器的檢查：關機，降溫，拆卸檢測器，其結構如圖示。

圖4：PFPD檢測器結構圖

表1：檢測器組件功能說明

PFPD拆卸檢查過程如下：

、用9/64″內六角扳手從點火帽（條1）移去兩個內六角螺絲（條2）。將內六角螺絲放到乾淨的實驗室濾紙上。

、用金屬鑷子從檢測器塔上抬起點火帽（條3），將點火帽底部朝上放在一乾淨表面（如潔凈的實驗室濾紙上）。此時可看到石英燃燒管（條4）的頂端位於檢測器塔的中心。

、輕輕將Teflon燃燒管專用取出工具，尖頭輕輕用力插入燃燒管的頂部，使燃燒管桃套在Teflon尖頭而不脫落，然後豎直移出燃燒管（條5），放入專用工具的試管中保持潔凈。

、用金屬鑷子從檢測器塔上移去鋁墊圈（條6），並將用過的鋁墊圈丟棄掉。

、從檢測器塔的頂部移去將檢測器塔固定到檢測器基座（條8）的兩個內六角螺絲（條7），而且，還要移去固定（條9）光電倍增管（PMT）組件支架（條10）的螺絲。

、用一支手握住光電倍增管組件（條11），另一隻手拿住檢測器塔，從檢測器基座上向上輕輕抬起檢測器塔，將帶有PMT組件的檢測器塔放到旁邊乾淨的表面上。

、用金屬鑷子移去底部的鋁墊圈（條12），將用過的鋁墊圈丟掉。

、更換燃燒管，使用燃燒管底座專用套筒工具移走燃燒管底座（條5），同時取下燃燒管底座密封墊（條13），用新的燃燒管底座密封替換掉，用新的燃燒管替換掉原先的燃燒管。

（圖4 與組件描述內容來自氣相說明書），實物拆解如下圖5：

圖5：拆卸PFPD檢測器，先拆點火線圈組件，

取出石英燃燒管，再拆光電倍增管，再擰出燃燒管底座。

2.3、上述拆卸步驟完成後，更換了燃燒管，由舊的2mm燃燒管更換為3mm燃燒管，舊的燃燒管已經有燒蝕模糊狀。燃燒管（條5）與底座（條8）要一起換掉，因為不同內徑的燃燒管要配不同內徑的底座，有2mm和3mm兩種規格，做硫時常用2mm的，做磷時2mm和3mm的均適用。

圖6：三個不同時期的石英燃燒管對比。

2.4、清洗濾光片

、首先取下濾光片架上固定濾光片的C形夾，用甲醇或異丙醇潤濕棉簽，拿著濾光片邊緣用棉簽輕輕擦拭兩個鏡面。用乾的棉簽擦去剩餘的溶劑，然後濾光片對光檢查是否透明潔凈，然後把濾光片放入濾光片架並裝回C形夾。

、拿著濾光片的邊緣，使其滑入PMT套管的凹槽中。務必使濾光片正確地嵌入，使濾光片表面與PMT套管邊緣平齊。O形環要合適地嵌入它的凹槽中。

、小心地把PMT套管與光管接好，上好並緊固手擰螺絲，避免漏光導致雜訊大。

圖7：拆下光電倍增管，拿出濾光片，用乙醇清洗濾光片與檢測器塔。

2.5、檢測器端有石墨墊屑堵塞+意外收穫

當上面一切完工時，進樣6P1.0ug/mL標液，可以出峰，但峰高度小，峰形也較差，按道理說換了石英燃燒管，靈敏度會很快提上去的，為何不顯著，難道是判斷錯誤嗎？

工程師們經過商量，準備把色譜柱接檢測器端重接一下，發現插檢測器端的色譜柱進入很困難，有堵塞現象，判斷可能是檢測器端有碎屑堵塞，重新拆卸PFPD檢測器，卸下色譜柱，從上向下用廢針捅，黑色碎屑掉落在柱箱里，用吸耳球向下吹，用棉簽沾乙醇擦拭，吹乾後安裝檢測器座。

此現象告訴我們：在密封色譜柱時不宜擰的過緊，同時盡量避免使用純石墨的密封墊圈，採用Graphite+VF 材質的好，不易掉渣，以免堵塞進出口。

當檢測器上面不安裝，直接安裝色譜柱，這時可以清楚看到當色譜柱9.7cm時，正好與底座的上平面持平，忽然明白為何要求色譜柱接檢測器的尺寸要準確，如果短了，柱後死體積增大會有擴散現象；色譜柱伸出的長了，會導致樣品可能在燃燒管的上端部位燃燒，火焰不在光窗的中心，樣品發光不能全部達到光電倍增光，從而導致靈敏度低。

圖8：檢測器端堵塞的黑色碎屑。

3、勝利的曙光就在前面。

再次進6P1.0ug/mL標液，全部出峰。

圖9：進6種標液1.0ug/mL，全部出峰。

4、3種標液0.4ug/mL仍然不出峰

可是我們要求的是6種標液在0.4ug/mL時全部出峰，所以配製了0.4ug/mL濃度的標液，發現配成低濃度時，全不出峰。

4.1更換色譜柱

進了工程師帶來的標液，發現有拖尾現象，與柱子用一年多，柱效低有關，換了一根才用了半年的色譜柱，進樣後發現甲拌磷亞碸、三唑磷、伏殺磷出峰，氧化樂果、乙醯甲胺磷、亞胺硫磷不出峰。

圖10：新舊色譜柱的峰高對比。

紅色線為舊色譜柱，藍色線為新色譜柱

圖11：紅色線是舊柱正常時出的峰，藍色線為舊柱現在的情況：甲拌磷亞碸、三唑磷、伏殺磷均能出峰，而氧化樂果、乙醯甲胺磷、亞胺硫磷不出峰。

留心發現，這些磷均含有胺基等極性基團的共性，同樣的標樣濃度，色譜峰高度差別很大，由此看來色譜柱對這些含胺基團的物質檢測，靈敏度影響較大。

4.2調節空氣與氫氣流速優化

為了讓這3種標液出峰，需要提高靈敏度，試著調節空氣與氫氣流速來提高峰響應。空氣流速為17mL/min,將其改為18 mL/min,進樣發現峰高小一半，此法不行，將氫氣流速14.0 mL/min改為13.0與15.0，峰高小一半，也不行，看來空氣流速17.0 mL/min與氫氣流速14.0 mL/min為最佳流速。

圖12：空氣與氫氣流量改動後，峰響應值降低。

4.3調節Tick-tock

Tick-Tock發生在燃燒混合物在點火室中點燃但不能延燒至燃燒室的時候，因為此時燃燒室還未被燃燒氣體混合物充滿。優化的檢測器性能通常是檢測器操作在接近、但不是在Tick-Tock模式的時候。

調節Tick-Tock的目的是把基線噪音降到最低，而峰響應值最大，要找到這個最佳點。

調節的方法逆時針慢慢打開Air-H2針閥，每打開一圈便會有更多燃燒混合物進入燃燒室。隨著進入燃燒室的燃燒混合物的增多。火焰開始延燒進燃燒室。

首先，火焰延燒至點火室每3-4個脈衝一次，隨著燃氣混合物流速增加，每隔一個脈衝（Tick-Tock），最後是每個脈衝。隨著你提高進入燃燒室的燃氣混合物的流速，在Tick-Tock時基線應變的突然升高且不穩定。伴隨著檢測器脫離Tick-Tock模式，接著基線會升高然後下降，且雜訊較小。

圖13：調節ticktock值的過程。

將分流閥順時針關閉，然後逆時針慢慢打開，觀察基線，可以在屏幕上將自動歸零劃掉，清除歸零，這時可以看到電壓值，當這一電壓值穩定時，可進這3種標液，看出峰情況。

這個過程很緩慢，因為要找到那個基線會升高然後下降的點，要慢慢調，一針針試，很費時間，當找到這個點後，脈衝會變得正常且背景雜訊不變時，再旋轉分流閥1/2圈。這時要划上黑色印跡，方便以後再調節時有個位置可做參考。

圖14：4種標液1.0ug/mL的色譜圖

圖15:4種標液0.4ug/mL的色譜圖

三、維修總結

當一台儀器使用較長時間時，會出現一些問題，而這些問題卻不是單獨出現，可能是多個因素造成的。

1、 柱流量達不到設定值，很容易想到的是氣路堵塞或EFC堵塞，或者是EFC硬體本身的問題，最後卻是Galaxie軟體可能有BUG或者是360殺毒軟體的惡意查殺，導致不能控制柱流量，判斷這種較隱藏的故障實屬不易，如果是直接採用更換EFC的方法，那就比較悲催了，暗暗慶幸又省了一大筆。

2、 色譜柱會影響到峰檢測靈敏度。色譜柱用一段時間後，峰響應值會降低。標液峰響應值高的還能出峰，本來就響應值低的，就不出峰了，比如乙醯甲胺磷、氧化樂果、亞胺硫磷等，這些含有極性較強的胺基基團組分，可能會被色譜柱吸附，從而導致靈敏度低。

3、 檢測器靈敏度低與石英燃燒管燒蝕模糊程度有關，與進入檢測器端有堵塞也有關係。如果樣品較多，石英燃燒管基本三年就要換了，會影響檢測器的靈敏度，但同時也要檢查檢測器端接色譜柱時，是否順暢，有無堵塞現象，因為石墨碎屑的堵塞，燃燒室的氫氣、空氣比例可能會發生改變，同時樣品不能順利進入檢測器，也會引起靈敏度低。

4、 對於PFPD檢測器來講，所有的硬體都OK，襯管、色譜柱、檢測器等都沒有問題時，還想提高峰響應值時，就要調節Tick-Tock，這個很重要。合適的Tick-Tock值會讓基線噪音降到最低，而峰高達到最大。

5、 此次維修非常累人，燒腦，因為亞胺硫磷出峰時間較長（25分鐘左右出峰），要通過進樣試，程序升溫的時間較長，所遇到的現象也很隱蔽，通過兩天的檢查排除，晚上做得也較晚，不辭辛苦，一點點攻堅，敬業精神可嘉，值得敬佩。

6、此公司重視用戶需求，派出得力幹將來維修氣相，在維修費用維修時間上也給用戶打折扣，贊一個，希望國產儀器越來越強大，發展越來越快。

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