色譜檢測器的噪聲和漂移

色譜檢測器的噪聲和漂移

噪聲和漂移是檢測器穩(wěn)定性的主要表現(xiàn)。

噪聲(noise)又稱噪音，定義為沒有溶質(zhì)通過檢測器時，檢測器輸出的信號變化，以ND表示。噪聲是指與被測樣品無關(guān)的檢測器輸出信號的隨機擾動變化。噪聲分為短噪聲和長噪聲兩種形式(圖1—1)。短噪聲俗稱毛刺，使基線呈絨毛狀，因信號頻率的波動而引起，是比色譜峰的有效值頻率更高的基線擾動。短噪聲的存在并不影響色譜峰的分辨，但對檢測限有一定影響。短噪聲通常來自儀器的電子系統(tǒng)和泵的脈動，可以用適當(dāng)?shù)臑V波器加以消除。長噪聲是輸出信號隨機的和低頻的變化情況，是由與色譜峰相類似頻率的基線擾動構(gòu)成的。長噪聲可能是有規(guī)律的波動，基線呈波浪形，也可能是無規(guī)律的波動，引起色譜峰分辨的困難。對不同類型的檢測器，長噪聲的主要來源可能是不同的。有的是由于檢測器本身部件不穩(wěn)定，有的是由于流動相含有氣泡或被污染，還可能是溫度變化和流速波動等引起長噪聲。對示差折光檢測器而言，來源于周圍環(huán)境和流動相流速變化而引起的溫度和壓力的波動，使檢測池內(nèi)液體的折光率發(fā)生改變，是引起長噪聲的主要原因。降低長噪聲可以通過改進檢測器的設(shè)計來完成。

漂移(drift)是指基線隨時間的增加朝單一方向的偏離。它是比色譜峰有效值更低頻率的輸出擾動，不會使色譜峰模糊，但是為了有效地工作則需要經(jīng)常地調(diào)整基線。造成漂移的原因是電源電壓不穩(wěn)；溫度及流動相流速的緩慢變化；固定相從柱中沖刷下來；更換的新溶劑在柱中尚未達到平衡等。

噪聲和漂移直接影響分析工作的誤差及檢測能力，嚴(yán)重時使儀器系統(tǒng)無法工作，應(yīng)根據(jù)不同情況采取相應(yīng)措施加以消除。
測定噪聲和漂移時，需要使流動相從柱中不斷地流出進入檢測器。在較低的衰減擋，取超過長噪聲一個周期測量長短噪聲總的最大幅值。
ND=KH=H／B (1—1) 式中，ND為檢測器噪聲，K為衰減倍數(shù)；B為放大倍數(shù)；H是測量得到的記錄儀毫伏數(shù)標(biāo)度。
由公式可知，放大倍數(shù)與衰減倍數(shù)是互成倒數(shù)的關(guān)系。通過相互變換，噪聲可以用檢測器自身的物理量作單位來表示，或者用最高靈敏度下記錄儀滿量程的百分比來表示。漂移則是在同一條件下，測量一小時基線偏離原點的數(shù)值，用檢測器自身的物理量作單位來表示。

噪聲除了可以用如上所述的最常用的峰對峰噪聲表示方法，即校正過漂移后，在測量時間內(nèi)最大值減最小值的峰值差，如圖1—1(d)。此外，還可以將漂移以回歸曲線斜率的方式給出，測定線性回歸的標(biāo)準(zhǔn)偏差的6倍值作為噪聲。

美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會規(guī)定的ASTM(美國材料試驗標(biāo)準(zhǔn))噪聲測定方法， 以峰對峰的測量為基礎(chǔ)，按時間周期大小分為長期噪聲、短期噪聲和超短期噪聲。長期噪聲是指每小時內(nèi)有6～60個變化周期的噪聲，測定時間應(yīng)至少lh；短期噪聲是指每分鐘內(nèi)有1～10個變化周期的噪聲，測定時間應(yīng)在10min～60min內(nèi)；超短期噪聲是指每分鐘內(nèi)有10個以上的變化周期，測定時間應(yīng)至少大于lmin。另外，在一個周期內(nèi)應(yīng)至少取7個數(shù)據(jù)點進行計算。在ASTM方法中，漂移的測定是以噪聲對噪聲的中間值為基礎(chǔ)進行的。

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