Gaz wzorcowy to jednorodny i stabilny gaz o znanym i dokładnym składzie oraz wartościach charakterystycznych, używany do wzorcowania przyrządów pomiarowych lub oceny metod pomiarowych. Gaz wzorcowy to termin używany w przemyśle gazowniczym. Substancje wzorcowe to wzorce o jednolitym stężeniu, dobrej stabilności i dokładnych wartościach pomiarowych. Spełniają podstawowe funkcje odtwarzania, przechowywania i przesyłania wartości pomiarowych. W dziedzinach fizyki, chemii, biologii i pomiarów inżynieryjnych służą do wzorcowania przyrządów pomiarowych i pomiarów procesów, oceniać dokładność metod pomiarowych i możliwości badawcze laboratoriów badawczych, określać wartości charakterystyczne materiałów lub produktów oraz przeprowadzać arbitraż pomiarowy itp.
Gazy wzorcowe dzielą się na gazy wzorcowe dwuskładnikowe, trójskładnikowe i wieloskładnikowe-.
Obszary zastosowań
1. Typowe gazy wzorcowe, zgodnie z ich zastosowaniem, obejmują: standardowe gazy alarmowe, gazy wzorcowe dla energetyki, gazy wzorcowe dla przemysłu petrochemicznego, gazy wzorcowe do monitorowania środowiska, gazy wzorcowe dla celów medycznych i zdrowotnych, gazy wzorcowe dla oprzyrządowania itp.
2. Gazy wzorcowe można również stosować do monitorowania środowiska, pomiarów toksycznych związków organicznych, badań emisji samochodowych, pomiarów BTU gazu ziemnego, wzorców kalibracji skroplonego gazu ropopochodnego, procesów w płynie nadkrytycznym itp. Gazy wzorcowe dzielą się na dwuskładnikowe, trójskładnikowe i wieloskładnikowe-gazy wzorcowe w oparciu o liczbę składników gazu. Dokładność mieszania gazów charakteryzuje się tolerancjami mieszania i tolerancjami analitycznymi. Norma tolerancji mieszania gazów SE2MI jest szeroko stosowany, ale każda firma ma własne standardy korporacyjne. Minimalne stężenie składników wynosi 10 poziomów, a liczba składników może osiągnąć ponad 20. Metody przygotowania mogą obejmować metody grawimetryczne, po których następuje analiza chromatograficzna w celu weryfikacji lub transfer zgodnie ze standardowymi procedurami transferu.
3.Duże wytwórnie etylenu, wytwórnie syntetycznego amoniaku i inne przedsiębiorstwa petrochemiczne wymagają dziesiątek czystych gazów i setek wieloskładnikowych-standardowych mieszanin gazów podczas rozruchu, zamykania instalacji i normalnej produkcji w celu kalibracji i standaryzacji internetowych instrumentów analitycznych stosowanych w procesach produkcyjnych oraz instrumentów do analizy jakości surowców i produktów.
Zakres zastosowania
1. Używany do kontroli jakości produktów gazowych
2. Używany do weryfikacji i kalibracji przyrządu
3. Używany do monitorowania zanieczyszczenia środowiska atmosferycznego
4. Używane do badań medycznych, zdrowotnych i klinicznych
5. Używany do monitorowania środowiska budowlanego i domowego
6.Zapewnienie identyfikowalności pomiaru
7.Zapewnienie dokładnych i spójnych wyników pomiarów
8.Przesyłanie wartości pomiarowych
9.Promowanie rozwoju technologii pomiarowej i nadzoru jakościowego
Jednorodność jest ważnym wskaźnikiem oceny właściwości gazów wzorcowych. Charakterystyka gazów wzorcowych powinna być jednolita, to znaczy ich wartości pozostają niezmienione w określonym zakresie. Niezależnie od metody zastosowanej do przygotowania gazu wzorcowego, należy go homogenizować. Metody homogenizacji gazów wzorcowych obejmują: obróbkę cieplną, walcowanie cylindrów, specjalne napełnianie, dyfuzję naturalną i inne metody homogenizacji. Kilka metod operacji homogenizacji jest następujących: [1]
1. Obróbka cieplna
Ogólnie rzecz biorąc, pojemnik z przygotowanym gazem wzorcowym umieszcza się w ciepłej łaźni wodnej o temperaturze poniżej 40 stopni i podgrzewa, aby składniki gazu wymieszały się szybko i równomiernie.
2. Obrót i walcowanie cylindra
Cylinder umieszcza się poziomo na wale tocznym połówki mieszającej i obraca się wokół osi. Metoda ta wymaga krótkiego czasu mieszania i jest prosta w obsłudze.
3. Specjalna metoda napełniania: Podczas napełniania niektórymi gazami butlę można odwrócić i przechylić pod kątem 45 stopni, przy czym gazem napełnia się od dołu. Powoduje to adiabatywne rozszerzanie się gazu, wywołując efekt egzotermiczny, umożliwiając równomierne wymieszanie gazu podczas napełniania.
4. Metoda naturalnej dyfuzji: Butlę wypełnioną gazem wzorcowym odwraca się w odpowiednie położenie i pozostawia nieruchomo, opierając się na naturalnej dyfuzji samego gazu w celu uzyskania równomiernego wymieszania. Metoda ta wymaga jednak dłuższego czasu.
5.Inne metody mieszania: Stosując statyczne pojemniki mieszające lub specjalnie skonstruowane zawory pojemników, można uzyskać równomierne wymieszanie gazu wzorcowego w bardzo krótkim czasie.
Niezależnie od zastosowanej metody mieszania należy ją zweryfikować za pomocą innej-precyzyjnej metody analitycznej. Podczas fazy badań gazu wzorcowego należy zbadać jednorodność badanego gazu wzorcowego. Chromatografię gazową zazwyczaj stosuje się w identycznych warunkach operacyjnych w celu określenia jednorodności gazu wzorcowego, zazwyczaj przy użyciu testu konsystencji średniej wartości. Ponieważ jednorodność bada, ile czasu zajmuje ustabilizowanie się wartości tego samego gazu wzorcowego po przygotowaniu, średnia wartość uzyskana z skończona liczba pomiarów powinna być nieistotna w zakresie niepewności metody. Jeżeli różnica jest znacząca, przyczyną tego jest niejednorodność gazu wzorcowego.
