标准气体的配制方法

近日,小编得知标准气体的在消防领域中应用越来越广泛。主要作为标准气体用在火灾现场产生的易燃、易爆、有毒、有害气体物质快速检测中。后经小编仔细查阅发现,原来标准气体的用途十分广泛,除了消防领域外,也已广泛应用于医疗卫生、临床检验、产品质量监督和质量控制、仪器仪表的校准、大气环境监测、分析方法的评价等领域。

那么,应用如此广泛的标准气体到底是什么呢?小编这就告诉你。标准气体又叫校准气体,校正气体,属于气态的标准物质。是指由两种以上的气体组成的一种性质稳定的标准气体。通常,最常见的标准气体有二元标准气体,三元标准气体和多元标准气体。值得注意的是,这里二元,三元和多元,指的是气体种类,而不是气体元素。

接下来,我们要了解的是标准气体的配制。标准气体配制技术种类繁多,就让小编带领大家一起慢慢了解吧。

一、标准混合气体配制的技术

1、重量法

该方法应用高载荷精密天平称量装入钢瓶中的各气体组分,根据各组分的质量比,计算出钢瓶中标准气的浓度。将配气钢瓶进行预处理,除去锈迹和污垢,并经水压试验合格,然后在烘箱中减压加热,冷却后除去水气,再用稀释气体冲洗。要求装入钢瓶中的各组分气体对钢瓶材料无腐蚀和吸附等作用。虽然该方法的生产效率相比其他方法逊色。但它以质量单位为依据,在精度上比较可靠,因此,被公认为是制备基准气体的主要方法,各个国家的基准气体的配制基本采用重量法。

2、 压力比法

此方法在配制混合气体时,根据测定各组分的压力,按指定浓度进行配气。根据需要可分别使用波尔铜管式压力计、油压力计、麦克列奥真空计等。这种方法的特点是,只需要压力计,没有压缩机也可以制备。然而,充填时容易产生压缩热,且混合不匀,对指定浓度准确地充填很困难。

3、质量流量比法

该方法以流量比率混合的方法进行标准气体的配制,因此流量的准确测定是保证所配制气体的关键,常用的一些流量测量方法受气压和温度的影响较大,容易影响标准气体的精度。

4、静态容量法

将欲配制组分气体(或液体)通过注射孔注入一密封容器(混合室)中,同时导入稀释气体,测定混合气体的温度、压力。根据配制组分的注入量、容器体积、温度、压力计算出标准气体的浓度。国家标准物质研究中心于2002年完成了新型静态容量法配制装置的研制,该装置不仅可以准确,方便地配制常温下组分气体呈气态的标准气体,而且可准确配制常温下组分气体呈液态的标准气体。该法配制的气体与重量法、动态法配制的气体以及与国际比对用的标准气体相比较具有很好的一致性。

5、渗透管法

渗透管是一种提供原料气气源的设备,主要由装原料液的小容器和渗透膜组成。小容器由耐腐蚀和耐一定压力的惰性材料制成,渗透膜用聚四氟乙烯塑料制成帽状,套在小容器的颈部,其厚度小于1mm。它的塑料帽薄壁部分是渗透面,气体分子在其蒸气压力作用下,通过渗透面向外扩散,单位时间内的渗透量称为渗透率。

渗透管法对于配制低浓度的标准气是一种较精确的方法,凡是易挥发的液体和能被冷冻或压缩成液态的气体都可以用该方法配制标准气体。

二、特殊性质标准气体的配制

1、性质活泼的标准气体的配制

需注意,有些气体性质特别活泼,极易与氧、水、包装容器材料发生反应而使浓度发生变化,这些气体以往都是用安瓿瓶、饱和蒸气压等方法少量配制,不宜长途运输及长期贮存。20世纪80年代,美国NIST及一些特气公司如SCOTT等通过实验,研制出钢瓶的内涂层技术。该技术有效地防止了活性气体与钢瓶内壁发生反应,使得气体的稳定性增大,但气体的稳定性只限于半年,最长不超过一年,配制浓度低时保存时间较短,而且该法配制的标准气体没有形成量值传递与溯源。

2、挥发性有机化合物标准气体的配制

挥发性有机化合物(VOCs)是研究室内空气污染的重要指标,以前配制此类标准气体均采用渗透法或扩散法,通过改变温度和扩散管的几何形状而得到不同浓度的标准气体。美国早在20世纪80年代初期就研制出用毛细管准确称量微量液体的方法。目前,已经有多达39种可溯源到NIST量值的VOCs标准气体。

由于各种气体的物理、化学性质不同,存在形式各异,因此,获得标准气体的方法也不尽相同。对于标准气体的配制,不知各位了解多少呢。日后,小编会继续为大家搜寻更多的气体知识,敬请期待哦!

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