標準氣體

標準氣體為氣體工業名詞。標準物質是濃度均勻的，良好穩定和量值準確的測定標準，它們具有復現，保存和傳遞量值的基本作用，在物理，化學，生物與工程測量領域中用於校準測量儀器和測量過程，評價測量方法的準確度和檢測實驗室的檢測能力，確定材料或產品的特性量值，進行量值仲裁等。

標準氣體分二元、三元和多元標準氣體。

基本介紹

• 中文名：標準氣體
• 外文名：(Standardgases)
• 屬於：標準物質
• 性質：工業名詞

功能用途

套用領域

1. 常見的標準氣體按用途包括：氣體報警類標準氣體、電力能源類標準氣體、石油化工類標準氣體、環保監測類標準氣體、醫療衛生類標準氣體、儀器儀表類標準氣體等。

2. 標準氣還可用於環境監測，有毒的有機物測量，汽車排放氣測試，天然氣BTU測量，液化石油氣校正標準，超臨界流體工藝等。標準氣視氣體組分數區分為二元，三元和多元標準氣體；配氣準度要求以配氣允差和分析允差來表征；比較通用的有SE2MI配氣允差標準，但各公司均有企業標準。組分的最低濃度為10級，組分數可多達20餘種。配製方法可採用重量法，然後用色譜分析校核，也可按標準傳遞程式進行傳遞。

3. 大型乙烯廠，合成氨廠及其它石化企業，在裝置開車，停車和正常生產過程中需要幾十種純氣和幾百種多組分標準混合氣，用來校準，定標生產過程中使用的線上分析儀器和分析原料及產品質量的儀器。

適用範圍

1、用於氣體產品質量控制

2、用於儀器儀表的檢定與校準

3、用於大氣環境污染監測

4、用於醫療衛生及臨床化驗

5、用於建築家居環境監測

6、建立測量的溯源性

7、保證測量結果準確一致

8、進行量值的傳遞

9、促進測量技術和質量監督工作的發展

製備方法

稱量法

1、適用範圍

稱量法是國際標準化組織推薦的方法，它只適用於組分之間、組分與氣瓶內壁不發生反應的氣體，以及在實驗條件下完全處於氣態的可凝結組分。

2、所需設備

配氣設備：真空泵，真空計，高、低壓力表，閥門，氣瓶卡具，機箱。

稱重設備：高精密天平

滲透法

1、適用範圍

滲透法是適用於製備痕量的活潑氣體。是動態配氣方法。

2、所需設備

配氣設備：滲透管，穩壓閥，穩流系統，流量計，溫度記錄儀表，閥門，管道，混合罐。

分壓法

1、適用範圍

分壓法適用於製備常溫下是氣體，含量在1~60%的標準混合氣體

2、所需設備

配氣設備：氣瓶匯流排，壓力表，閥門，真空泵，管道，氣瓶卡具。

擴散法

1、適用範圍

擴散法適用於製備常溫下是液體的有機氣體

2、所需設備

配氣設備：氣瓶，閥門，流量控制閥，流量計，液體組分，分析儀表氣瓶，卡具。

容積法

1、適用範圍

靜態容積法適用於實驗室製備多種小、少量的標準氣體，壓力接近大氣壓力。

2、所需設備

配氣設備：氣瓶，氣瓶減壓閥門，定體積管，壓力計，真空泵。

飽和法

1、適用範圍

飽和法法適用於易於冷凝的氣體和蒸汽。

2、所需設備

配氣設備：氣瓶，氣瓶減壓閥門，冷凝器，飽和器，恆溫控制器，壓力計，循環風機。

流量法

1、適用範圍

流量比法法是動態配氣方法，是嚴格控制一定比例的組分氣體和釋稀釋氣體的流量，經混合而得到的標準氣體。

2、所需設備

氣瓶，氣瓶減壓閥門，單向閥，流量控制器，壓力表，管道，機箱。

稀釋法

1、適用範圍

稀釋法法法是製備低含量標準氣體的方法之一。

2、所需設備

氣瓶，氣瓶減壓閥門，流量控制器，壓力表，管道。

體積法

1、適用範圍

體積比法是簡單的配氣方法，是根據所需氣體的含量，按體積計算。控制組分氣體和釋稀釋氣體的體積，經混合而得到的標準氣體。

2、所需設備

注射器，定體積容器。

混勻技術

均勻性是考察標準氣體性能的一個重要指標。標準氣體的特性應該是均勻的即在規定的範圍內其量值保證不變。不論採用哪種方法製備的標準氣體，都需要進行混勻處理。標準氣體的混勻方法有：熱處理法、鋼瓶滾動法、特殊充填法、自然擴散法、其他混勻方法等，幾種混勻操作方法如下：

熱處理法

一般將製備好的標準氣體的容器置於40℃以下的溫水浴中加熱，使氣體組分較快的混合均勻。

鋼瓶旋轉滾動法

將鋼瓶水平放在混勻半置的滾動軸上，使它繞軸心旋轉民。該法混勻所需時間短，操作簡單。

特殊充填法

在充填某些氣體時，可將鋼瓶倒立並保持45℃的傾斜，從下端充氣，促使氣體絕熱膨脹，產生放熱效應，氣體可以在充填的同時混合均勻。

自然擴散法

將充入標準氣體的鋼瓶倒立在合適的位置，靜止不動，靠氣體本身的自然擴散來達到混合均勻，但此法所需時間較長。

其他混勻方法

採用靜態混合容器或使用特殊構造的容器閥門，可以在很短時間內使標準氣體混合均勻。

不管採用哪種方法進行混勻處理，必須用另一種高精度的分析方法進行檢驗。在標準氣體研究階段，要考察所研究的標準氣體的均勻性，一般採用氣相色譜法在相同的操作條件下，進行測定，以考察標準氣體的均勻性，通常用平均值的一致性檢驗方法來判斷。由於均勻性是考察同一瓶標準氣體在製備完以後，多長時間量值達到穩定，由有限次測定得到的平均值，在方法的不確定範圍內應該是不顯著的。如果差異是顯著的，這個因素就是標準氣體的不均勻性造成的。

穩定性

前言

標準物質是指:“具有足夠均勻並已經很好地確定某一種或多種特性的物質或材料, 用於校準儀器、評價測量方法或確定物質的量值。”標準氣體是氣體標準物質, 由於標準氣體具有一定的有效期, 因此,標準氣體的穩定性是配製和使用過程中的關鍵問題。

眾所周知, 裝入高壓容器(鋼瓶) 中的標準氣體的一個重要條件是在保存和使用過程中其量值不應發生變化。實際上,標準氣體中成分氣體或不純物與容器內壁接觸時往往引起吸附、解吸、化學反應等現象, 而使其量值隨時間發生變化, 在含量越低, 組成成分越複雜時, 這種變化就越大。

標準氣體穩定性研究如下：

穩定性影響因素

標準氣體穩定性在很大程度上與容器的材料特性、容器內壁的預處理、氣體本身的化學特性和使用條件有著密切關係。

容器選擇

盛裝標準氣體的容器應由耐腐蝕、抗壓、吸附少、不生鏽、化學特性穩定、機械強度高的材料製成, 通常使用的高壓容器是鋁合金瓶, 而碳鋼瓶因其內壁不光滑、吸附大而被逐步淘汰。

預處理

盛裝標準氣體的鋼瓶使用前應進行表面清潔、塗漆處理, 然後, 將鋼瓶加溫至100 ℃左右, 同時抽真空處理約4 h。鋼瓶處理完畢後, 必須分析其H2O、O2等雜質含量, 合格後方可使用。

氣體要求

配製10% 的CH4/Ar 四瓶, 進行為期一年的穩定性考察, 見表1, 實驗結果表明, 由於鋁合金鋼瓶內壁比較光滑, 因此在盛裝一般永久氣體時性質穩定, 變化不大, 鋼瓶不用特殊處理, 即可滿足此類標準氣體穩定性的要求。

在配製COS、H2S、SO2 等氣體時, 必須對鋼瓶進行KG 或CM 處理, 即為了防止容器內壁因吸附或解吸等帶來的影響。先對容器內壁進行鏡面研磨,塗上防氧化漆, 然後把高濃度氣體充入容器內並放置10d左右, 從而提高標準氣體的穩定性。用未經KG 或CM 處理的鋼瓶配製10.1 mg/m3 ,COS/N2一瓶, 實驗結果見圖1。用經KG 處理的鋼瓶配製9.8 mg/m3 COS/N2 一瓶, 實驗結果見圖2。

以上實驗結果表明, 配製易吸附標準氣體時, 鋼瓶必須經KG 或CM 處理, 才能保證其穩定性可靠,否則, 組分氣的含量變化很大, 不宜作為標準氣體來使用。

分子量

當標準氣體的組分氣和稀釋氣分子量相差太大時, 如H2、He 和CO2、Ar 組成的標準氣體, 靜置時間長了容易分層, 這勢必影響其穩定性, 並且其含量越高, 影響越大。因此, 在使用這類標準氣體時, 必須先把鋼瓶進行旋轉或放倒在地上滾動, 使瓶內氣體混合均勻。否則, 其量值不準, 影響標準氣體的穩定性。

使用條件

環境條件與標準氣體的穩定性也有很大關係,溫度、濕度要適宜, 象一些液化類氣體, 必須在室溫以上使用; 在使用標準氣體時, 對系統的要求很高, 絲毫不能泄漏。因此, 用戶要嚴格按照《標準物質證書》上的要求使用, 才能保證標準氣體的量值準確, 穩定性可靠。

使用周期

標準氣體的使用有效期是根據穩定性實驗結果來加以確定的, 一般把能夠保證標準值的有效期定為半年至一年。由於當標準氣體的壓力減小時, 被吸附在容器內壁上的各種成分氣體便解吸, 其濃度值發生變化, 因此一般規定, 高壓鋼瓶標準氣體的殘壓低於0.1 M Pa 時, 應停止使用。

結果討論

標準氣體穩定性實驗結果表明, 只要在配製過程中, 注意容器的選擇及預處理, 用戶按標準物質規定的要求使用, 標準氣體在有效期內是穩定的, 用戶可放心使用。

配製分類

在火災自動報警器、呼吸器、感測器和火災現場易燃、易爆、有毒、有害氣體快速檢測儀器及其它消防產品的研究、開發和生產中, 經常需要配製一系列物質的標準氣體, 用以對產品進行檢測和校準; 在火災現場易燃、易爆、有毒、有害氣體物質快速檢測中, 需要一定濃度的標準氣體, 作為製作標準色列或濃度標尺的標準;

在火災原因調查中, 研究和套用一種氣態物證的分析鑑定方法時, 需配製一定濃度的被檢測物質的標準氣體, 以試驗不同採樣儀器的採樣效率或不同吸收液的吸收效率和鑑定方法的準確性、可靠性。因此, 配製一定濃度的標準氣體是消防產品研究、開發、生產和消防工作的一個重要環節。而標準氣體的配製又不同於液體標準物質的配製, 有一定的難度。因此, 本文將重點介紹幾種所用儀器, 設備簡單, 易於操作, 特別適用於消防產品研製、生產和消防實際工作的標準氣體的配製技術。

標準氣體是指氣體狀態的標準參比物質, 包括高純度標準氣體和混合標準氣體, 配氣主要是指配製混合標準氣體。混合標準氣體是由已知含量的一種或多種組分的氣體混合到另一種不與其發生反應的背景氣體中而製成。標準氣體的配製技術主要包括靜態配氣技術和動態配氣技術兩大類。

靜態配氣

靜態配氣是把一定量的液體或原料氣加到已知容積的稀釋氣體的容器中, 混合均勻。根據所加入的液體或原料氣的量和容器的容積, 即可計算出所配製標準氣體的濃度。常用的靜態配氣技術有以下幾種。

1. 大瓶子配氣法

將大容積的玻璃瓶或聚乙烯塑膠瓶洗淨、烘乾, 充入乾淨空氣代替瓶中原有氣體後, 抽成負壓, 再充入一定量的液體或原料氣。若原料在常溫下是氣體, 用氣體定量管加入(見圖1) , 充入乾淨空氣至常壓。若原料是揮發性液體, 可在一個小安培瓶中稱取一定量的液體,放入大瓶中, 抽氣使成負壓, 再搖碎安瓶, 待液體揮發後, 再充入乾淨空氣到常壓。

大瓶子配氣法所製得的標準氣體的濃度, 可根據加入原料氣的濃度或液體的量及大瓶子的容積求得: 當加入瓶中的是原料氣時, 按下式計算:

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式中:V 1: 原料氣的體積(mL ) ;

L: 原料氣的濃度(ppm ) ;

V 0: 大瓶子的容積(L ) ;

Z: 所配氣體的濃度(ppm ) ;

當加入瓶中的是揮發性的液體時:

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式中: t: 氣體的溫度(℃) ;

m: 加入液體的量(g) ;

M : 液體的摩爾質量(gömo l) ;

Z 和V 0 同上式。

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用大瓶子配氣時, 由於器壁的吸附作用, 配成的標準氣體的實際濃度往往比計算值低。為避免這種影響,可以將第一次配好的氣體放置一段時間後抽掉, 再進行第二次配氣。這樣可以減小瓶壁的吸附作用。

如果需要濃度更低的氣體, 在大瓶子中配氣後, 可用抽真空法再進行稀釋。例如, 將大瓶子中的氣體壓力抽至原有壓力的一半, 然後再充進乾淨空氣至原來的壓力, 即可得到原來濃度一半的標準氣體。

2. 注射器配氣法

對於需氣量較小的工作, 用注射器配氣是很方便的。取兩個大小不等的注射器, 大注射器一般用100 毫升的, 小注射器根據配氣情況而定。配氣時, 在大注射器中放一小金屬片, 將活塞推入, 再用小注射器取一定量的原料氣, 將兩注射器按圖2 連線, 把小注射器的氣體推入大注射器, 去掉小注射器和橡皮帽, 抽動大注射器活塞, 用乾淨空氣將氣體稀釋到100 毫升, 搖動注射器中的金屬片, 使氣體混合均勻, 即得到較低濃度的標準氣體。稀釋後的濃度可根據稀釋前後氣體體積計算出來。如果一次稀釋達不到要求, 還可進行第二次、第三次稀釋…。進行再次稀釋時, 只要將大注射器中配好的氣體推出一部分, 然後吸入乾淨空氣進行稀釋, 即可得到更低濃度的標準氣體。

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3. 塑膠袋配氣法

用100 毫升注射器或通過濕式流量計將一部分空氣注入塑膠袋內, 然後按圖3 連線一個事先裝入原料氣的氣體定量管。繼續通氣將定量管中的原料氣壓入塑膠袋中, 稀釋至一定體積。用手揉捏塑膠袋, 使氣體混合均勻。根據加入原料氣的體積和塑膠袋的充氣體積求出標準氣體的濃度。這種配氣方法的特點是: 塑膠袋可大可小, 因而配氣量的大小不受容器的容積大小的限制。

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標準氣體的靜態配氣技術雖有儀器設備簡單,便於操作的優點,但因其配氣量少,並且取氣過程中濃度會發生改變, 所以對需氣量較大或通氣時間較長的工作就不適應了, 就要採用動態配氣技術配製標準氣體。

動態配氣

動態配氣技術就是能連續不斷的配製和供給一定濃度的標準氣體。用動態配氣技術配製標準氣體時, 首先需要一個能連續不斷供給原料氣的氣源, 作為這種配氣方法的氣源有鋼瓶標準氣和滲透管等。

1. 鋼瓶氣動態配氣法

在消防實際工作中, 所用標準氣體的濃度有時需要大, 有時需要小。鋼瓶標準氣雖有不同濃度的規格供應, 但購置各種濃度的標準氣體, 不僅代價太高, 而且不一定能及時辦到。較好的辦法是購置一個濃度較高的標準氣瓶, 需要低濃度標準氣體時, 用鋼瓶標準氣作原料氣,壓縮空氣(由低壓空氣鋼瓶或空壓機供給) 作稀釋氣, 將它們按圖4 連線, 就可從取氣口得到所需濃度的標準氣體。

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所配製的標準氣體的濃度, 可用改變原料氣及稀釋氣的流量比進行調節, 並可按下式計算:

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式中: z: 所配標準氣體的濃度(ppm) ;

L: 鋼瓶標準氣的濃度(ppm ) ;

Q s: 鋼瓶標準氣的流量(L öm in) ;

Q a: 壓縮空氣的流量(L öm in;

用此法配氣時, 在壓縮空氣的管路中應安裝選擇性過濾器(淨化器) , 以除去空氣中影響配氣純度的雜質。此外配氣出口的總流量應略大於用氣口的流量, 以保證所配氣體的濃度與純度。

2. 滲透管動態配氣法

(1) 滲透管及滲透率的測定

滲透管是動態配氣法中的另一種氣源, 其結構見圖5。

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在安培瓶1 中裝入產生原料氣的液體( 如汽油等) , 用不鏽鋼加固環3將聚四氟乙烯塑膠帽2和安培瓶1 的頸部緊封牢固, 塑膠帽的上端是比較薄(壁厚在1 毫米以下) 的滲透面4。由於原料液體的揮發性,使安培瓶中有一定蒸氣壓, 氣體分子在蒸氣壓力的作用下, 通過滲透面向外滲透。單位時間的滲透量叫滲透率。

在一定溫度下,滲透率的大小決定於滲透面的厚度和面積的大小等因素。滲透面越大, 壁越薄, 滲透率就越大。製作滲透管時, 就是通過改變滲透面積和厚度的辦法, 以獲得不同滲透率的滲透管。

任何滲透管在使用前都必須知道其滲透率。滲透率的測定方法是: 在一乾燥瓶的底部裝入粒狀氫氧化鈉, 上面蓋一層尼龍紗網, 將滲透管放入乾燥瓶中的紗網上。加蓋後, 滲透出來的氣體(汽油蒸氣) 就會被氫氧化鈉吸收。由於液體的蒸氣壓與溫度有關, 所以滲透率也隨溫度改變而改變。因此, 在測定滲透率時, 必須將乾燥瓶放入恆溫水浴中, 溫度控制精度要達到±011℃。在恆溫放置過程中, 每隔一定的時間(至少12 小時) 用精密天平快速稱量滲透管一次(必須在10 分鐘內稱完) , 相鄰兩次的重量差就是滲透管在該時間段的滲透量。測出滲透量後, 就可用下式求出該滲透管的滲透率。

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式中: G:滲透率(Lgöm in) ;

△G: 相鄰兩次稱量的重量差(mg) ;

△S: 相鄰兩次稱量的時間間隔(min) ;

實際測定時, 記錄一系列稱量和時間數據, 用上式計算滲透率並求其平均值。或以稱量數據為縱坐標, 時間為橫坐標, 繪製滲透率的特性曲線, 所得直線的斜率即為滲透率。

(2) 滲透管動態配氣裝置

用已知滲透率的滲透管配製標準氣體的裝置如圖6 所示。

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將滲透管放在氣體發生瓶中, 再將氣體發生瓶放入恆溫水浴中, 恆溫水浴的溫度要與測定滲透率時的溫度相同(一般為25±1℃) , 這樣就可不作溫度校正。

稀釋氣(壓縮空氣) 經矽膠、活性炭和氫氧化鈉淨化器2除去水分和雜質後, 再經流量控制閥和流量計3 進入氣體發生瓶7 (即混合器) 中, 將滲透出來的氣體分子帶出, 就得到標準氣體。標準氣體的濃度可由下式求出(在25℃和一個大氣壓下)。

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式中: z: 所配標準氣體的濃度(ppm) ;

G: 滲透管的滲透率(Lg/min) ;

M : 液體的摩爾質量(g/mol) ;

Q: 稀釋氣體的流量(L/min) ;

VM : 配氣狀態下氣體的摩爾體積(L/mol)。

配製方法

包括氣體的發生, 一定體積或一定質量物質的量取及用空氣稀釋至一定濃度等步驟。

氣體發生

由於各種物質的物理、化學性質不同, 它們的存在形式各異, 因此, 獲得標準氣體的方法也不相同。對於以液體狀態存在的揮發性較大的物質, 可利用液體的揮發作用來製取。此外, 也可以利用化學反應來製取。

用後一種方法所產生的氣體常常含有雜質, 需先用適當的方法除去雜質後, 貯存到適當的容器中, 測定濃度後備用。表1 列出了一些常見氣體的發生方法。

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貯存

無論用什麼方法產生的標準氣體, 通常都要收集到適當的容器中保存。生產廠家一般都是將其壓入鋼瓶或玻璃鋼瓶中, 並用清潔氣體稀釋成一定濃度, 作為商品出售。在生產車間或實驗室中可用玻璃容器、塑膠袋或注射器臨時保存。但要注意, 被貯存的氣體不能與容器發生化學作用, 也不能通過器壁或縫隙漏掉。

空氣稀釋

用上述方法所獲得的標準氣體, 濃度一般都比較大, 不宜直接作為標準氣體使用, 而是把它作為原料氣, 通過適當的方法配製成所需濃度的標準氣體

選擇

標準氣體主要用於校準氣體分析儀器,評價氣體分析方法以及對未知含量的混合氣體進行標定並賦予量值.為了保證標準氣體在使用過程中儘量減少引人的不確定度,以獲得準確可靠的數據.作為用戶則應當樹立標準氣體就是計量器具的觀念,明確選擇標準氣體的原則,以保證測量數據的可靠.一般而言,在選擇標準氣體時有以下四點要求:

1、編號 確認該標準氣體是否具有定級證書和生產許可證，並持有國家質量監督檢驗檢疫總局的統一編號，一級標準氣體為GBW糹XXXXXX，二級標準氣體為GBW（E）XXXXXX，必要時可向全國標準物質管理委員會辦公室查詢。

2、組成標準氣體的組成與被測樣品相同或相近，對某些原理的分析方法（有些物質不同的分析方法因其分析的機理不同，分析結果有所差異）組成不同會回響值產生差異，但是出於被測對象的紛繁及標準氣體品種所限，有時難於做於完全一致，在這種況下應選擇組成儘可能相近的標準氣體，並通過可告方法考核其定量的準確性。

3、含量 儀器分析一般為相對測量，通常採用標準曲線法進行定量，在確定標準曲線通過原點並成線性以後，也可以用單點校正法定量，但含量最好與被測樣品含量相近，以儘量減少由於線性不好而引起的不確定度，特別對線性範圍比較窄的測量法，此點龍為重要。當含量不能做到充分接近時，最好在被測樣品兩側各選擇一個標準氣體，分別測定後取平均值作為測量結果。

4、不確定度標準氣體一旦選擇，其不確定度對被測組分的結果而言就成為系統誤差。因此，從不確定度合成的角度考虎慮，不確定度越小越好，如果其數值比預期分析結果小三倍，則可忽略不計。

分析方法

分析標準氣體的方法很多，但常用的主要有：氣相色譜法、化學發光法、非色散紅外法以及用於微量水和微量氧分析的其他方法。

氣相色譜

氣相色譜法適用於氫氣、氧氣、氮氣、氬氣、氦氣、一氧化碳、二氧化碳等無機氣體，甲烷、乙烷、丙烯、及C3以上的絕大部分有機氣體的分析。通過直接法、濃縮法、反應法等樣品處理技術的套用，分析的含量範圍為10-9~99.999%。所以，氣相色譜法也是分析標準氣體中套用最多、最普遍的方法。

化學發光法
　化學發光法是利用某些化學反應所產生的發光現象對組分進行分析的方法，具有靈敏度高，選擇性好，使用簡單方便、快速等特點。因些，適用於硫化物、氮氧化物、氨等標準氣體的分析。

非色散紅外分析法
　非色散紅外氣體分析器是利用不同的氣室和檢測器測量混合氣體中的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氨、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙炔等組分的含量。非色散紅外氣體分析器主要由紅外光源、試樣室、濾波器、斬波器、檢測器、放大器及數據顯示裝置組成。

微量氧分析儀

在高純氣體的分析中，幾乎所有的高純氣體（高純氧除外）中都要求準確測定其中微量氧的含量。由於大氣中含有大量的氧，準確測定高純氣體中微量氧乃至痕量氧，是氣體分析中的難點之一。隨著氣體工業和儀器工業技術的不斷進步，國內外分析儀器廠家已生產出不同原理的微量氧分析儀

比對方法

為了保證所製備的標準氣體量值的準確性和可比性，應經常進行量值比對。比對的形式有方法比對、實驗室之間的比對、國際比對等。

方法比對，最常見的是用重量法製備的標準氣體。為了防止稱量時的流失，通常採用氣相色譜法進行分析比對，以保證製備的標準氣體的不確定度在合理的範圍內。一般說來，重量法製備標準氣體的不確定度優於1%，如果用氣相色譜法分析，比對結果偏差優於2%，應逐級查找原因，以保證量值的準確性。實驗室之間的比對、國際比對應由牽頭實驗室與二、三個提名比對實驗室與二、三個提名比對實驗室擬定詳細的比對技術方案。
比對的技術方案應包括：
1、樣品的詳細描述；
2、運輸過程的注意事項；
3、比對實驗室在接收樣品時應採取的措施；
4、比對開始前應進行的檢驗，如壓力等；
5、比對分析時使用標準的條件；
6、比對結果的說明；
7、如何估處不確定度；
8、參加比對的每個標準對SI單的溯源性；
9、比對結果與牽頭實驗室溝通的時間表；
10、比對經費；
11、比對結果的報告格式。

比對結果

參加比對的實驗室必須儘可能快地向牽頭實驗室報告比對結果，最遲在比對測量完成後六個星期將測量結果、不確定度以及所需信息，以技術方案中給出的比對結果的報告格式交給牽頭單位。

注意事項

1、可燃氣體的爆炸限

從安全的角度出發，在製備標準氣體之前，必須對標準氣體混合的可行性進行研究。特別要考慮各組分氣體的爆炸極限，在製備由可燃氣體和氫氣（或氧氣）組成的標準氣體時，要注意組分氣體含量是否超過爆炸限的問題。否則在製備過程中，可能發生爆炸事故。

爆炸限是可燃性氣體的重要技術數據。在配製含有可燃氣體組分的標準氣體前，必須了解該組分的爆炸限，以確保全全

2、氣體的飽和蒸氣壓及其他性能

要了解各組分的飽和蒸氣壓及其他性能，考虎是否會產生冷凝作用、標準氣體中組分與鋼瓶同僻壁材質之間的作用、各組分間的反應等。

3、標準氣體中組分之間的反應

標準氣體在製備之前，應考慮標準氣體中各組分間是否發生化學反應（即化學穩定性問題），實際上必須搞清楚哪些氣體組分不能化學匹配，否則，製備出的標準氣體量值不準確，甚至可能會發生爆炸事故。

4、標準氣體中組分與鋼瓶（容器）材料的反應

在製備標準氣體之前，還應考慮組分氣體與鋼瓶及閥門所用材質是否發生化學反應（如氧化、腐蝕、吸附等）問題，以便保證標準氣體的穩定性。依據組分氣體與包裝容器材質的相容性，選用不同材質的鋼瓶和瓶閥來儲裝標準氣體。

另外，在往氣瓶中充入每一個組分之前，配氣系統各管路應抽成真空，或者用待充的組分氣體反覆進行增壓—減壓來置換清洗閥門和管路，直到符合要求為止。為了避免先穩量的組分氣體的損失，在往氣瓶中充入第二個組分時，該組分氣體的壓力應遠高於氣瓶中的壓力。為了防止組分氣體的反擴散，在充完每一個組分後，在熱平衡的整個期間應關閉氣瓶閥門，然後進行稱量。

種類

石油化工標準氣體
儀器儀表校準氣
可燃氣體報警標準氣
環氧乙烷殺菌氣
電力工業標準氣
檢漏示蹤標準氣
環境監測標準氣體
電子標準氣體
車輛尾氣檢測標準氣
檢驗檢疫標準氣體
燃氣具測試標準氣體
VOC測定標準氣體
低濃度活性組分標準氣
醫療醫用標準氣體
雷射標準氣 電光源標準氣

標準狀態

標準氣體是引有氣體工業名詞，標準氣體屬於標準物質。標準物質是高度均勻的，良好穩定和量值準確的測定標準，它們具有復現，保存和傳遞量值的基本作用，在物理，化學，生物與工程測量領域中用於校準測量儀器和測量過程，評價測量方法的準確度和檢測實驗室的檢測能力，確定材料或產品的特性量值，進行量值仲裁等。

標準氣體的標準狀態—— 標準氣體是物質的一個態。氣體與液體一樣是流體：它可以流動，可變形。與液體不同的是氣體可以被壓縮。假如沒有限制（容器或力場）的話，氣體可以壙散，其體積不受限制。標準氣體氣態物質的原子或分子相互之間可以自由運協。氣態物質的原子或分子的動能比較高。標準氣體有實際氣體和理想氣體之分。標準氣體理想氣體被假設為氣體分子之間沒有相互作用力，氣體分子自身沒有體積，當實際氣體壓力不大，分子之間的平均距離很大，氣體分子本身的體積可以忽略不計，溫度又不低，導致分子的平均動能較大，分子之間的吸引力相比之下可以忽略不計，實際氣體的行為就十分接近理想氣體的行為，可當作理想氣體來處理。以下內容中討論的全部為理想氣體，但不應忘記，實際氣體與之有差別，用理想氣體討論得到的結論只適用於壓力不高，溫度不低的實際氣體。

標準氣體理想氣體方程pv=nRT標準氣體遵從理想氣體狀態方程是理想氣體的基本特徵。理想氣體狀態方程有四個變數——氣體的壓力P、氣體的體積 V、氣體的物質的量N以及溫度T和一個常量（氣體常為R）,只要其中三個變數確定，理想氣體就處於一個狀態，因而該方程叫做理想氣體裝態方程。標準氣體溫度T和物質的量N 的單位是固定不變的，分別為K和MOL，而氣體的壓力P和體積V的單位卻有多種取法，這時，狀態方程中的常量R的取值（包括單位）也就跟著改變，在進行運算時，千萬要注意正確取用R值：P的單位V的單位R的取值（包括單位）

不確定度定義

標準氣體在研製過程中的質量如何，在分析比對方法中分析誤差如何．標準氣體在有效期內穩定性如何以及瓶內壓力降低後的影響如何．均需要用不確定度來評價。由於不確定度是評價標準氣體研製水平的指標，是判定標準氣體質量的依據。

標準氣體不確定度的定義 作為定量屬性的不確定皮概念在廣泛意義上是指測量結果的不肯定． 也可以理解為：測量結果帶有的一個參數，用以表征合理賦予被測盤值的分散性。測鹽不確定度一般包含若干分鹽，其中一些分量可用測量列結果的統計分布評定，並以實驗標準
偏差來表征，也被稱為A 類分量、A 類評定或A 類不確定度；另一些分量也可用標準偏差來表征的成分，是基於經驗或其它信息的取定機率分布估算出來的，被稱為B 類分量、B 類評定或8 類不確定度．而展伸不確定度般最多給出二位有效數字，中間計算的不確定度可多取位。在實際工作中理解不確定度的商念、正確運用估計不確定度的方法，往往可以使我們得到個有意義的測量結果。

標準氣體在進樣中的注意事項

標準氣體的特殊性，對採樣有著特殊的要求，很多使用者由於採樣的不規範，使得數據偏差很大，在這裡我提供樣品取樣應該注意的幾個方面：

1、取樣管線的選擇，由於膠管使用起來很方便，很多傳統的進樣管線都採用此類，但是眾所周知，膠管對大部分有機氣體，和含硫類的氣體吸附性非常強，而且它的滲透性也很強，所以使用各類膠管來採樣是不可取的，對分析數據造成很大偏差。建議根據不同的氣體性質採用銅管、不鏽鋼管、四氟管而對於含硫的標準氣和樣品氣最好採用內塗石英的不鏽鋼管。
2、樣品氣的置換，由於標準氣都要經過減壓器和管線後才能取樣，要準確取樣必須將減壓器和管線進行充分的置換，這種置換不是簡單意義上的吹掃。因為減壓器的死體積很大，不斷將鋼瓶閥打開關閉反覆3次以上，每次將減壓器里的氣體排盡，然後再吹掃系統才能正確取樣。

3、進樣管線的氣密性，進樣管線的泄漏，對樣品的數據的準確性有很大影響，對低濃度氧氣的影響更大。所以一定要嚴格檢查取樣管線的氣密性。
4、試圖從標準氣體鋼瓶中把標準氣取到取樣袋或其他容器中，然後再從容器中取樣分析，是最不可取的，這樣造成了二次污染。使得樣品氣的數據不能真實的表現出來。