气体分析 动态法制备校准用混合气体 第7部分：热式质量流量控制器 编制说明

1动态法是用于校准混合气体制备的一大类重要方法，ISO为此专门编制的ISO6145系列标准，其中第7部分给出的热式用较多的一种，是主流气体稀释装置制造的参考依据。GB/T5275.7-2014是采进行了翻译和分析，认为ISO6145-7:2018与ISO6145-7根据国务院办公厅关于印发《国家标准化体系建设发展规划（2016-2020工作。加大国际标准跟踪、评估力度，加快转化适合我国国情的国际标准。坚因而申请根据新版ISO标准对原转化的国国际标准水平保持一致。因此，申请根据将ISO6145-7:2018转化为我国国家标准。本项目的实施，将促进国内使用热式质量流量控制器法制备校准用混合正式下达了《气体分析动态体积法制备校准用混合气体第7部分：热式质量本标准的修订由中国石油和化学工业联合会提出、由全国气体标准化技术行了研究，并做出应对GB/T5275.7-20作的顺利进行，气标委秘书处公开征集起草单位，成功组建了昊华气体有限公2司西南分公司、中国计量科学研究院、中国测试技术研究院化学研究所、大连大特气体有限公司、广东华特气体股份有限公司、江西华特电子化学品有限公司、西南化工研究设计院有限公司、深圳供电局有限公司、上海华爱色谱分析标准起草小组经过大量和系统的调研，搜集整理了相关国内外标准文献，表2ISO6145-7:2019相关的标准汇总表序号标准号标准名称1GB∕T5274.1-2018/ISO6142.1:2015气体分析校准用混合气体的制备第1部分：称量法制备一级混合气体2GB/T10628-2008/ISO6143:2001气体分析校准用混合气体组成的测定和校验比较法3GB/T14850-2020/ISO7504:2015气体分析词汇4GB/T38521-2020/ISO19229:2015气体分析纯度分析和纯度数据的处理5GB/TXXXX-2024/ISO12963:2017气体分析基于单点和两点校准的混合气体组成的测定准翻译文本初稿。2022年10月，由牵头起草单位西南化工研究设计院有限公2021年12月牵头单位在气标委2021年会上提出了转化I在国标委网站“全国专业技术委员会工作平台”进行了电子投票，应投委员89国家标准项目修订计划的函》经中国石油和化学工业联合会向国家标准化技术3正式下达了《气体分析动态法制备校准用混合气体第7部分：热式质量流量3.标准征求意见稿的形成处组织正式成立以昊华气体有限公司西南分公司、测试技术研究院化学研究所、大连大特气体有限公有限公司、广东华特气体股份有限公司、江西华特化工研究设计院有限公司、陕西液化天然气投资发设备制造有限公司、深圳供电局有限公司、上海华同组成的标准起草工作组，讨论了标准征求意见稿限公司负责汇总整合各起草单位、全国气体标准化技术委员会委员提交的草案编制说明上传到国家标准化管理委员会网站、全国气体标准化网站，面向气标4二、国家标准编制原则、主要内容及其确定依据（1）标准名称ISO6145-7:2019与之前2008版一致未做修改，因此，在国标GB/T（3）前言A、变更了起草依据标准GB/T1.1的年号并增加标准C、增加了与上一版的技术除结构调整和编辑性改动外，（4）引言（5）范围5（6）规范性引用文件增加了两个标准的引用“GB/T38521气体分析纯度分析和纯度数据的处），于单点和两点校准的混合气体组成的测定比较法（GB/TXXXX-XXXX，（7）术语及定义（8）符号该部分为新增部分，给出了文件中使用的符号。j指代原料气p压力（7）原理全文中的“matrixgas”根据GB/T14850-2020《气体分析词汇》统6一翻译成“底气”。（8）主要部件将原标准中低5章题目“程序”改为“主要部件”将“恒流电压源”改为“恒流源”（意义相同）“读数被平衡为零”改为“电桥回路达到平衡，读数为零”图1说明中的部件顺序进行了调整（2和3调整了位置），“加热装置”改为了“加热器”（9）混合气体的制备7.1实验步骤的描述7.1题目改为“实验步骤的描述”增加了“依据GB/T10628或GB/TXXXX”原标准中“检验”改成了“检查”“全刻度”改为“满量程”将英文中的不确定度“±1%”改为“1%”图3中“带有压力钢瓶”改为“加压气瓶”图3图例中的“仪器”改为“装置”修订了原标准中“体积分数为1:10”改为了“1:11”将英文中的不确定度“±10%和±9%”改为“10%和9%”增加了对最终混合气不确定度的描述“在两者工作流量接近各自满量程时，混合气体体积分数的相对扩展不确定度为2%。”“注意”改为“遵循”原标准中“组分气体”改为了“气体组分”原标准中“清洗”改为了“吹扫”，“路径”改为“流路”原标准中“注2”变为了正文7.2有效范围根据ISO标准对该段第一句话进行了重新翻译“如范围所述，该方法适7用于制备不反应的混合气体，即组分不与构成热式质量流量控制器或辅助设备流路的材质发生反应的混合气体。”“本方法不是绝对的”改为“本方法不是绝对方法”7.3运行条件调整了部分原标准中文字标准语序以及部分文字描述。（10）计算8.1体积分数增加了纯气中杂质较高时的计算说明下列计算体积分数的方法只适用于气体杂质体积分数足够低的高纯气体。气体纯度应根据GB/T38521进行评估，并相应地准备纯度数据。如果在计算气体组成时杂质水平过高而不能忽略，则应使用另一种计算方法，这种情况详见附录A。原标准中“摩尔分数”改为了“物质的量分数”8.2不确定度来源原标准中“商品化”改为了“市售”8.3测量的不确定度增加了部分描述：在正态分布的情况下，为得到约95%的置信概率，包含因子取“2”。必要时，应相应评估混合气体中杂质对测量不确定度的影响(见附录A)。（11）附录A标题“预混合气用于制备高稀释混合气体”改为“使用用预混合气制备高稀释比混合气体”（12）附录B原标准中“微粒”改为“颗粒物”原标准中“运行范围”改为“工作范围”B.2操作原标准中“校准气体应无过压”改为“校准气体应无过压”这里的过压是指对校准仪器不能“过压”8原标准中“连接导管一旦被移开”改为“如拆除连接管路”原标准中“论文详细叙述了基于校准组分及逸出校准气体流量的不确定度分析，且对照称量法对该方法进行了实验验证”改为“论文详细介绍了关于校准组分流量和新发生校准混合气不确定度的分析，并通过重量法对该方法进行了实验验证”。（13）附录CC.1的标题更改为在使用“纯气”的情况下A的相对标准不确定度C.2的标题更改为在使用稀释混合气的情况下A的相对标准不确定度 2第一处：公式第二行少了一个平方“2”第二处：公式第三行少了一个加号“+”第一处：公式第四行少了一个平方“2”三、试验验证的分析、综述报告,技术经济论证，预期的经济效益、社会效益（1）试验验证的分析、综述报告,技术经9热式质量流量控制器动态法制备校准混合气体为混合气体制备的常用方法。本标准详细规定了此方法的原理、装置、制备方法及可行性分析、混合气体体积或物质的量分数计算方法以及相关不确定度评定过程，并举出了多项示例描述了方法的应用，对该方法的规范使用有着非常重要的意义。在动态制备混合气体时，所选择临界流锐孔的性能参数、原料气体的性质和制备条件、以及制备装置其余各部件的性能状况都影响着最终制备的混合气体的量值准确度。编制相应的标准办法，可为使用此方法的工作提供相应的指导，并与国际校准用混合气体作为现代工业必不可少的消耗型基础原材料，校准用混合气体质量的提升和使用效果的保证，势必促进我国工业基础能力的提升，故本四、与国际、国外同类标准技术内容的对比情况，或者与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况六、与有关法律、行政法规及相关标准的关系暂无。七、重大分歧意见的处理经过和依据暂无。九、实施国家标准的要求，以及组织措施、技术措施、过渡期和实施日期的建本标准修改采用ISO标准，本次制定的内容已经具有较广泛的应用范围，本标准预研时西南院气体事业部做了大量的组织、协调、技术工作，本标准制定计划下达时，西南院为第一起草单位。本标准制定过程中，由于西南院的上级主管部门——中国昊华化工集团股份有限公司对下属公司进行机构改革，西南院气体事业部的业务被划转到昊华气体有限公司，并成立昊华气体有限公司西南分公司（以下简称“西南分公司南分公司的员工，并继续完成本标准的起草工作。本标准送审稿审查时，标准起草工作组特地就上述情况向与会代表作了介绍，并提出将第一起草单位由西南院变更为西南分公司，获得全体代表的同意。鉴于西南院的XXX为本标起草人，西南院仍为标准起草单位，根据西南院对标准起草所作的贡献，起草起草单位承担的具体工作明细表序号单位名称标准起草人主要工作1昊华气体有限公司西南分公司、西南化工研究设计院有限公司陈雅丽、唐霞梅标准起草工作组各单位工作的组织、协调；标准翻译的精校；标准征求意见稿的汇总；标准报批材料的准备和上报2中国计量科学研究院胡树国标准草案的校核；标准录入；标准中图形的绘制；编制说明的编写；组织标准的试验验证3中国测试技术研究院化学研究所王维康协助牵头单位讨论和修改标准工作组草案，协助修改标准征求意见稿和送审稿4大连大特气体有限公司李福芬、曲庆标准第2章、第3章、附录A的翻译；相关的标准、资料的查找5华测检测认证集团股份有限公司蔡金、陈桂淋标准第4章、第5章、附录B的翻译的翻译；相关的标准、资料的查找6广东华特气体股份有限公司陈艳珊第6章的翻译、附录C的翻译；参与验证试验7江西华特电子化学品有限公司廖恒易第7章的翻译译；参与验证试验；对第6章技术内容负责8陕西液化天然气投资发展有限公司宋旭东第8章的翻译；参与验证试验；对第6章技术内容负责9四川莱峰流体设备制造有限公司张波参与验证试验；校核公式深圳供电局有限公司唐峰参与验证试验；校核公式、图、表格；上海华爱色谱分析技术有限公司方华参与验证试验、谱图的校核热式质量流量控制器制备校准气体的实验数据实验使用的仪器为：高精度数字式质量流量控制器（Horiba）；气相色谱实验使用的试剂为CH4/N22497μmol/mol，80.02μmol/mol，CH4/N28.326μmol/mol；CO/N230.04%mol/mol，CO/N20.8039%mol/mol；H2S/N22998μmol/mol，H2S/N230.06μmol/mol，高纯N2（对量程为30和2000mL/min的高精度流量控制器进行流量测试；使用浓度Horiba高精度数字式MFC的标称精度为±1%(≥满量程25%），±0.25% ），过气体活塞式流量计和皂膜流量计对MFC进行了测试，结果见表B.1、2和图和表B.2中设定值为标况下的流量，校准值为根据设定值(mL/min)校准值(mL/min)重复性实测值相对偏差(mL/min)110.400.03%110.670.20%200220.720.03%221.00300331.010.01%331.25400441.270.02%441.73500551.470.00%551.87600661.760.00%661.910.00%700771.930.00%771.650.00%800882.190.01%881.52900992.280.01%991.481102.470.01%1101.421212.680.01%1211.231322.670.01%1321.001432.710.01%1430.881542.670.01%1540.421652.980.01%1650.45-0.20%1762.940.01%1760.421872.690.01%1869.45-0.20%1982.350.01%1979.00-0.20%2092.100.00%2088.47-0.20%20002202.420.01%2198.73-0.20%2468为了验证稀释装置的线性、重复性和准确度，分别采用了3种不同物质和利用稀释装置对浓度为2496μmol/mol仪对经不同比例稀释后的气体进行了分析，其结果见表B.3和图B.3。以浓度果见表B.4。表B.5和图B.4给出的是在固定稀释比例不变的情况下改变MFC流量，对稀释结果的影响，图B.4中的相对偏差根据公式(B.1)进行计算。表B.4中A为稀释比例为31.2:1气体的色谱峰面积；B为80.02μmol/molCH4/N2 Ai——单次进样的峰面积；表B.3浓度为2496μmol/molCH4/N2稀释后的气体在气相度1234566表4稀释后的CH4/N2与重量法制备的校准用混合气体的组分含量分析结果比较稀释流量设定稀释稀释后浓度校准后浓度相对偏差MFC1MFC2(mL/min)(μmol/mol)2060431.2:180.0079.62-0.5%6300:18.3118.302进样次数色谱峰面积(μv•s)ABCD132424.232729.93361.63343.5232462.332660.23351.13363.0332486.532649.43341.23362.2432521.132665.33355.93350.9532568.032638.33346.93357.8632569.932666.93336.33374.9平均值32505.332668.33348.83358.7相对平均偏差0.2%0.3%0.3%表B.5相同稀释比例不同流量下CH4/N2稀释后在气相色谱上的色谱峰面积比进样次序MFC1MFC2稀释校准后浓度(μmol/mol)色谱峰面积(μv·s)相对标准偏差(mL/min)123456平均值16300:18.3233361.63351.13341.23355.93346.93336.33348.80.3%258.2983341.73348.73328.13347.73346.33315.33338.00.4%348.3053335.83350.53322.73360.13350.23325.33340.80.5%438968.2793329.93332.23338.33343.73319.83316.53330.10.3%525988.2123291.63324.63289.53322.43295.23296.63303.30.5%612998.1173261.63244.63259.83264.63267.53292.23265.10.5%768.3233356.33336.53336.73338.63365.133483346.90.4%注：“校准后浓度”是以第1次和第7次进样结果为标准得到的。表6浓度为30.04%mol/molCO/N2稀释后在稀释比例稀释流量设定稀释后浓度仪器示值相对偏差MFC1MFC2(mol/mol)(mL/min)300:160.9%300:150.9%300:149900.