戊烷标准气体量值的复现性及性能评价

　　近年来,随着我国工业的飞速发展和科技水平的进步,气体标准物质作为一种计量器具在石油化工、环境保护、科学研究以及航空航天等领域正发挥着重要的作用。其应用为对各领域产品质量的监测,大量在线及实验室用仪器、仪表的校准,气体产品中相关成分量值的准确定值与评价。因此建立和完善重量法制备标准气体量值复现性及评价方法有利于提高气体标准物质定值的准确性和可靠性,对完善和健全气体成分量溯源体系具有十分重要的作用。

　　建立和完善重量法制备标准气体复现程序,选择准确的称量方法及测量手段是评价戊烷标准气体量值的复现和性能的前提条件。

　　1.重量法制备戊烷标准气体量值复现性及性能评价的理论基础

　　重量法制备戊烷气体成分量是由于该方法不受气体状态函数温度、压力、体积的影响,可直接溯源到基本量质量的测量,它是国际上公认的制备气体标准物质的基本方法。它所依据的方法和制备途径具有可靠的理论基础和严格的计算式。其复现过程所选择的分析方法具有准确的测量能力,其制备和测量环节清晰,不确定度能够明确的评估和表达,同时采用该装置所提供的气体成分量与其它方法比较具有最高的计量特性,其准确度高,并能直接溯源到SI单位。通过参加国际计量委员会化学物质量咨询委员会(CIPM/CCQM)组织的国际比对,能够验证重量法制备气体成分量的可靠性与准确性并达到量值的溯源性和可比性。

　　2.重量法制备戊烷标准气体的实验原理

　　在充入已知浓度的一定量的气体组分之前后分别称量容器,所充入的气体组分的质量由两次称量读数之差来确定,依次充入不同的组分气体,从而获得一种混合气体。

　　混合气体中各组分的含量以组分的摩尔分数表示,定义为组分i的摩尔数与混合气体总摩尔数之比。组分i含量按下式计算:

　　式中:Xi—组分i的摩尔分数;

　　ni─组分i的物质的量;

　　nj─组分j的物质的量;

　　n─混合气体总的物质的量,

　　i·j∈(1·p)且i≠j;

　　p─混合气体中组分总数

　　为了避免称量极少量的气体,以保证组分气体称量的准确度,对于含量较低的标准气体采用多次稀释法配制,即先配制一个高浓度的混合气体,然后再用稀释气对该混合气体进行稀释。

　　3.重量法制备戊烷标准气体复现方法和测量技术的研究

　　气体成分量值国家基准从定义出发,是采用准确的绝对方法,复现气体成分的摩尔分数(mol/mol)。通过气体成分量值溯源体系,将复现的量值传递到工作计器,从而在合理的不确定度范围内实现气体成分量值的准确一致。同时它代表国家参加国际比对,维护和保证气体计量在国际上的可比性。