РЕКОМЕНДАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ СОДЕРЖАНИЯ КОМПОНЕНТОВ В ГАЗОВЫХ СРЕДАХ

МИ 2001-89

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО УПРАВЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ Москва 19 9 0

РЕКОМЕНДАЦИИ

РЕКОМЕНДАЦИИ

Государственная система обеспечения едннстаа измерений

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ    ^МИ

СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИИ СОДЕРЖАНИЯ    2001 —    89

КОМПОНЕНТОВ В ГАЗОВЫХ СРЕДАХ

ОКП 42 1510

Дата введения 01.07.89

Настоящие рекомендации распространяются на средства изме-рений содержания компонентов в газовых средах. Рекомендации устанавливают порядок воспроизведения единиц молярной доли «-го компонента (%), массовой доли i-го компонента (%.), объемной доли t'-ro компонента (%), массовой концентрации i-ro компонента (мг/м³) (далее — единиц) и передачи их размеров рабочим средствам измерений.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах охватывает все варианты соподчинения средств измерений, каждый из которых соответствует определенным газоаналитическим задачам и точности рабочего средства измерений. Газоаналитическая задача характеризуется компонентным составом анализируемой газовой среды, измеряемой физической величиной и диапазоном ее значений.

1.2.    Воспроизведение единиц для различных газоаналитических задач осуществляют с помощью средств измерений, находящихся на разных ступенях государственной поверочной схемы. В зависимости от ступени, на которой воспроизводят единицу, газоаналитические задачи подразделяют на четыре группы: А, Б, В, Г.

Для задач группы А единицу воспроизводят с помощью государственного первичного эталона, задач группы Б — с помощью рабочего эталона, задач группы В — с помощью образцовых газоаналитических и газосмесительных установок 1-го разряда, задач группы Г — с помощью образцовых газоаналитических и газосме-снтельных установок 2-го разряда.

1.3.    При передаче размера единиц допускается осуществлять пересчеты значений разных физических величин, характеризующих состав одной и той же газовой среды (например значения моляр-

© Издательство стандартов, 1990

МИ 2001—89 С. 2

ной доли оксида углерода в воздухе в значения массовой концентрации оксида углерода в воздухе при температуре 293.2 К и давлении 101,3 кПа).

1.4.    Поверку средств измерений, которым в процессе их градуировки был передан размер единицы, допускается осуществлять с помощью образцовых средств измерений, заимствованных из других государственных поверочных схем или относящихся к другим газоаналитическим задачам данной поверочной схемы.

1.5.    В методических указаниях государственная поверочная схема регламентирована в обобщенном виде. При установлении способа передачи размера единицы конкретным типам средств измерений следует руководствоваться, наряду с настоящей рекомендацией, нормативно-техническими и другими документами, содержащими сведения о характеристиках образцовых средств измерений.

1.6.    При отнесении новых газоаналитических задач к группам А. Б, В, Г следует руководствоваться приложением 2.

2. ЭТАЛОНЫ

2.1.    Государственный первичный эталон

2.1.1.    Государственный первичный эталон воспроизводит единицы молярной доли компонентов, перечисленных в табл. 1. для задач группы А.

Таблица 1

Характеристики государственного первичного эталона

Определяемый компонент Фоновые компоненты Диапазон значений молярной доли определяемого компонента, *, Кислород Примеси Азот 99.954-99.99 М0-, + 21.0 Водород Примеси 99.954-99.99 Азот Примеси Аргон 99.954-99.99 М0-54-Ы0-‘ Оксид углерода Примеси Азот (Воздух) 99.954-99.99 МО-Ч-510-2; ЫО-1 + 10.0 Метан Примеси Азот (Воздух) 99.954-99.99 ыО“4+5-Ю“2; мо-^г.о Диоксид углерода Примеси 99.954-99.99 Оксид азота Азот (Воздух) 810_в4-510~1 Диоксид азота Азот (Воздух) бло-ч-мо-1 Диоксид серы Азот (Воздух) 5*10-64-6'10“l Сероводород Азот (Воздух) 510-64-6-10-1

С. 3 МИ 2001—89

2.1.2.    Государственный первичный эталон состоит из комплекса аналитической и смесительной аппаратуры.

2.1.3.    Государственный первичный эталон применяют для передачи размера единицы эталонам сравнения, образцовым газоаналитическим установкам 1-го разряда и генераторам чистых газов и газовых смесей (далее — генераторам) 1-го и 2-го разрядов.

2.2. Эталоны сравнения

2.2.1.    В качестве эталонов сравнения применяют чистые газы (кислород, водород, азот, оксид углерода, метан, диоксид углерода) и газовые смеси (кислород-азот, диоксид углерода-азот, метан-азот, диоксид углерода, диоксид серы-азот, оксид азота-азот), хранящиеся в баллонах под давлением.

2.2.2.    Доверительные относительные погрешности эталонов сравнения tzSzonри доверительной вероятности 0,99 составляют от 2,0 до 0,005 % в диапазоне значений молярной доли t-го компонента от Ы0“~⁴ до 99,99 %.

2.2.3.    Эталоны сравнения применяют для проведения международных сличений и передачи размеров единиц молярной доли компонентов для задач группы А от государственного первичного эталона рабочим эталонам, образцовым газоаналитическим установкам 1-го разряда и рабочим газоанализаторам высокой точности.

2.3.    Рабочие эталоны

2.3.1.    В качестве рабочих эталонов применяют наборы аналитической и смесительной аппаратуры.

2.3.2.    Рабочие эталоны воспроизводят единицу молярной доли компонентов для задач группы Б.

2.3.3.    Характеристики рабочих эталонов приведены в табл. 2.

Таблица 2

Характеристики рабочих эталонов и образцовых средств измерений 0 разряда

Определяемый компонент Фоновые компоненты Диапазон значений моляр >ой доли определяемого компонента, !*• Доверительная Гранина относительной погрешности (при доверительной вероятности 0,{*Ч. % Индекс группы taaoana-литнческих задач Кислород Азот 0.1-21 1.0 + 0,1 А Азот 22-99,5 0.14-0.02 Б Аргон 0.1-г 5.0 1.0+0.3 Б Гелий 0.1-г-21 1,04-0.1 Б Водород Азот 0.01ч-99 2,5+0,03 Б Воздух 0.01 + 2.0 2.5 + 0,03 Б Аргон 1.0--5.0 0.3 Б Оксид Азот 0.001+0.05 2,04-1.5 А углерода Азот 0,14-10,0 0.8+0,3 А

МИ 2001 —89 С 4 Продолжение табл. 2

Определяемый компонент Фоновые компоненты Диапазон значений молярной дели определяемого компонента. % Доверительная граница относительной погрешности (при доверительной вероятности О.М», % Индекс труп-г:ы газоа (З-лкткческих задач Метан Азот (Воздух) 0,001+0,05 О.З-гО.ОЗ А Азот (Воздух) 0.1-г-2,0 0.8+0,3 А Азот 0 01 + о м' 0.3-0.03 Б Диоксид углерода Азот 0.001-г 98 0.8 + 0.03 Б Оксид азота Азот 0.6+10 1.5-0.3 Б Пропан Азот (Воздух) о о t 2 + 0,3 Б Аргон Азот 1+99 0.3+0,02 Б Гелий Азот 3-г 99 0.3 + 0,02 Б

2.3.4. Рабочие эталоны применяют для передачи размеров единиц (для задач групп А и Б) стандартным образцам газовых смесей 0 разряда, а также образцовым газоаналитическим установкам 1-го разряда и рабочим газоанализаторам высокой точности.

3. ОБРАЗЦОВЫЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

3.1.    Образцовые средства измерений 0 разряда

3.1.1.    В качестве образцовых средств измерений 0 разряда применяют стандартные образцы состава газовых смесей.

3.1.2.    Характеристики образцовых средств измерений 0 разряда приведены в табл. 2.

3.1.3.    Образцовые средства измерений 0 разряда применяют для передачи размеров единиц (для задач групп А и Б) от рабочих эталонов образцовым газоаналитическим установкам 1-го разряда и рабочим газоанализаторам высокой точности.

3.2. Образцовые средства измерений 1-го разря-

д а

3.2.1.    В качестве образцовых средств измерений 1-го разряда применяют газоаналитические и газосмесительные установки, стандартные образцы состава и генераторы чистых газов и газовых смесей.

3.2.2.    Образцовые газоаналитические и газосмесительные установки 1-го разряда обеспечивают воспроизведение единиц молярной доли i-ro компонента, массовой доли i-ro компонента, объем-

С. 5 МИ 2001—89

ной доли 1-го компонента, массовой концентрации /-го компонента для задач группы В.

3.2.3. Характеристики образцовых средств измерений 1-го разряда приведены в табл. 3.

Таблица 3 Характеристики образцовых средств измерений 1-го разряда

Вид образцового средства измерений Диапазон значений молярной доли определяемою компонента, % Доверительная погрешность (6;) при доверительной вероятности U.V5, ". Г азоаналитическая ыо-5+мо 6+0,01 установка Ы0“4-т-99 5-г-0,04 I азосмесительная установка Ы0“5*+5-10“3; Стандартный образец 5*+ 2; состава чистого газа 99.92-99.99 0.08+0,01 Стандартный образец Н0-4+99 5+0,04 состава газовой смеси Генератор чистого газа МО-^б-Ю-*; 6*+2; 99.95-г 99.99 0,08+0,01 Генератор газовой смеси М0-5*+99 6*+0.05

" Нижняя граница диапазона значений молярной доли компонента может быть меньше указанной- в таблице. При этом доверительная погрешность бо будет соответственно больше указанного для нее значения.

3.2.4.    Образцовые средства измерений 1-го разряда применяют для передачи размеров единиц (для задач групп А. Б и В) образцовым газоаналитическим установкам 2-го разряда и рабочим газоанализаторам средней точности. Образцовые газоаналитические и газосмесительные установки 1-го разряда применяют также для передачи размеров единиц образцовым средствам измерений 2-го разряда — стандартным образцам состава и генераторам чистых газов и газовых смесей (газосмесительные установки — только стандартным образцам состава газовых смесей).

3.2.5.    Соотношение доверительных погрешностей рабочих эталонов (образцовых средств измерений 0 разряда) и образцовых средств измерений 1-го разряда должно составлять не более 1 : 2.

3.3. Образцовые средства измерений 2-го разряда

3.3.1.    В качестве образцовых средств измерений 2-го разряда применяют газоаналитичеекие и газосмесительные установки, стандартные образцы состава и генераторы чистых газов и газовых смесей.

3.3.2.    Образцовые газоаналитические и газосмесительиые установки 2-го разряда обеспечивают воспроизведение единиц, указанных в п. 3.2.2, для задач группы Г.

МИ 2001—89 С. б

3.3.3. Характеристики образцовых средств измерений 2-го разряда приведены в табл. 4.

Таблица 4 Характеристики образцовых средств измерений 2-го разряда

Вид образцового сродства измерений Диапазон значений молярной доли f-rc компонента, % Доверительная погрешность (б.) при доверительной вероятности О,'.'', • Г азоаиалитичсская ыо-5+юо 12—0,1 установка Г азосмесительная 5-10-5+99 104-0,2 установка Стандартный образец МО-**—1-10-1; 10*+ 5; состава чистого газа 97-г 99.9 34-0.1 Стандартный образец Ы0-«+99 10 + 0.22 состава газовой смеси Генератор чистого газа МО”5*-г МО-1; 12*4-5; 97-5-99.9 3+0,1 Генератор газовой смеси М 0-4-99 124-0.2

* См. сноску к табл. 3

3.3.4.    Образцовые средства измерений 2-го разряда применяют для передачи размеров единиц (для задач групп А. Б. В и Г) рабочим газоанализаторам низкой точности. Образцовые газоаналитические и газосмесительные установки 2-го разряда применяют также для передачи размеров единиц образцовым средствам измерений 2-го разряда — стандартным образцам состава и генераторам чистых газов и газовых смесей (газосмесительные установки—-только стандартным образцам состава газовых смесей).

3.3.5.    Соотношение доверительных погрешностей образцовых средств измерений 1-го и 2-го разрядов должно составлять не более 1 :2.

4. РАБОЧИЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИИ

4.1.    В качестве рабочих средств измерений применяют газоанализаторы всех типов, а также другие аналитические приборы, используемые для измерений содержания компонентов в газовых средах.

4.2.    Рабочие газоанализаторы, предназначенные для анализа газовых средств одинакового компонентного состава, относят к одной из трех групп точности — высокой (РСИ-1). средней (РСИ-2) и низкой (РСИ-3).

4.3.    Пределы допускаемых основных погрешностей рабочих газоанализаторов приведены в табл. 5.

С. 7 МИ 2001-89

4 4. Соотношение доверительной погрешности образцового средства измерений (вторичного эталона) и предела допускаемой основной погрешности рабочего средства измерений должно составлять не более 1 : 2.5 при контрольном допуске на поверку, составляющем не более 0.9 предела допускаемой погрешности рабочего средства измерений.

Таблица 5 Характеристики рабочих газоанализаторов

Диапазон измерения моляр ;оП доли f-ro компонента, % Предел допускаемой основной погрешности, % относи тел ьной абсолютной РС.И-1 РСЦ.2 РСИ-З РСИ-1 РСИ-2 РСИ-З ыо-5+ыо-« 84-4 154-9 304-20 1,6*10"4-*-0,49 4-Г-2 9ч-5 20ч-10 0,54-9,9 2+0,5 4-г-1 104-3 10 + 94 о 'с^ о 0,6+0,2 3+0,5 95--100 1,0+0,05 2,04-0,2 34-0,5

МИ 2001—89 с. 8

ПРИЛОЖЕНИЕ / Справочное

ПОЯСНЕНИЯ ТЕРМИНОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В НАСТОЯЩИХ РЕКОМЕНДАЦИЯХ

1.    Содержание компонента — обобщенное наименование физических величии (молярной доли 1-го компонента, массовой доли i-ro компонента, массовой концентрации i-ro компонента и др.), характеризующих химический состав газовых сред.

В настоящих рекомендациях характеристики средств измерений приведены в единицах молярной доли i -го компонента. Значения характеристик средств измерений в единицах других физических величин могут быть найдены путем пересчета с использованием справочных данных о свойствах чистых газов и газовых смесей.

2.    Воспроизведение единицы

Единицу физической величины (например молярной доли i-ro компонента) для конкретной газоаналитической задачи воспроизводят путем косвенного измерения данной физической величины в интервале значений, характерных для этой задачи. При измерении используют уравнения, связывающие измеряемую физическую величину с другими физическими величинами, размер которых установлен независимым образом. К последним могут относиться:

масса, вместимость, давление, объемный расход газа, сила тока и другие физические величины, размер которых заимствуется из соответствующих государственных поверочных схем;

физические константы;

содержание компонента, воспроизводимое средством измерений, не относящимся к дан-ной поверочной схеме (например государственным стандартным образцам состава жидкого или твердого вещества);

содержание компонента, воспроизводимое средством измерений, относящимся к другим задачам данной поверочной схемы (например молярная доля /-го компонента, воспроизводимая стандартным образцом, неадекватным анализируемой газовой среде).

3.    Рабочий эталон

К данной разновидности эталонов в настоящих рекомендациях отнесены наборы уста-новок, позволяющих не только передавать размер единицы, полученной от государственного первичного эталона, но и воспроизводить единицу (для задач группы Б). В связи с универсальностью установок рабочего эталона, его подчиненность государственному первичному эталону по задачам группы А обеспечивает единство измерений как по задачам группы А, так и по задачам группы Б.

4.    Стандартный образец состава чистого газа (газовой смеси)

К данной разновидности средств измерений отнесены чистые газы и газовые смеси, хранящиеся в баллонах под давлением. При отсутствии утвержденных типов стандартных образцов допускается использовать чистые газы (поверочные, особой чистоты и др.) и поверочные газовые смеси, характеристики которых отвечают требованиям, содержащимся в -нормативно-технических документах, регламентирующих порядок и методики передачи размеров единиц.

5.    Генератор чистого газа, генератор газовой смеси

К данной разновидности средств измерений отнесены переносные (возимые) устройства, предназначенные для получения чистых газов (газовых смесей).

в. Образцовые газоаналитические и газосмесительные установки

Настоящие рекомендации распространяются на образцовые газоаналитические и газосмесительные установки двух видов: