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
ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ СОДЕРЖАНИЯ КОМПОНЕНТОВ В ГАЗОВЫХ СРЕДАХ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕРВИЧНЫЙ ЭТАЛОН ЕДИНИЦЫ МОЛЯРНОЙ ДОЛИ КОМПОНЕНТОВ В ГАЗОВЫХ СРЕДАХ .А
5-10'6 ■> 90.99%
ЭТАЛОНЫ СРАВНЕНИЯ А
Г w* г 99,99% г, Ь*?J) * 0,005%
~^Е
РАБОЧИЕ ЭТАЛОНЫ А.Ь ПО'* * 99% г, ho * 2.5 - Ш%
if! I
i-gi
Cl й. у
са сх £ ч. 5 с» э
%
Стандартные обвозим газовых смесей А.Ь ПО’* * 99% to* 2.5-0.02%
I
I-II§ $ SII
i '
Газоанапитичесхие и газосмеситеооные устоноВхи А.Ь. В 1,10'S* 100%
So-6* 0.01%
Стандартные образцы состава чистых газоо и газовых смесей А.Ь. В ПО* ■ 99.99% £•5 *001%
Генератору чистых газов и гозобых смесей А.Ь. в 1-10* т 99.99%
6*001%
Газоанспитичрсхие и гозчсмесительные установки А.Ь.В. Г Vtr** 100%
Ǥ
е
Ъ** <§
са о с
ч. * са
«I л
«, й с
j а< а *§ *■« О
стандартные образ им состава чистых газов и газовых спесей А.Ь. В. Г
ПО’3 *99.0%
6в- 10*0,1 %
Генероторы чистых газов и газовых смесей
А. 6.Э.Г
ПО'3* 99,9%
6о-12*0.1%
|
Газоанализаторы |
|
Газоанализаторы |
|
Гозианотпишиоы |
|
бысохой точности |
|
средней точности |
|
низкой точности |
|
А.Ь |
|
А.Ь. В |
|
А.Г>. В. Г |
|
1-иг5 * 100% |
|
1-10* X 100% |
|
1 10 5 * 100% |
|
Ап-8> 0.05% |
|
Д0-15+ 02% |
|
В0- 30-0.5% |
В прямоугольниках указаны виды средств измерений, обозначении групп газоаналитических задач, диапазоны значений молярной доли i-ro компонента и допускаемые значения относительных погрешностей срсдсти измерений.
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:
