Добавил:

vv_sokol Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Академия Государственной противопожарной службы МЧС России

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Метрология и стандартизация / Rossiyskaya metrologicheskaya entsiklopediya. Tom 1 (Okrepilov) 2015

.pdf

Скачиваний:

189

Добавлен:

16.12.2021

Размер:

15.04 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 3435 / 9135 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 > Следующая >>>

337

Рис. 1. Государственный первичный эталон единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов в газовых средах ГПЭ 154-2011 (часть установок)

Рис. 2. Структура блока А ГЭТ 154-2011

338

Рис. 3. Структура блока Б ГЭТ 154-2011

газосмесительной аппаратуры, реализующей объемно-	−установкудлявоспроизведенияединицымолярной
манометрический, гравиметрический, динамический	доли озона (А5).
методы.	Блок Б включает комплексы и установки для пере-
Использованиеаппаратуры, реализующейпринципи-	дачи единиц молярной доли и массовой концентрации
альноразличныеметоды, позволяетсбольшойстепенью	компонентов в газовых смесях (Б1 – Б6).
достоверности выявлять и контролировать источники	Блоки А1–А3 состоят из комплекса высокоточной
систематических погрешностей при анализе и синтезе	аналитической аппаратуры, определяющего молярную
газовых смесей. Применяемые методические решения	долюосновногокомпонентаипримесейвчистыхгазах.
позволяют обеспечить наивысшую в стране точность	СоставиметрологическиехарактеристикиблоковА1–А3
измерений. Вид установок, входящих в ГЭТ 154-2011,	приведены в таблице 1.
приведен на рис. 1.	Аттестованные на блоках А1–А3 чистые газы и
	вещества применяются для приготовления первичных
Метрологические и технические	эталонныхгазовыхсмесей(ПЭГС) ипервичныхэталон-
Метрологические и технические	ных источников микропотоков газов и паров (ПЭИМ).
характеристики, состав эталона	ПЭГС и ПЭИМ приготавливают и аттестуют по
	процедуре приготовления на эталонном комплексе А4,
ФункциональноГЭТ154-2011 состоитизследующих	предназначенномдлявоспроизведениямолярнойдолии
блоков (рис. 2 и 3):	массовой концентрации компонентов в газовых смесях
− Блок А – для воспроизведения единицы молярной	в диапазонах от 1·10-7% до 99,5% и от 8,0·10-3 мг/м3 до
долиосновногокомпонентавчистыхгазахивеществах.	1,5·103 мг/м3 соответственно.
− Блок Б – для передачи единиц молярной доли и	Составиметрологическиехарактеристикикомплекса
массовой концентрации компонентов в газовых средах.	А4 приведены в таблице 2.
	В состав блока для воспроизведения единицы мо-
Блок А включает в себя следующие комплексы и	лярной доли газов входит также специализированная
установки:	установка для воспроизведения единицы молярной
− комплексы и установки для воспроизведения еди-	доли озона в диапазоне от 3·10-7% до 1·10-3%. В состав
ницы молярной доли основного компонента в чистых	комплекса входят высокоточный УФ-фотометр типа
газах и веществах (А1–А3);	SRP ивысокоточный генератораозона. Составиметро-
−комплексдлявоспроизведениямолярнойдолиимас-	логические характеристики комплекса представлены в
совойконцентрациикомпонентоввгазовыхсмесях(А4);	таблице 3.

339

Таблица 1. Состав и метрологические характеристики блоков А1–А3 ГЭТ 154

Обозначение

Диапазон

Отн. стандартная

и наименование

Определяемые

измерений молярной

неопределенность

эталонных комплексов

компоненты

доли

типа А, %

типа В, %

и установок

А1. Хроматографи-

ческий комплекс для

99,95 – 99,99999%

аттестации чистых газов:

He, H2, N2, СО,

N2, O2, He, Ar, CO, CO2,

(для основного

0,9·10-4 – 3·10-7

3,5·10-4 – 1,5·10-6

СО , О , Ne, Xe,

Ne, H2, Kr, Xe, N2O, CH4,

компонента)

C H , C H , C H , C H

на

Kr, СН4, и др., а

(1·10-7 – 2)%

4,5 – 0,2

6,0 – 0,2

также H2O

примеси: He, Ne, H2, Ar,

(для примесей)

O2, N2, Kr, Xe, CO, CO2,

CH4, включая H2O

А1-1. Измерительная

Ar, N

, СН

, СО,

99,995 – 99,99999%

1,5·10-5 – 3·10-7

(для основного

2·10-4 – 1,5·10-6

установка для аттеста-

компонента)

4,5 – 0,1

ции чистых газов: N2,

СО2, Ne, Xe, Kr,

5 – 0,5

О , H O

(5·10-7 – 0,1)%

при n=6

He, H2, O2 и Kr

(для примесей)

А1-2. Измерительная

H , N , СН , СО,

99,95 – 99,9995%

0,9·10-4 – 5·10-6

установка для аттеста-

(для основного

при n=6

4,5·10-4 – 4·10-5

ции чистых газов: CO,

СО , He, Ne, Xe,

компонента)

Kr,

0,5 – 0,2

0,7 – 0,2

CO , Xe, CH , C H , C H

(2·10-4 – 2,0)%

О2 + Ar

при n=6

(для примесей)

и др.

А1-3. Измерительная

99,995 – 99,99998%

5·10-5 – 1,9·10-6

Ar, N , СН , СО,

(для основного

4,8·10-5 – 3·10-6

установка для аттеста-

компонента)

4,5 – 1,0

ции сверхчистого Не

СО2, Ne, О2, H2

1·10-7 – 5·103%

при n=6

6 – 2,5

и чистогоAr

(для примесей)

А2. Хроматографиче-

бензол, толуол,

99,5 – 99,999%

0,8·10-2 – 2·10-5

ксилолы, мер-

(для основного

6,8·10-3 – 2,8·10-5

ский комплекс для атте-

каптаны, спирты,

компонента)

1,8 – 0,1

стации чистых органиче-

1,4 – 0,2

галогенуглеводо-

5·10-7 – 1,0%

при n=5

ских газов и жидкостей

роды и др.

(для примесей)

А2-1. Измерительная

99,5 – 99,999%

0,8·10-2 – 2·10-5

установка для аттеста-

С2Н4, С2Н6, бутаны,

(для основного

7·10-3 – 3·10-5

ции чистых углеводо-

при n=10

родов С1–С10 (в т. ч. бу-

пентаны, гексаны

компонента)

1,8 – 0,1

1,8 – 0,2

и др.

1·10-4 – 0,5%

таны, пентаны, гексаны

(для примесей)

при n=10

и др.)

А2-2. Измерительная

галогенуглеводо-

роды, в т.ч. хлоро-

установка для аттеста-

форм, CCl4, фреон

99,5 – 99,999%

1·10-2 – 2·10-5

ции чистых органиче-

ских веществ (в том

12 и др., меркап-

(для основного

при n=5

6,8·10-3 – 2,8·10-5

таны, сероуглерод,

компонента)

числе ароматических,

1,5 – 0,1

1,4 – 0,2

парафины С Н

–

5·10-3 – 1,0%

кислород-, галоген- и

при n=5

(для примесей)

серосодержащих углево-

С12Н24, арены С6Н6,

С7Н8, С8Н10, спир-

дородов и др.)

ты, эфиры и др.

А3. ИК- и УФ-спектро-

99,5 – 99,999%

метрическая установка

NO, NO2, SO2, H2S,

1·10-2 – 2·10-5

для аттестации примесей

(для основного

7,5·10-3 – 2,5·10-5

при n=6

NO, NO2, H2S, меркапта-

NH3, HCl, HF, мер-

компонента)

1,0 – 0,4

1,5

нов, SO , Cl , HCl, HF, F ,

каптаны и др.

5·10-5 – 10%

при n=6

COCl2, HCN и др.

(для примесей)

в чистых газах

340

Таблица 2. Состав и метрологические характеристики блоков А1–А3 ГЭТ 154

Обозначение

Диапазон

Отн. стандартная

и наименование

Определяемые

измерений молярной

неопределенность

эталонных комплексов

компоненты

доли

типа А, %

типа В, %

и установок

А4. Гравиметрический

комплекс для вопро-

СО, СО2, О2, СН4,

1·10-7 – 99,5%

0,5 – 2·10-3

изведения единиц

2,1 – 7·10-3

NO, NO2, H2S, SO2,

Массовая концен-

при n = 10

молярной доли и

бензол, толуол, кси-

трация

0,85 – 0,35

0,9 – 0,35

массовой концентрации

компонентов в газовых

лолы и др.

0,008 – 1500 мг/м3

при n = 10

смесях

А4-1. Гравиметрическая

установка для приготов-

1·10-7 – 99,5%

0,6 – 2·10-3

2,0 – 7·10-3

ления газовых смесей в

при n = 10

баллонах под давлением

массой до 20 кг

А4-2. Гравиметрическая

СО, СО2, О2, СН4,

установка для приготов-

0,5 – 2·10-3

NO, NO

, H

S, SO

1·10-7 – 99,5%

2,1 – 7·10-3

ления газовых смесей в

баллонах под давлением

бензол, толуол, кси-

при n = 10

массой до 25 кг

лолы и др.

А4-3. Гравиметрическая

установка для приготов-

1·10-7 – 99,5%

0,5 – 2·10-3

2,0 – 7·10-3

ления газовых смесей в

при n = 10

баллонах под давлением

массой до 100 кг

А4-4. Динамическая

NO2, H2S, SO2, Cl2,

Массовая кон-

гравиметрическая уста-

HCl, HF, ацетон,

0,85 – 0,35

0,9 – 0,35

новка для аттестации

гексан, хлороформ,

центрация

при n = 10

источников микропо-

бензол, толуол, кси-

0,008 – 1500 мг/м3

токов

лолы и др.

Таблица 3. Состав и метрологические характеристики блока А5 ГЭТ 154

Обозначение

Диапазон

Отн. стандартная

и наименование

Определяемые

измерений молярной

неопределенность

эталонных комплексов

компоненты

доли

типа А, %

типа В, %

и установок

А5. Фотометрическая

измерительная установ-

3·10-7 – 1·10-3%

5 – 2·10-3

0,9

ка для воспроизведения

О3

при n = 10

единицы молярной доли

озона

В блок Б входят комплексы и установки для пере-

− хроматографическом с ПИД для галогенсодержа-

дачи единиц молярной доли и массовой концентрации

щих, органических и углеводородных компонентов;

компонентов в газовых смесях в диапазонах 2·10-8 % до

− хроматографическом с ПИД для серосодержащих

99,99999 % иот8,0·10-3 до1,5·103 мг/м3, со-ответственно.

компонентов;

Кроме того, аппаратура комплекса обеспечивает ва-

−хроматографическомсдетекторомтеплопроводно-

лидацию гравиметрического метода путем сравнения

сти для постоянных и углеводородных газов;

тождественных смесей, получаемых методами динами-

− хроматографическом с ЭЗД для постоянных газов,

ческого разбавления от чистых газов, газовых смесей и

закиси азота и др.;

отисточниковмикропотоков. СтруктурноблокБсостоит

−ИК-Фурье-спектрометрическомдляагрессивныхи

из приборов, основанных на следующих методах:

серосодержащих компонентов;

− хромато-масс-спектрометрическом для органиче-

− ИК-спектрометрическом для NO, SO2, СО, СO2,

ских, серо- и галогенсодержащих компонентов;

C3H8;

341

Таблица 4. Состав и метрологические характеристики блока Б ГЭТ 154

Обозначение

Диапазон

Отн. стандартная

и наименование

Определяемые

измерений молярной

неопределенность

эталоных комплексов

компоненты

доли

типа А, %

типа В, %

и установок

Б1. Комплекс для

C2H6, C3H8, i-C4H10,

измерения молярной

C4H10, C2H4

доли компонентов в

1·10-4 – 100%

0,9 – 2·10-4

0,75 – 0,01

многокомпонентных

C H , CH , i-C H

при n = 10

углеводородных газо-

C5H12, C6H14, О2, N2,

CO2, CO

вых смесях

Б1-1. Установка для

измерения молярной

C2H6, C3H8, i-C4H10,

доли компонентов в

C4H10, C2H4

1·10-4 – 100%

0,9 – 2·10-4

0,8 – 0,01

газовых смесях на

C H , CH , i-C H

при n = 10

основе предельных и

C5H12, C6H14, О2, N2,

непредельных углево-

CO2, CO и др.

дородов

Б1-2. Установка для

измерения молярной

C2H6, C3H8, i-C4H10,

доли компонентов в

C H

, CH

, i-C

0,9 – 2·10-4

газовых смесях – ими-

1·10-4 – 100%

0,75 – 0,01

при n = 10

таторах природного

C5H12, C6H14, О2, N2,

CO2, CO и др.

газа с содержанием

СН4 не менее 75%

Б2. Установка для

измерения молярной

доли и массовой

меркаптаны, H2S,

концентрации угле-

бензол, толуол,

1,7 – 0,2

водородов (С7 – С15),

этилбензол, ксилолы,

5·10-7 – 1%

1,2 – 0,05

при n = 5

галоген-, кислород- и

метанолы, этанол,

серосодержащих орга-

фреоны и др.

нических соединений

в газовых смесях

Б3. Комплекс для

измерения моляр-

ной доли CO, CO2,

CH4, C3H8, NO, SO2,

CO, CO2, CH4, C3H8,

О2, C2H5OH, СН2О,

3·10-5 – 100%

0,8 – 0,01

0,3 – 0,006

О , Н , Ar, Не, N ,

бензола, толуола,

ксилолов, ацетона

C2H5OH и др.

и др. в бинарных и

многокомпонентных

газовых смесях

Б3-1. ИК-спектро-

метрическая измери-

СН4, С6Н6, NH3, CO,

0,8 – 0,1

тельная установка для

CO , NO, NO , CS ,

5·10-5 – 100%

0,7 – 0,2

при n = 10

аттестации бинарных

SF6, SO2, H2S и др.

газовых смесей

Б3-2. ИК-фурье-

спектрометрическая

измерительная уста-

CO, CO2, CH4, C3H8,

5·10-5 – 10%

0,9 – 0,02

0,3 – 0,02

новка для аттестации

C2H5OH и др.

при n = 10

многокомпонентных

газовых смесей

342

Б3-3. Магнитомехани-

0,04 – 0,01

ческая установка для

О2

0,1 – 99,5%

0,08 – 0,006

измерения молярной

при n = 10

доли кислорода

Б4. Комплекс для

2·10-8 – 5·10-6%

измерения молярной

(для H2S, SO2, NO,

2,3

доли и массовой

NO, NO2, NH3, H2S,

NO2 и NH3 как фо-

при n = 10

концентрации NO,

2,3

новых примесей в

2,3 – 0,01

NO2, NH3, H2S, SO2,

SO2, Cl2, HCl, HF, F2

2,3 – 0,01

чистом газе)

при n = 10

Cl2, HCl, HF, F2 и др.

и др.

1,0 – 0,3

5·10-6 – 100%

0,75 – 0,35

в газовых смесях на

массовая концентрация

при n = 10

основе химически

0,03 – 5·102 мг/м3

активных газов

Б4-1. Установка для

2·10-8 – 5·10-6%

(для H2S, SO2, NO,

2,3

измерения молярной

NO2 и NH3 как фо-

H2S, SO2, NO, NO2,

при n = 10

2,3

доли и массовой кон-

новых примесей в

2,3 – 0,2

2,3 – 0,15

центрации H2S, SO2,

NH3, С6Н6, СН2О

чистом газе)

при n = 10

1,0 – 0,3

NO, NO , NH , С Н и

5·10-6 – 2·10-2

0,75 – 0,35

СН2О

массовая концентрация

0,03 – 5·102 мг/м3

Б4-2. Установка для

3,5 – 0,1

измерения молярной

Cl и HF

5·10-7 – 0,10%

1,5 – 0,2

доли и массовой кон-

при n = 3

центрации Cl2 и HF

Б4-3. Установка для

измерения массовой

концентрации F2, HF,

F2, HF, HCl, NH3, СО2,

HCl, NH3, СО2, фос-

5·10-6 – 100%

3 – 0,01

3,5 – 0,01

фосген, арсин, амины

гена, арсина, аминов

и др.

при n=5

и др., в том числе в

увлажненных газовых

смесях

Б5. Установка для

динамического мас-

СО, СО , О , СН ,

1·10-7 – 10%

1,6 – 0,15

штабного преобразо-

1,5 – 0,15

вания молярной доли

массовая концентрация

0,75 – 0,35

NO, NO2, SO2, бензол,

0,83 – 0,37

и массовой концен-

толуол, ксилолы и др.

8·10-3 – 1,5·103 мг/м3

при n = 15

трации компонентов в

газовых смесях

Б6. Комбинированная

О3

3·10-7 – 1·10-3

5 – 2·10-3

1,1

установка на озон

при n = 10

− оптико-акустическом для СО, СO2, СH4, C3H8,

ОбобщенныеметрологическиехарактеристикиГосу-

C2H5ОН;

дарственногопервичногоэталонаединицмолярнойдоли

− интерферометрическом для O2, H2, СH4, C3H8, Ar,

имассовойконцентрациикомпонентоввгазовыхсредах

He, N2;

(ГЭТ 154-2011) следующие.

− магнито-механическом для O2;

Единицамолярнойдоликомпонентоввчистыхгазах

− хемилюминесцентном для NO, NO2 и NH3;

игазовыхсмесяхвоспроизводитсявдиапазонезначений

− флуоресцентном для H2S, SO2;

2·10-8 – 99,99999%.

− спектральном на основе подвижности ионов для

Первичный эталон обеспечивает воспроизведение

Cl2 и HF;

единицы молярной доли компонентов в чистых газах и

− оптико-абсорбционном с использованием оптиче-

газовых смесях со средним квадратическим отклонени-

ских корреляционных фильтров для C6H6 и СH2О;

ем результата измерений от 2,4% (на нижней границе

− фотометрическом для O3.

диапазона значений) до 3,0·10-7% (на верхней границе

Метрологические характеристики эталонных ком-

диапазона значений) при проведении 10 независимых

плексов, входящих в блок Б, приведены в таблице 4.

измерений.

343

Неисключенная систематическая погрешность от		Относительная расширенная неопределенность от
5,6 % до4,0·10-6 % придоверительнойвероятностиР=0,95.		2,5% до 1,02% при k=2.
Относительная стандартная неопределенность:
– оцененная по типу А – от 2,4% до 3,0·10-7% при		Назначение и область применения
проведении 10 независимых измерений;		Назначение и область применения
проведении 10 независимых измерений;
– оцененная по типу В – от 2,3% до 1,6·10-6%.		Государственный первичный эталон ГЭТ 154-2011
Относительнаясуммарнаястандартнаянеопределен-		Государственный первичный эталон ГЭТ 154-2011
Относительнаясуммарнаястандартнаянеопределен-		предназначен для воспроизведения и передачи единиц
ность от 3,3% до 1,6·10-6%.		молярной доли и массовой концентрации газовых ком-
Относительная расширенная неопределенность от		молярной доли и массовой концентрации газовых ком-
Относительная расширенная неопределенность от		понентов в газовых средах.
6,6 % до 3,2·10-6% при k=2.
Единица массовой концентрации компонентов в
газовых смесях воспроизводится в диапазоне значений		Международное сотрудничество. Сличения
8,0·10-3 – 1,5·103 мг/м3.
Первичный эталон обеспечивает воспроизведение		За все время проведения международных ключевых
единицы массовой концентрации со средним квад-		сличенийэталонГЭТ154 принялучастиев66 ключевых
ратическимотклонениемрезультатаизмеренийот0,85%		сличениях (по данным на апрель 2015 г.), проведенных
(на нижней границе диапазона значений) до 0,35% (на		в рамках рабочей группы по газовому анализу, что по-
верхней границе диапазона значений) при проведении		зволило опубликовать на сайте Международного бюро
15 независимых измерений.		мер и весов в базе данных высших измерительных и
Неисключенная систематическая погрешность от		калибровочныхвозможностей(КИВ) KCDB (http://kcdb.
2,2% до 0,9% при доверительной вероятности Р=0,95.		bipm.org/) КИВвколичестве446 позиций(поданнымна
Относительная стандартная неопределенность:		апрель 2015 г.). Такое количество, а также метрологиче-
– оцененная по типу А – от 0,85% до 0,35% при про-		скиехарактеристикизаявленныхКИВпозволяютсделать
ведении 15 независимых измерений;		вывод о лидирующих позициях РФ в области газового
– оцененная по типу В – от 0,91 % до 0,37%.		анализанарядустакимистранами, какВеликобритания,
Относительнаясуммарнаястандартнаянеопределен-		США, Нидерланды, Корея, Китай. Перечень ключевых
ность от 1,25% до 0,51%.		сличений с участием ГЭТ 154 приведен в таблице 5.
	Таблица 5. Перечень ключевых сличений с участием ГЭТ 154

Номер сличений		Наименование	Год проведения

CCQM-K1b		СО2 в азоте	1993
NMi-VNIIM		СО в азоте	1993

CCQM-K1a		СО в азоте	1994

VNIIM-NMi		СО в азоте	1994

CCQM-K1c		NO в азоте	1995

CCQM-K1d		SO2 в азоте	1996
CCQM-K1e,f,g		Природный газ	1997

CCQM-K3	Автомобильные выбросы: СО, СО2, пропан в азоте		1998
CCQM-K4	Пары этанола в воздухе		1999

CCQM-K7	BTX (бензол, толуол, ксилол) – 50 ppb в азоте		1999

CCQM-P23	Гравиметрия в газовом анализе		2000

EUROMET. QM-K4		Этанол в воздухе	2000

CCQM-K10	BTX (бензол, толуол, ксилол) – 5 ppb в азоте		2001

CCQM-K16а,b		Природный газ	2001

EUROMET.QM-K1.c		NO в азоте	2002

CCQM-K15	SF6 и CF4 в азоте (на уровне выбросов)		2003
CCQM-K22	Летучие органические вещества в воздухе		2003

COOMET 289/RU/03	O2, H2, CH4, CO в азоте		2003
FMI-VNIIM	Озон в окружающей среде		2003

344

EUROMET 764	NH3 в азоте	2004
CCQM-K26a	Химически активные газы: NO в азоте	2004

CCQM-P28	Озон на атмосферном уровне	2004

CCQM-K26b	Химически активные газы: SO2 в воздухе	2004
CCQM-K41	H2S в азоте	2004
CCQM-K23a,c	Природный газ	2004

CCQM-K23b	Природный газ	2005

COOMET.QM-K3	Автомобильные газы (СO, CO2, C3H8) в азоте	2005
CCQM-K54	н-Гексан в метане	2006

CCQM-P87	Исследование возможностей приготовления много-	2006
	компонентных смесей

CCQM-P73	Оксид азота, гравиметрические смеси – 30-70 ppm	2006

CCQM-K53	Кислород в азоте	2006

CCQM-K52	Диоксид углерода в воздухе	2006

CCQM-K46	Аммиак в азоте	2007

BIPM.QM-K1	Озон на атмосферном уровне	2007

COOMET.QM-K23b	Природный газ	2007

COOMET.QM-K1a	CO в азоте 100 и 1000 ppm	2007

CCQM-K51	CO в азоте (5 ppm)	2008

ССQM-K65	Меркаптаны в метане	2008

CCQM-K71	Дымовые газы	2008

ССQM-K66	Анализ чистоты метана	2009

CCQM-K68	N2O на атмосферном уровне	2009

CCQM-K74	Диоксид азота 10 ppm	2009

CCQM-K76	Диоксид серы в азоте (100 ppm)	2010

CCQM-K77	Нефтезаводской газ	2010

EURO.QM-K4	Этанол в азоте	2010

АРМР.QM-К41	Сероводород в азоте	2010

CCQM-K84	Оксид углерода в воздухе (300 ppb)	2011

COOMET.QM-S1	Оксид азота в азоте (50 ppm)	2011

COOMET.QM-K76	Диоксид серы в азоте (100 ppm)	2011

CCQM-K93	Этанол в азоте	2011

COOMET.QM-S2	Метан в синтетическом воздухе (100 ppm)	2012

ССQM-K82	Метан в воздухе на атмосферном уровне (2ppm)	2012

CCQM-K94	Диметилсульфид в азоте (диапазон: 5-20 ppm)	2012

CCQM-K101	Кислород в азоте на уровне 10 ppm	2013

COOMET.QM-S3	CO в синтетическом воздухе (3 ppm)	2013

CCQM-K90	Формальдегид в азоте (1–10 ppm)	2015

CCQM-K111	Пропан в азоте (1000 ppm)	2014

EURAMET 1220	Анализ примесей в водороде	2014

345

COOMET.QM-S5	Автомобильные газы	2013

CCQM-K112	Состав биогаза	2014

CCQM-K113	Благородные газы	2014

CCQM-K119	Сжиженные углеводородные газы	2015

COOMET.QM-K93	Этанол в азоте	2014

CCQM-K116	10 ppm воды в азоте	2015

CCQM-K117	Аммиак в азоте	2015

CCQM-K118	Природный газ	2015

Л.А. Конопелько, О.Г. Попов

4.9.2. Измерение массовой концентрации взвешенных частиц в аэродисперсных системах

Описание вида измерений

Массовая концентрация частиц, взвешенных в газе (аэрозолей), определяется как отношение массы этих частиц к объему воздуха, в котором они находятся. Единицей физической величины является кг/куб. м. Производные величины мг/куб. м, мг/дм3, мкг/куб.м и т. п.

Аэрозоли (от греческого «aer» воздух и латинского «sol[ution]» (золь) раствор) – это дисперсная система, состоящая из газовой дисперсионной среды, в которой распределенадисперсионнаяфаза– твердыеилижидкие частицы. Частицы дисперсной фазы аэрозолей имеют размеры: от 10-9 до 10-5 м).

Обычно аэрозоли классифицируют по способам их образования, по концентрации, размеру частиц, по агрегатному состоянию дисперсной фазы, по морфологическим признакам частиц, атакже посодержанию дисперснойфазыихарактерувоздействияначеловека. По характеру образования различают диспергационные, конденсационные и смешанные аэрозоли. В зависимости от дисперсности аэрозоля (размера частиц) разделяют следующие виды аэрозолей – пыль, туман, дым:

–пыль(размерчастицдисперснойфазыболее1,0 мкм

(10-6 м)),

–туманы (10 – 0,1 мкм (10-7 – 10-5 м)),

–дымы (0,1 – 0,001 мкм (10-9 – 10-7 м)).

Существуетклассификацияаэрозолейвзависимости от агрегатного состояния дисперсной фазы. Наиболее распространены аэрозоли, дисперсная фаза которых состоиттолькоизтвердыхчастиц(Т/Г) илиизкапель(Ж/Г). Встречаются другие аэрозольные системы – жидкие пены(системыЖ, Г/Г) итвердыепены(системыТ, Г/Г), в которой газовый пузырек окружен пленкой (жидкой или твердой).

Также аэрозоли классифицируют по морфологическим признаками: плотность, форма, структура, химический состав.

Историческая справка (история развития вида измерений)

Опасность некоторых видов аэрозолей описывалась еще в первом веке до нашей эры. Так, римский ученый Плиний упоминал о «фатальной пыли». В XIV веке Агрикола при описании рудников говорил о «ядовитом воздухе» и«едкойпыли». ИтальянскийфизикРамаззини в 1700 г. опубликовал книгу, в которой описал влияние пыли на органы дыхания, приведя при этом многочисленные примеры происходящих от пыли болезней со смертельным исходом.

В начале ХХ века оценка вреда, наносимого вдыханием аэрозолей различного назначения, оценивалось прежде всего по массе вещества, попавшего в организм. Поэтому основной физической величиной, которая использовалась в науке и технике для описания аэродисперсных систем, была массовая концентрация аэрозоля. Массовая концентрация взвешенных частиц используется при оценке воздействия биологического оружия, загрязнении атмосферы, оценке эффективности средств защиты органов дыхания. Эффективность действия лекарств в аэрозольной форме также основана на измерении массовой концентрации аэрозоля. В промышленности по результатам измерения массовой концентрации пыли определяют эффективность систем пылеочистки. Защитаздоровьянаселенияотантропогенного загрязнения атмосферы взвешенными частицами основана на измерении массовой концентрации частиц размером менее 10 и 2,5 мкм.

Основным методом измерения массовой концентрации аэрозоля являлся гравиметрический метод, основанный на измерении массы частиц, выделенной из известного объема исследуемого воздуха. Недостаток метода – низкая чувствительность и большая трудоемкость. Косвенные методы основаны на использовании различных физических явлений, параметры которых изменяются в зависимости от концентрации пыли в исследуемой воздушной среде. Преимущества косвенных

346

методов – высокая производительность, простота измерения. Недостатки – невысокая точность измерений, сложность конструкции ивысокая стоимость приборов.

Для контроля запыленности воздуха производственных помещений и организованных выбросов наиболее широкоприменяютоптический, электроиндукционный, радиоизотопный и пьезоэлектрический методы.

Развитие вида измерений в России

В СССР исследования аэрозолей в промышленности, в горном деле, санитарии и медицине, атмосфере и других отраслях деятельности производились чаще всего с применением наиболее доступного метода измерения запыленности воздуха – гравиметрического. Принормированииконцентрацийвзрывоопаснойпыли, бактериологических препаратов, аэрозолей, загрязняющих атмосферу и воздух рабочей зоны, лекарственных препаратов, применяемых для ингаляции, а также в большинстве случаев оценки степени очистки воздуха от взвешенных частиц, применяется физическая величина– массоваяконцентрациячастицваэродисперсных средах. Необходимо отметить широкое применение при гравиметрическихизмеренияханалитическихфильтров на основе «ткани Петрянова», созданной еще в начале 40-х годов прошлого столетия в Физико-химическом институте им. Л. Я. Карпова академиком И. В. Петряновым– СоколовымипрофессоромН. А. Фуксом. Вначале 70-х годов прошлого столетия в нашей стране начали разрабатываться радиоизотопные пылемеры, которые измерялимассовуюконцентрациюпылипопоглощению бета-излучения слоем уловленной на фильтре пыли. Конструкцияотечественныхрадиоизотопныхпылемеров существенно отличалась от аналогичных зарубежных приборов. Применениеоткрытойионизационнойкамеры позволило существенно увеличить чувствительность анализатора. Также были разработаны электроиндукционные пылемеры, которые измеряют концентрацию аэрозолязасчетпринудительнойзарядкивзвешенныхчастицвполеимпульсногокоронногоразрядаиизмерения тока, переносимого частицами в зону детектирования. Шкала электроиндукционных пылемеров градуируется в единицах массовой концентрации. Радиоизотопные и электроиндукционные анализаторы были разработаны под руководством профессора В. И. Турубарова в Ленинградскоминститутеавиационногоприборостроения.

Основные направления развития

Нормативыпоконтролюзагрязненияатмосферного воздуха взвешенными частицами, экологические требования к контролю аэрозольных выбросов предприятий, технологическиетребованиякпылегазоочистке на производстве, широкое развитие исследований в области производства дисперсных сред различного применения заставляют промышленные предприятия, санитарно-гигиенические службы и службы охраны окружающей среды интенсивно приобретать и применять в практической работе средства измерения массовой концентрации аэрозолей. Диапазон концентраций взвешенных частиц, нормируемый в различных нормативных документах, простирается от 20 до

1500 мг/куб. м.

ВсоответствиисФедеральнымзакономРоссийской Федерации № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» [1] к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений относится осуществление деятельности в области здравоохранения и ветеринарии; деятельности по обеспечению безопасностипричрезвычайныхситуацияхивобластиохраны окружающейсреды; выполненииработпообеспечению безопасных условий и охраны труда; осуществлении производственного контроля за соблюдением установленныхзаконодательствомРоссийскойФедерациитребований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта; осуществлении деятельности в области обороны и безопасности государства, а также в области гидрометеорологии; деятельность в области использования атомной энергии и при осуществлении мероприятий государственного контроля (надзора). Во всех перечисленных видах деятельностиизмерениеконцентрациивзвешенныхчастицпроизводится вединицахмассовой концентрации аэрозоля. Применение отечественных и зарубежных средств измерения массовой концентрации аэрозоля должно обеспечивать единство измерений: измерения должны проводиться с помощью аттестованных методик (методов) измерений, результаты выражены в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности измерений не должны выходить за установленные границы. Реализацияэтихтребованийвозможнатолькоприналичии эталона единицы массовой концентрации частиц в аэродисперсных средах.

Ю.А. Кустиков, Б.И. Попов

4.9.3. Государственный первичный специальный эталон единицы массовой концентрации частиц в аэродисперсных средах ГЭТ 164-2003

В 2003 г. был создан Государственный специальный	Принцип действия
эталон единицы массовой концентрации частиц в аэро-	ОсновуГосударственногоспециальногоэталонаеди-
дисперсных средах.	ОсновуГосударственногоспециальногоэталонаеди-
Работы по созданию эталона единицы массовой	ницы массовой концентрации частиц в аэродисперсных
концентрации проводились начиная с 2001 г. Кустико-	средах составляет радиоизотопно-гравиметрический
вым Ю.А., Козловым Д.Н. и Поповым Б.И.	комплекс аппаратуры для измерения массовой концент-

<<< < Предыдущая 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 3435 / 9135 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке Метрология и стандартизация

#
16.12.202115.04 Mб189Rossiyskaya metrologicheskaya entsiklopediya. Tom 1 (Okrepilov) 2015.pdf
#
16.12.202116.67 Mб116Rossiyskaya metrologicheskaya entsiklopediya. Tom 2 (Okrepilov) 2015.pdf