ГОСТ Р ИСО 15337-2013
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВОЗДУХ АТМОСФЕРНЫЙ
Титрование в газовой фазе. Калибровка газоанализаторов озона
Ambient air. Gas phase titration. Calibration of analysers for ozone
ОКС 13.040.20
Дата введения 2014-12-01
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АНО "НИЦ КД") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версиистандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 457 "Качество воздуха"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 г. N 1649-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 15337:2009* "Воздух атмосферный. Титрование в газовой фазе. Калибровка газоанализаторов озона" (ISO 15537:2009 "Ambient air - Gas phase titration - Calibration of analysers for ozone", IDT).
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - .
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочного международного стандарта соответствующий ему национальный стандарт, сведения о котором приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2019 г.
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Введение
Для газоанализаторов, применяемых для определения озона (
________________
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод титрования в газовой фазе (ТГФ) в качестве метода калибровки газоанализаторов озона (
________________
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).
ISO 7996, Ambient air - Determination of the mass concentration of nitrogen oxides - Chemiluminescence method (Воздух атмосферный. Определение массовой концентрации оксидов азота. Хемилюминесцентный метод).
3 Общие положения
Титрование в газовой фазе основано на простой бимолекулярной реакции, протекающей в газовой фазе:
с константой скорости бимолекулярной реакции при 298 К, равной 1,8·10
Реакция (1) протекает быстро, и ее равновесие значительно сдвинуто в сторону продуктов реакции, если соблюдены кинетические условия, установленные в приложении А. Метод основан на смешивании
В качестве источника
4 Реактивы и материалы
4.1 Трубки для отбора проб и соединительные детали из материала, инертного по отношению к
________________
Примечание - Каждый раз при очистке или замене трубки для отбора проб может потребоваться несколько часов для достижения ее равновесия с окружающей средой.
4.2 Нулевой стандартный газ для калибровки методом ТГФ. При использовании искусственного воздуха содержание кислорода (
Примечание - Подробное описание методики получения нулевого воздуха из атмосферного воздуха приведено в [9].
4.3 Градуировочная стандартная смесь
5 Оборудование
Используют обычное лабораторное оборудование и, в частности, следующее.
5.1 Генератор озона, обеспечивающий получение устойчивого содержания
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ - Озон является токсичным газом, в связи с чем следует соблюдать меры предосторожности при работе в лаборатории, чтобы массовая концентрация озона в замкнутом помещении не превышала установленного уровня ПДК, составляющего 200 мкг/м
________________
5.2 Регуляторы потока газа и расходомеры. Существуют два варианта: регулировки и измерения газовых потоков (см. 5.2.1 и 5.2.2). Рекомендуется использовать электронные регуляторы массового расхода (см. 5.2.1) из-за присущей им небольшой неопределенности измерений и более высокой прецизионности.
5.2.1 Электронные регуляторы массового расхода, калиброванные и обеспечивающие поддержание постоянства расхода газа в пределах ±0,5% на протяжении всей калибровки. Детали этих устройств, находящиеся в контакте с
5.2.2 Регуляторы потока газа и расходомеры, управляемые вручную, обеспечивающие поддержание постоянства расхода газа в пределах ±2% на протяжении всей калибровки. Расходомеры должны обеспечивать измерение требуемого расхода газа с погрешностью в пределах ±2%.
5.3 Реакционная камера для создания подходящих условий для количественного протекания реакции между
5.4 Камера для разбавления, для создания подходящих условий для смешивания продуктов реакции с газом-разбавителем/воздухом. Она должна быть изготовлена из материалов, инертных по отношению к
5.5 Выходной коллектор для обеспечения отбора проб по нескольким каналам на выходе установки для калибровки методом ТГФ. Он должен быть изготовлен из материала, инертного по отношению к
5.6 Датчик температуры для измерения температуры измерительной ячейки газоанализатора озона с погрешностью в пределах ±0,5 °С.
5.7 Манометр для измерения давления в измерительной ячейке газоанализатора озона с погрешностью в пределах ±2 гПа.
5.8 Хемилюминесцентный газоанализатор оксидов азота, канал по
Примечание - Подробное описание калибровки такого газоанализатора приведено в [10].
5.9 Регулятор давления для баллонов с исходными газами, внутренние части которого изготовлены из материала, инертного по отношению к
6 Методика калибровки
6.1 Введение
Принципиальная схема установки для калибровки газоанализаторов озона приведена на рисунке 1. Приведенная ниже методика применима, если:
a) газоанализаторы оксидов азота и озона одновременно формируют сигнал состояния выходной системы ТГФ,
b) содержание газов выражено через молярную долю, в млрд
Генерируют газовую смесь с заданным и известным с достаточной точностью содержанием
Линейность градуировочной характеристики хемилюминесцентного газоанализатора оксидов азота должна быть проверена методом наименьших квадратов, и вычисленное значение коэффициента корреляции должно быть не менее 0,99 для рассматриваемого диапазона калибровки по
6.2 Калибровка газоанализатора атмосферного озона
6.2.1 Устанавливают приборы в соответствующем месте и обеспечивают контроль температуры в помещении, где проводят измерения, для сведения к минимуму любого влияния температуры на работу приборов. В соответствии с руководством по эксплуатации газоанализатора озона проводят настройку различных рабочих параметров, в том числе расхода пробы, и, при необходимости, включают электронное устройство компенсации окружающей температуры и давления. Также выполняют диагностику прибора, описанную в руководстве по эксплуатации, для подтверждения того, что характеристики прибора соответствуют техническим требованиям. Полученные значения содержания следует зарегистрировать с помощью подходящего записывающего устройства (например, ленточного самописца или электронной системы сбора данных).
При последующих вычислениях содержание выражено в единицах молярной доли. Калибровка должна включать измерения с использованием нулевого воздуха (см. 4.2) и по крайней мере пяти газовых смесей с содержанием озона, рационально распределенным по диапазону калибровки. При всех калибровках значение расхода на входе в коллектор должно превышать общий расход, необходимый для всех приборов, подсоединенных к коллектору, по крайней мере на 10%; при этом избыточное давление соответствующим образом сбрасывают до атмосферного.
Выполняют операции, описанные в 6.2.2-6.2.11.
6.2.2 Определяют параметры установки для ТГФ в соответствии с приложением А и собирают установку в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 1; убеждаются в том, что во всей системе потоков установки для калибровки не наблюдается утечек.
Рисунок 1 - Принципиальная схема системы потоков в установке, применяемой при калибровке газоанализаторов озона методом титрования в газовой фазе
6.2.3 Вводят в систему нулевой воздух (см. 4.2) и настраивают расход газа-разбавителя/воздуха,
6.2.4 Настраивают расход градуировочной стандартной смеси
где
6.2.5 При поддержании постоянного расхода воздуха
где
6.2.6 Направляют поток
Примечание - Другим вариантом будет замена потока
6.2.7 Регистрируют показания газоанализатора озона и, при необходимости, изменяют контрольные настройки шкалы прибора для снятия показаний, близких или равных содержанию
Если изменение настройки шкалы прибора неожиданно отличается от его значения при последней калибровке, рекомендуется выявить причину этого и устранить ее.
6.2.8 При поддержании постоянных значений расхода газа, определенных в 6.2.3-6.2.6, настраивают параметры генератора
6.2.9 После снятия показаний в последней точке при калибровке по
6.2.10 Строят график зависимости скорректированных показаний газоанализатора озона от вычисленной молярной доли (или массовой концентрации) при выбранных стандартных условиях по температуре и давлению.
6.2.11 Получают градуировочную характеристику газоанализатора озона методом наименьших квадратов и записывают соответствующие значения коэффициента линейной градуировочной характеристики (например, млрд
Повторную калибровку для оценки ее повторяемости проводить необязательно.
6.3 Прецизионность измерений
Ожидаемая погрешность измерения в условиях повторяемости при калибровке методом, установленным в настоящем стандарте, не превышает 2% (при уровне доверительной вероятности 95%) при генерировании и измерении содержания градуировочной газовой смеси, содержащей
6.4 Неопределенность измерений
Оцененная неопределенность измерения при калибровке методом, установленным в настоящем стандарте, находится в пределах ±4% измеренного содержания (при уровне доверительной вероятности 95%).
7 Представление результатов
С учетом оцененных параметров системы ТГФ вычисляют содержание
8 Протокол испытаний
Протокол испытаний должен включать по крайней мере следующую информацию:
a) ссылку на настоящий стандарт;
b) документацию о методе калибровки и градуировочной стандартной смеси
c) входные данные и результаты калибровки и измерений с указанием даты и ФИО оператора;
d) любые особые обстоятельства, обнаруженные во время калибровки.
Приложение A
(обязательное)
Параметры установки для титрования в газовой фазе
А.1 Вычисление динамического параметра
Количественное протекание реакции между
где
где
где
А.2 Определение параметров установки для титрования в газовой фазе
А.2.1 Методика
А.2.1.1 Для определения оптимальных значений параметров настройки установки для ТГФ выполняют операции А.2.1.2-А.2.1.10.
А.2.1.2 Подбирают соответствующий общий расход газа
А.2.1.3 Подбирают реакционную камеру соответствующего объема
А.2.1.4 Подбирают градуировочную стандартную смесь
А.2.1.5 Устанавливают в выходном коллекторе необходимое максимальное содержание
А.2.1.6 Вычисляют максимально допустимый расход
При применении методики ТГФ может быть выбрано любое значение
А.2.1.7 Используют условие (А.2) для проверки того, что
А.2.1.8 Вычисляют расход газа-разбавителя
А.2.1.9 Вычисляют молярную долю
А.2.1.10 Вычисляют значение динамического параметра установки для ТГФ по формуле (А.1) и убеждаются в том, что
А.2.2 Пример вычислений
В примере для вычисления были использованы следующие условия и значения параметров:
a) газоанализатор озона с расходом пробы 35 см
b) содержание
c) диапазон значений содержания
Вычисляют минимальный общий расход
где
Допустим, что выбрана стеклянная реакционная камера объемом
Сначала вычисляют расход оксида азота
Вычисляют
Затем выбирают для
Вычисляют необходимый расход газа-разбавителя/воздуха
Молярная доля
Время пребывания газообразных реагентов в реакционной камере
Значение динамического параметра
Примечание - Описанные выше вычисления приведены в качестве примера; допускается использовать другие сочетания значений расхода и содержания при выполнении условий
Приложение ДА
(справочное)
Сведения о соответствии ссылочного национального стандарта международному стандарту
Таблица ДА.1
Обозначение ссылочного международного стандарта | Степень соответствия | Обозначение и наименование соответствующего национального стандарта |
ISO 7996 | - | * |
* Соответствующий национальный стандарт отсутствует. До его принятия рекомендуется использовать перевод на русский язык данного международного стандарта. |
Библиография
[1] ISO 1000 | SI units and recommendations for the use of their multiples and of certain other units (ИСО 1000, Единицы СИ и рекомендации по применению их кратных и дольных и некоторых других единиц) |
________________
[2] ISO 4226 | Air quality - General aspects - Units of measurement (ИСО 4226, Качество воздуха. Общие аспекты. Единицы измерений) |
[3] ISO 6879:1995 | Air quality - Performance characteristics and related concepts for air quality measuring methods (ИСО 6879:1995, Качество воздуха. Характеристики и соответствующие им понятия, относящиеся к методам измерений качества воздуха) |
________________
[4] ISO 9169 | Air quality - Definition and determination of performance characteristics of an automatic measuring system (ИСО 9169, Качество воздуха. Определение характеристик автоматических измерительных систем) |
[5] ISO 10313 | Ambient air - Determination of the mass concentration of ozone - Chemiluminescence method (ИСО 10313, Воздух атмосферный. Определение массовой концентрации. Хемилюминесцентный метод) |
[6] ISO 13964 | Air quality - Determination of ozone in ambient air - Ultraviolet photometric method (ИСО 13964, Качество воздуха. Определение озона в атмосферном воздухе. Метод ультрафиолетовой фотометрии) |
[7] ISO/IEC 80000 (all parts) | Quantities and units (ИСО/МЭК 80000, Величины и единицы) |
________________
[8] ISO/IEC Guide 99:2007 | International vocabulary of metrology - Basic and general concepts and associated terms (VIM) (ИСО ISO/IEC Guide 99:2007, Международный словарь по метрологии. Основные и общие понятия и соответствующие термины) |
[9] ASTM D5011 | Standard practices for calibration of ozone monitors using transfer standards (ASTM D5011, Стандартные методики для калибровки индикаторов озона с использованием эталонов) |
[10] VDI 2453-2 | Gaseous air pollution measurement - Measurement of concentration of nitrogen monoxide and nitrogen dioxide - Calibration of NO/NOx chemiluminescence analysers using gas phase titration (VDI 2453-2, Измерение содержания газообразных загрязнителей воздуха. Определение концентрации монооксида азота и диоксида азота. Калибровка хемилюминесцентных газоанализаторов |
[11] VDI 2453-3 | Gaseous air pollution measurement - Determination of the nitrogen monoxide and nitrogen dioxide concentration - Preparation of the calibration gas mixtures and determination of their concentration (VDI 2453-3, Измерение содержания газообразных загрязнителей воздуха. Определение концентрации монооксида азота и диоксида азота. Приготовление калибровочных газовых смесей и определение их концентрации) |
УДК 504.3:006.354 | ОКС 13.040.20 |
Ключевые слова: воздух атмосферный, титрование, газовая фаза, требования, газоанализаторы, озон, калибровка |
Электронный текст документа
и сверен по:
, 2019