氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品簡介

  1.前言

標(biāo)準(zhǔn)樣品（reference material）是一種或多種特性值已經(jīng)很好地被確定的足夠均勻的材料或物質(zhì)，用于校準(zhǔn)儀器、評(píng)價(jià)測量方法，或?yàn)椴牧腺x值。標(biāo)準(zhǔn)樣品可以是純的或混合的氣體、液體或固體。標(biāo)準(zhǔn)樣品是一種與待測材料相同或相似的、但帶有經(jīng)過溯源性確認(rèn)并具有規(guī)定測量不確定度標(biāo)準(zhǔn)值的材料。這種標(biāo)準(zhǔn)材料主要用來制訂各類文字技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)確認(rèn)有關(guān)實(shí)驗(yàn)室使用文字技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的能力、檢驗(yàn)文字技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)上的有效性等。因此，它是標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，是確保文字技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有效實(shí)施的技術(shù)依據(jù)。并在實(shí)際制定和應(yīng)用相應(yīng)的文字技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)科學(xué)合理地采用和研制相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)樣品。標(biāo)準(zhǔn)樣品在標(biāo)準(zhǔn)化工作中的地位與作用可以歸納為以下幾點(diǎn)：

1.1 標(biāo)準(zhǔn)樣品可以用來評(píng)定確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)分析檢測方法的有效性，即檢測分析結(jié)果的溯源性和離散性。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)樣品可以用來校準(zhǔn)檢測分析儀器，以確保該檢測分析儀器示值的有效性，即檢測分析結(jié)果的溯源性和離散性。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)樣品以用來給材料賦值，以確保該量值的有效性，即檢測分析結(jié)果的溯源性和離散性。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)樣品可以進(jìn)一步擴(kuò)展到用其評(píng)定實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)能力、考核分析操作人員技術(shù)水平、開發(fā)制訂新的標(biāo)準(zhǔn)檢測分析方法等。

2.氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品的定義與分類

氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品是一種高度均勻、穩(wěn)定性良好和量值準(zhǔn)確的氣體。氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品具有復(fù)現(xiàn)、保存和傳遞量值的基本功能。它們主要用于校準(zhǔn)儀器、儀表，評(píng)價(jià)測量方法，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的傳遞和量值仲裁等。

氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品的品種數(shù)以千計(jì)。按氣體組份數(shù)分類，可分為單元?dú)怏w標(biāo)樣（純氣或高純氣體）；二元?dú)怏w標(biāo)樣（兩種組份氣配制而成的）；三元?dú)怏w標(biāo)樣（由三種組份氣配制而成的）；多元?dú)怏w標(biāo)樣（由三種以上組份氣配制而成的）等。按氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品用途或?qū)傩苑诸?，可分為儀器儀表校正用標(biāo)準(zhǔn)氣體；石油化工產(chǎn)品成份分析用標(biāo)準(zhǔn)氣體；環(huán)境監(jiān)測用標(biāo)準(zhǔn)氣體；醫(yī)學(xué)與醫(yī)療衛(wèi)生用標(biāo)準(zhǔn)氣體；電力能源用標(biāo)準(zhǔn)氣體；焊接用標(biāo)準(zhǔn)氣體可燃性氣體泄漏報(bào)警用標(biāo)準(zhǔn)氣體；保鮮用標(biāo)準(zhǔn)氣體；激光及電光源用標(biāo)準(zhǔn)氣體；零級(jí)氣體（零點(diǎn)氣）等等。

3.氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品的基本特性

3.1氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品的均勻性

氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品與其它固體、液體標(biāo)準(zhǔn)樣品一樣，其均勻性是一項(xiàng)十分重要的基本特征之一。雖然各種氣體具有較大的流動(dòng)性和擴(kuò)散能力，由于配制標(biāo)準(zhǔn)氣體時(shí)，幾種組份氣體先后充入高壓鋼瓶內(nèi)，加之各組份氣的分子量之差異，結(jié)果使鋼瓶內(nèi)的氣體組份分布得不均勻，有的還可能產(chǎn)生分層現(xiàn)象。另外，氣體組份與鋼瓶內(nèi)壁之間存在著一個(gè)吸附與脫附平衡過程，這對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氣體組份的均勻性產(chǎn)生不利的影響。正由于上述原因，配制標(biāo)準(zhǔn)氣體尚需采取一定混勻處理手段，以解決充入鋼瓶內(nèi)各種組份氣均勻性的問題。鋼瓶旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)法是解決標(biāo)準(zhǔn)氣體混勻的一種快速、簡易、行之有效的方法。而自然擴(kuò)散法也能使標(biāo)準(zhǔn)氣體混合均勻，只不過達(dá)到均勻狀態(tài)所需的時(shí)間較長。

3.2氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品的穩(wěn)定性與有效期

氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品的穩(wěn)定性也是一項(xiàng)十分重要的基本特征。一般來說，氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品的穩(wěn)定性包含兩方面的內(nèi)容，即標(biāo)準(zhǔn)氣體組份含量隨時(shí)間的變化和標(biāo)準(zhǔn)氣體組份含量隨壓力的變化。這種考察實(shí)驗(yàn)一般需半年時(shí)間，根據(jù)穩(wěn)定性考察結(jié)果，才能確定出標(biāo)準(zhǔn)氣體的使用有效期限，即標(biāo)準(zhǔn)氣體的有效期。標(biāo)準(zhǔn)氣體有效期長短，不能隨意給定，必須以穩(wěn)定性考察實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)。

保持氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品中組份含量長期穩(wěn)定極為重要。標(biāo)準(zhǔn)氣體包裝容器的材質(zhì)與容器內(nèi)壁處理是影響標(biāo)準(zhǔn)氣體穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。

4.氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品的作用與用途

在經(jīng)濟(jì)與科技高度發(fā)展的當(dāng)今世界，氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品已在國內(nèi)、國外得到廣泛的應(yīng)用，并為科研、生產(chǎn)、貿(mào)易、法律法規(guī)的貫徹，為經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、法律法規(guī)的決策提供了可靠保證。氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品在保證技術(shù)監(jiān)督工作的科學(xué)性、權(quán)威性和公正性，保證產(chǎn)品質(zhì)量與檢驗(yàn)結(jié)果一致性、可比性以及產(chǎn)品質(zhì)量管理、資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、消除貿(mào)易技術(shù)壁壘、保障人民身體健康等方面發(fā)揮了積極作用。

4.1在氣體標(biāo)準(zhǔn)化研究中的應(yīng)用

在制修訂各類氣體國家標(biāo)準(zhǔn)和氣體檢驗(yàn)方法的試驗(yàn)研究以及試驗(yàn)、驗(yàn)證之中,都必須使用氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品, 以便為制定技術(shù)指標(biāo)提供可靠數(shù)據(jù); 同時(shí)還可確立標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn) 方法的實(shí)驗(yàn)條件、操作條件、靈敏度、準(zhǔn)確度及精密度等技術(shù)條件。因此在國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定、驗(yàn)證、實(shí)施與修改整個(gè)過程中, 都離不開氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品。

4.2在氣體產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督和質(zhì)量控制中的應(yīng)用

為了貫徹實(shí)施國家氣體標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)法規(guī), 各級(jí)氣體產(chǎn)品質(zhì)檢機(jī)構(gòu)，必須定期或不定期對(duì)各類氣體產(chǎn)品進(jìn)行日常監(jiān)督檢驗(yàn), 為了保證監(jiān)督檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的公正性、權(quán)威性和可靠性, 在氣體產(chǎn)品質(zhì)量控制和監(jiān)督檢驗(yàn)中, 必須使用氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品。特別是用戶與生產(chǎn)廠家發(fā)生爭議時(shí), 往往要求作仲裁檢驗(yàn)。在仲裁檢驗(yàn)中只能用氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品作比對(duì), 以便增加仲裁結(jié)論的權(quán)威性和公正性。

4.3儀器儀表的校準(zhǔn)與刻度

現(xiàn)代化的生產(chǎn)過程, 從原材料的檢驗(yàn)、生產(chǎn)流程的控制, 直到最后產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)都離不開各種類型的儀器儀表。為了保證高效與高質(zhì)量的生產(chǎn), 需要定期使用各種氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)其儀器儀表進(jìn)行檢定或校準(zhǔn), 以確保檢測結(jié)果的可靠性。特別是在線儀器儀表經(jīng)長期使用或修理以后, 更需要用一種或兩種氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品來校準(zhǔn)與刻度儀器儀表。

4.4在大氣環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

隨著環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重, 各個(gè)國家都制定了環(huán)境保護(hù)法、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和各種有害物質(zhì)的排放標(biāo)準(zhǔn)等法律與法規(guī)。因此, 環(huán)境的監(jiān)測與治理、大氣污染的評(píng)價(jià)就愈來愈顯得重要了。而提供量值準(zhǔn)確一致的各類氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品，則是保證監(jiān)測的準(zhǔn)確性、治理的有效性的前提和依據(jù)。若果沒有氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品定期校準(zhǔn)監(jiān)測儀器儀表, 要獲得準(zhǔn)確的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)也是不可能的。

4.5在醫(yī)療衛(wèi)生、臨床化驗(yàn)中的應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展, 在醫(yī)療衛(wèi)生、臨床化驗(yàn)中大量采用儀器分析。儀器分析的廣泛應(yīng)用, 不僅簡化了操作手續(xù), 而且還節(jié)省了時(shí)間, 提高了測量精度。但準(zhǔn)確度卻是一個(gè)較大的問題, 要提高臨床化驗(yàn)的準(zhǔn)確度,則必須使用氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品來校準(zhǔn)臨床化驗(yàn)所用儀器。近年來,我國標(biāo)準(zhǔn)氣體已開始應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生與臨床化驗(yàn)中, 諸如血液氣體分析、肺功能測定、呼吸代謝測定、放射性示蹤器、外科激光手術(shù)及麻醉等方面都得到廣泛的應(yīng)用。

4.6分析方法的評(píng)價(jià)

一種新的分析方法的出現(xiàn), 往往需要用氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)其方法的靈敏度、準(zhǔn)確度及精密度加以驗(yàn)證, 以便對(duì)該分析方法進(jìn)行綜合的質(zhì)量評(píng)價(jià)。

4.7其它方面的應(yīng)用

氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品在商業(yè)貿(mào)易、實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)證、計(jì)量定級(jí)升級(jí)考核、分析人員的考評(píng)、公正的計(jì)量仲裁等方面都有著廣泛的用途。