ГОСТ 8.578-2002
Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах

ГОСТ 8.578-2002

Группа Т84.5

     
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ


Государственная система обеспечения единства измерений

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ
ИЗМЕРЕНИЙ СОДЕРЖАНИЯ КОМПОНЕНТОВ В ГАЗОВЫХ СРЕДАХ

State system for ensuring the uniformity of measurements.
State verification schedule for instruments measuring
the content of components in gaseous media

МКС 17.020
ОКСТУ 0008

Дата введения 2002-11-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И.Менделеева" (ГУП "ВНИИМ им. Д.И.Менделеева") Госстандарта России и Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 206 "Эталоны и поверочные схемы"

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 2 от 5 марта 2002 г.)

За принятие проголосовали:

Наименование государства	Наименование национального органа по стандартизации
Азербайджанская Республика	Азгосстандарт
Республика Армения	Армгосстандарт
Республика Беларусь	Госстандарт Республики Беларусь
Республика Казахстан	Госстандарт Республики Казахстан
Кыргызская Республика	Кыргызстандарт
Республика Молдова	Молдовастандарт
Российская Федерация	Госстандарт России
Республика Таджикистан	Таджикстандарт
Туркменистан	Главгосслужба "Туркменстандартлары"
Республика Узбекистан	Узгосстандарт

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 10 апреля 2002 г. N 143-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 8.578-2002 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 ноября 2002 г.

4 ВЗАМЕН МИ 2001-89

1 Область применения

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на государственную поверочную схему для средств измерений содержания компонентов в газовых средах (приложение А) и устанавливает порядок передачи размеров единиц: молярной доли - процент (%), массовой концентрации - миллиграмм на кубический метр (мг/м), массовой доли - процент (%) и объемной доли компонента - процент (%) - от государственного первичного эталона с помощью рабочих эталонов рабочим средствам измерений с указанием погрешностей и основных методов поверки.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.315-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Основные положения

ГОСТ 17.2.2.03-87 Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерений содержания оксида углерода и углеводородов в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями. Требования безопасности

3 Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 компонент в газовой смеси: Химически однородный газ, входящий в состав газовой смеси.

3.2 содержание компонента: Обобщенное наименование величин (молярной доли компонента, массовой доли компонента, массовой концентрации компонента и других), характеризующих химический состав газовых сред.

В настоящем стандарте характеристики средств измерений приведены в единицах молярной доли и массовой концентрации компонента. Соответствующие значения других величин могут быть найдены путем пересчета с использованием справочных данных о свойствах чистых газов и газовых смесей.

3.3 группа газоаналитических задач (А, Б, В или Г): Совокупность газоаналитических задач, характеризуемых компонентным составом анализируемой газовой среды, измеряемой величиной и диапазоном ее значений, имеющих приблизительно одинаковую степень распространенности и приоритетности.

При отнесении новых газоаналитических задач к группам А, Б, В и Г целесообразно руководствоваться приложением Б.

3.4 воспроизведение единицы [физической величины (величины)]: По [1].

Единицу величины для конкретной газоаналитической задачи воспроизводят путем косвенных измерений данной величины в интервале значений, характерных для этой задачи, посредством эталонов других величин (масса, вместимость, давление, объемный расход газа, сила тока и другие), функционально связанных с измеряемой, и (или) с использованием фундаментальных физических констант.

Воспроизведение единиц для различных газоаналитических задач (далее - задачи) осуществляют с помощью эталонов, находящихся на разных ступенях государственной поверочной схемы.

Воспроизведение единиц для задач группы А осуществляют с помощью государственного первичного эталона, для задач группы Б - с помощью рабочих эталонов 0 разряда - комплексов аналитических и газосмесительной установок, для задач групп В и Г - с помощью эталонных газоаналитических и газосмесительных установок 1-го и 2-го разрядов соответственно.

3.5 рабочий эталон: По [1].

В качестве рабочих эталонов в настоящей государственной поверочной схеме применяют комплексы аналитических, газоаналитических и газосмесительных установок, генераторы чистых газов, источники микропотоков газов и паров и стандартные образцы состава чистых газов и газовых смесей.

3.6 комплекс аналитических, газоаналитических и газосмесительных установок: Рабочие эталоны, применяемые для передачи размера единицы, воспроизведенной государственным первичным эталоном или рабочим эталоном более высокого разряда, и воспроизведения единиц (для задач групп Б, В и Г). В связи с универсальностью входящей в рабочие эталоны аппаратуры их подчиненность государственному первичному эталону по задачам группы А обеспечивает единство измерений по задачам групп Б, В и Г.

Настоящий стандарт распространяется на газоналитические и газосмесительные установки двух видов:

- специализированные установки, предназначенные для решения конкретных задач;

- установки универсального назначения, используемые в методиках выполнения измерений.

3.7 стандартный образец состава чистого газа (газовой смеси): Стандартный образец с установленными значениями величин, характеризующих содержание компонента (компонентов) в газовых смесях, представляющий собой чистый газ (газовую смесь), хранящийся (хранящуюся) в баллонах под давлением в соответствии с требованиями ГОСТ 8.315.

Под чистыми газами подразумевают газы с наивысшей достижимой в настоящий момент степенью очистки.

3.8 источник микропотока газов и паров: Мера массового расхода компонента химического состава вещества, представляющая собой конструкции различного вида (ампулы, трубки с проницаемыми стенками и другие), заполненные сжиженным чистым газом, легколетучей чистой органической жидкостью или раствором.

Основной метрологической характеристикой источников микропотоков газов и паров является производительность, равная массе вещества, выделяющегося в единицу времени при заданной температуре (мкг/мин).

Метрологические характеристики источника микропотока газов и паров должны отвечать требованиям нормативных документов, устанавливающих порядок и методы передачи размеров единиц.

4 Государственный первичный эталон

4.1 Государственный первичный эталон единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов в газовых средах (далее - государственный первичный эталон) включает в себя следующие эталонные комплексы аппаратуры:

- комплекс для аттестации чистых газов и веществ;

- газосмесительный гравиметрический комплекс для воспроизведения единицы молярной доли СО, СО, СН, NО, NО, SO, HS, NH, Ar, O, H, N, He, CH, и других компонентов в диапазоне 1·10 - 99,4% на основе первичных эталонных газовых смесей в баллонах под давлением;

- гравиметрический комплекс для воспроизведения единицы массовой концентрации NO, SO, HS, NH, Cl, HCl, HF и органических компонентов (ацетона, бензола, толуола, -ксилола, бутанола, метанола, этилацетата, гексана, хлороформа, дихлорэтана, сероуглерода, -ксилола, -ксилола и других) на основе первичных эталонных источников микропотоков газов и паров в диапазоне производительности 0,05-20,00 мкг/мин;

- комплекс динамического масштабного преобразования для воспроизведения единицы молярной доли СО, СО, СН, NO, NO, SO, HS, NH, Ar, О, H, N, He и других компонентов в промежуточных точках шкалы в диапазоне 1·10 - 1%;

- комплекс объемного масштабного преобразования для воспроизведения единицы массовой концентрации органических компонентов в промежуточных точках шкалы на основе эталонных источников микропотоков газов и паров в диапазоне производительности 0,1-1,0 мкг/мин;

- комплекс для воспроизведения и передачи размера единицы массовой концентрации О в диапазоне 0,01-20,00 мг/м;

- спектрофотометрический комплекс для передачи размера единицы молярной доли HS, SO, Cl, HCl, NH, NO, NO в диапазоне 0,01-15,00%;

- хроматографический комплекс для передачи размера единицы массовой концентрации органических компонентов на основе источников микропотоков газов и паров в диапазоне производительности 0,1-20,0 мкг/мин;

- хроматографический комплекс для передачи размера единицы молярной доли компонентов в природном газе в диапазоне измерений основного компонента (метана) 92,5-99,7%;

- оптико-акустический комплекс для передачи размера единицы молярной доли СО, СО, СH, CH и СН в диапазоне 1,5·10- 0,5%;

- флуоресцентный комплекс для передачи размера единицы молярной доли SO и HS в диапазоне 1·10- 5%;

- хемилюминесцентный комплекс для передачи размера единицы молярной доли NO, NO и NH в диапазоне 2,0·10- 0,5%;

- магнитомеханический интерферометрический комплекс для передачи размера единицы молярной доли O, H, СН, СН, Ar и Не в диапазоне 0,5-99,5%;

- электрохимический комплекс для передачи размера единицы массовой концентрации Сl, HCl и HF в диапазоне 0,1-60,0 мг/м.

4.2 Государственный первичный эталон воспроизводит единицы молярной доли и массовой концентрации компонентов, основные из которых перечислены в таблице 1, для задач группы А. Диапазоны значений единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов, воспроизводимых эталоном, указаны в таблице 1.


Таблица 1 - Характеристики государственного первичного эталона

Определяемый компонент	Фоновые компоненты	Диапазон значений содержания определяемого компонента
		Молярная доля, %	Массовая концентрация, мг/м
Кислород	Примеси	99,995-99,999	-
	Азот	0,9-99,4	-
Водород	Примеси	99,990-99,999	-
	Азот	0,9-94,0	-
Азот	Примеси	99,996-99,999	-
	Аргон	2·10- 7·10	-
Криптон	Примеси	99,990-99,999	-
Ксенон	Примеси	99,996-99,999	-
Гелий	Примеси	99,9950-99,9995	-
Аргон	Примеси	99,993-99,999	-
	Азот	4,0-97,5	-
Оксид углерода	Примеси	99,95
	Азот (воздух)	1·10- 4,5·10
	Азот (воздух)	0,5-70,0	-
Метан	Примеси	99,95-99,99	-
	Природный газ	92,5-99,7	-
	Азот (воздух)	1,5·10- 5,0·10	-
	Азот (воздух)	5,0·10- 4,5·10	-
	Азот (воздух)	0,5-2,3	-
	Азот	2,5-70,0	-
Пропан	Примеси	99,95	-
	Азот (воздух)	5,0·10- 4,5·10	-
	Азот (воздух)	0,5-1,0	-
	Азот	1,2-9,5	-
Ацетилен	Азот (гелий, аргон)	0,5-1,0	-
		1·10- 5·10	-
Диоксид углерода	Примеси	99,95-99,99	-
	Азот (воздух)	5,0·10- 4,5·10	-
	Азот (воздух)	0,5-28,5
Оксид азота	Азот (воздух)	2·10- 1·10	-
	Азот	5·10- 3	-
	Азот	0,5-2,3	-
Диоксид азота	Азот (воздух)	2·10- 1·10	1,7·10- 30,0
	Азот (воздух)	1·10- 1	-
	Азот (воздух)	0,5-2,3	-
Диоксид серы	Азот (воздух)	1·10- 1·10	1,7·10- 30,0
	Азот	1·10- 3	-
	Азот	0,5-2,3	-
Сероводород	Азот (воздух)	2·10- 1·10	0,3-30,0
	Азот	2·10- 5	-
	Азот	0,5-2,3	-
Аммиак	Азот (воздух)	7·10- 1·10	1,7·10- 30,0
	Азот	2·10- 3	-
	Азот	0,5-2,3	-
Гексан	Азот	8,4·10- 9·10	7·10- 4·10
	Азот (воздух)	1,0·10- 4,5·10	-
	Азот	0,5-2,4	-
Хлор	Азот	2,0·10- 0,1	1,7·10- 60,0
Хлористый водород	Азот	2,0·10- 0,5	3·10- 60,0
Фтористый водород	Азот	5,0·10- 0,5	3,0·10- 10,0
Озон	Воздух	-	1·10- 20
Ацетон	Азот (воздух)	-	7·10- 4·10
Бензол	Азот (воздух)	-	7·10- 4·10
Толуол	Азот (воздух)	-	7·10- 4·10
-Ксилол	Азот (воздух)	-	7·10- 4·10
Бутанол	Азот (воздух)	-	7·10- 4·10
Метанол	Азот (воздух)	-	0,7-400,0
Этилацетат	Азот (воздух)	-	7·10- 4·10
Хлороформ	Азот (воздух)	-	7·10- 4·10
Сероуглерод	Азот (воздух)	-	0,7-400,0
- Ксилол	Азот (воздух)	-	7·10- 4·10
-Ксилол	Азот (воздух)	-	7·10- 4·10

4.3 Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение единиц:

- молярной доли фоновых примесей в чистом газе (азоте или синтетическом воздухе) со средним квадратическим отклонением результата измерений от 7,0·10% до 1,2·10% при 10 независимых измерениях при неисключенной систематической погрешности от 1,4·10% до 2,0·10% в зависимости от конкретного компонента;

- молярной доли компонентов в газовых смесях со средним квадратическим отклонением результата измерений от 1,0·10% до 1,6·10% при 10 независимых измерениях при неисключенной систематической погрешности от 4,2·10% до 2,0·10% в зависимости от диапазона измерений;

- массовой концентрации компонентов в газовых смесях со средним квадратическим отклонением результата измерений от 1,7·10 до 2,4 мг/м при 15 независимых измерениях при неисключенной систематической погрешности от 2,5·10 до 4,2 мг/м в зависимости от диапазона измерений.

4.4 Государственный первичный эталон применяют для передачи размера единиц эталонам сравнения методом прямых измерений, рабочим эталонам 0 разряда (комплексы аналитических и газосмесительных установок) методом прямых измерений, сличением с помощью компаратора и сличением с помощью эталонов сравнения и эталонным генераторам чистых газов 1-го разряда методом косвенных измерений (посредством измерений молярной доли примесей от 1·10% до 5·10%).

4.5 В качестве эталонов сравнения используют:

- чистые газы (диоксид углерода, оксид углерода, кислород, криптон, ксенон, гелий, водород, азот и другие), хранящиеся в баллонах под давлением;

- чистые газы (азот или синтетический воздух) с нормированным содержанием фоновых примесей, хранящиеся в баллонах под давлением;

- двухкомпонентные газовые смеси, хранящиеся в баллонах под давлением [метан - азот (воздух), пропан - азот (воздух), оксид углерода - азот (воздух), диоксид углерода - азот, водород - азот, кислород - азот, диоксид серы - азот, сероводород - азот, оксид азота - азот, диоксид азота - азот (воздух), аммиак - азот, гексан - азот (воздух) и другие];

- источники микропотоков газов и паров (диоксида серы, сероводорода, диоксида азота, аммиака, хлора, хлористого водорода, фтористого водорода, ацетона, бензола, толуола, -ксилола, бутанола, метанола, этилацетата, гексана, хлороформа, дихлорэтана, сероуглерода, -ксилола, -ксилола и других органических веществ);

- многокомпонентные газовые смеси, хранящиеся в баллонах под давлением, в том числе эталоны сравнения природного газа.

Перечень эталонов сравнения основных типов приведен в приложении В.

4.6 Доверительные границы абсолютной погрешности и относительной погрешности эталонов сравнения при доверительной вероятности 0,99 не должны превышать указанных в таблицах В.1-В.6.

4.7 Эталоны сравнения применяют для проведения международных сличений и передачи размеров единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов для задач группы А рабочим эталонам 0 и 1-го разрядов методом прямых измерений или сличением с помощью компаратора и рабочим газоанализаторам высокой точности методом прямых измерений.

5 Рабочие эталоны

5.1 Рабочие эталоны 0 разряда

5.1.1 В качестве рабочих эталонов 0 разряда используют комплексы аналитических и газосмесительных установок и стандартные образцы состава газовых смесей 0 разряда. Диапазоны значений определяемых и фоновых компонентов рабочих эталонов 0 разряда указаны в таблице В.7.

Характеристики стандартных образцов состава газовых смесей 0 разряда различных типов устанавливают в технических условиях.

5.1.2 Значения доверительной абсолютной погрешности рабочих эталонов 0 разряда при доверительной вероятности 0,95 не должны превышать указанных в таблице В.7.

5.1.3 Рабочие эталоны 0 разряда - комплексы аналитических и газосмесительных установок применяют для воспроизведения единицы молярной доли компонентов для задач группы Б и передачи размеров единицы молярной доли компонентов для задач групп А и Б стандартным образцам состава газовых смесей 0 разряда методом прямых измерений.

Стандартные образцы состава газовых смесей 0 разряда применяют для передачи размеров единицы молярной доли компонентов рабочим эталонам 1-го разряда - газоаналитическим и газосмесительным установкам и рабочим газоанализаторам высокой точности методом прямых измерений.

5.2 Рабочие эталоны 1-го разряда

5.2.1 В качестве рабочих эталонов 1-го разряда используют газоаналитические и газосмесительные установки, генераторы озона, генераторы газовых смесей, генераторы чистых газов, стандартные образцы состава чистых газов и газовых смесей 1-го разряда и источники микропотоков газов и паров. Требования к характеристикам рабочих эталонов 1-го разряда приведены в таблице 2.

Характеристики рабочих эталонов 1-го разряда различных типов - стандартных образцов состава чистых газов и газовых смесей и источников микропотоков газов и паров устанавливают в технических условиях.


Таблица 2 - Характеристики рабочих эталонов 1-го разряда

	Диапазон значений содержания определяемого компонента
Рабочий эталон	Молярная доля, %	Массовая концентрация, мг/м	Производительность, мкг/мин	Довери- тельная относи- тельная погреш- ность ,%	Группы газоанали- тических задач
Газоаналитические установки	1,00·10- 99,99	-	-	7,00-0,01	А, Б, В
Газосмесительные статистические камеры и установки	1·10- 99	-	-	3,00-0,01	А, Б, В
Генераторы чистых газов	1,0·10- 1,5·10	-		40	А, Б, В
	99,90-99,99	-	-	0,08-0,01	А, Б, В
Генераторы газовых смесей*	1·10- 99			7-2	А, Б, В
Генераторы газовых смесей**	-	1,7·10- 1,2·10	-	7-2	А, В
Генераторы озона	-	1·10- 20	-	5-3	А, В
Стандартные образцы состава чистого газа	1,0·10- 1,5·10	-	-	40	А, Б, В
	99,90-99,99	-	-	0,08-0,01	А, Б, В
Стандартные образцы состава газовой смеси	1·10- 99	10 - 4·10	-	6,00-0,04	А, Б, В
Источники микропотоков газов и паров	-	-	5·10- 20	7-4	А, В
* Генераторы газовых смесей разбавительного типа, работающие в комплекте с эталонами сравнения или рабочими эталонами 0 разряда - стандартными образцами состава газовых смесей. ** Генераторы газовых смесей термодиффузионного типа, работающие в комплекте с эталонами сравнения - источниками микропотоков газов и паров (от одного до трех).

5.2.2 Значения доверительной относительной погрешности рабочих эталонов 1-го разряда при доверительной вероятности 0,95 не должны превышать указанных в таблице 2.

5.2.3 Рабочие эталоны 1-го разряда - газоаналитические и газосмесительные установки, генераторы озона, генераторы газовых смесей и генераторы чистых газов применяют для воспроизведения единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов для задач группы В и передачи размеров единиц: молярной доли компонентов для задач групп А, Б и В - стандартным образцам состава чистых газов и газовых смесей 1-го разряда методом прямых измерений и генераторам озона 2-го разряда сличением с помощью компаратора; массовой концентрации для задач групп А и В - источникам микропотоков газов и паров 1-го разряда и газосмесительным установкам 2-го разряда сличением с помощью компаратора, а также для передачи размеров единиц молярной доли и массовой концентрации рабочим газоанализаторам средней и низкой точности методом прямых измерений.

Стандартные образцы состава чистых газов и газовых смесей 1-го разряда применяют для передачи размера единицы молярной доли компонентов рабочим эталонам 2-го разряда методом прямых измерений или сличением с помощью компаратора и рабочим газоанализаторам средней и низкой точности методом прямых измерений.

Источники микропотоков газов и паров 1-го разряда применяют в составе газосмесительных установок 2-го разряда для передачи размера единицы массовой концентрации рабочим газоанализаторам низкой точности методом прямых измерений.

5.3 Рабочие эталоны 2-го разряда

5.3.1 В качестве рабочих эталонов 2-го разряда используют газоаналитические и газосмесительные установки, генераторы озона, генераторы газовых смесей и стандартные образцы состава чистых газов и газовых смесей 2-го разряда. Требования к характеристикам рабочих эталонов 2-го разряда приведены в таблице 3.


Таблица 3 - Характеристики рабочих эталонов 2-го разряда

Рабочий эталон	Диапазон значений содержания определяемого компонента		Доверительная относительная погрешность , %	Группы газоаналити- ческих задач
	Молярная доля, %	Массовая концентрация, мг/м
Газоаналитические установки	1·10- 1·10	-	10,00-0,05	А, Б, В, Г
Газосмесительные статистические камеры и установки	1·10- 99	-	10,0-0,1	А, Б, В, Г
Генераторы газовых смесей*	1·10- 99	-	10-4	А, Б, В, Г
Генераторы газовых смесей**	-	1,7·10- 1,0·10	10-4	А, Б, В, Г
Генераторы озона	-	1·10- 20	7-5	А, Б, В, Г
Стандартные образцы состава чистого газа	97,0-99,9	-	3,00-0,05	А, Б, В, Г
Стандартные образцы состава газовой смеси	1,0·10- 99,9	10 - 4·10	12,00-0,05	А. Б, В, Г
* Генераторы газовых смесей разбавительного типа, работающие в комплекте со стандартными образцами состава газовых смесей 1-го разряда. ** Генераторы газовых смесей термодиффузионного типа, работающие в комплекте с набором источников микропотоков газов и паров 1-го разряда.

Характеристики рабочих эталонов 2-го разряда различных типов - стандартных образцов состава чистых газов и газовых смесей устанавливают в технических условиях.

5.3.2 Значения доверительной относительной погрешности рабочих эталонов 2-го разряда при доверительной вероятности 0,95 не должны превышать указанных в таблице 3.

5.3.3 Рабочие эталоны 2-го разряда - газоаналитические и газосмесительные установки, генераторы газовых смесей и генераторы озона применяют для воспроизведения единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов для задач группы Г и передачи размеров единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов для задач групп А, Б, В и Г стандартным образцам состава чистых газов и газовых смесей 2-го разряда методом прямых измерений и сличением с помощью компаратора и рабочим газоанализаторам низкой точности методом прямых измерений.

Стандартные образцы состава чистых газов и газовых смесей 2-го разряда применяют для передачи размеров единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов рабочим газоанализаторам низкой точности методом прямых измерений.