稱重法是標準氣體配制的經(jīng)典方法
稱重法是生產(chǎn)國際和國內(nèi)標準氣體的經(jīng)典方法。以前,精密機構(gòu)通常被用作標準的氣體制造工具,并且有一種
成熟的方法來估計和計算稱重過程的不確定性。近年來,隨著電子天平技術(shù)的發(fā)展,越來越精確的電子天平被
用于制造標準氣體。由于設(shè)備原理和稱重程序的差異,原有的不確定度評估方法不完全適用于電子秤的稱重過
程,需要探索新的評估方法來滿足新技術(shù)應(yīng)用的需要。
1、適用范圍
稱重方法由國際標準化組織推薦。它僅適用于在組件或組件與氣缸內(nèi)壁之間不發(fā)生反應(yīng)的氣體,以及在實驗條
件下處于完全氣態(tài)的可冷凝組件。如果冷凝部件的分壓超過最低工作溫度下飽和蒸汽壓力的70%,則不能使用
冷凝部件。
2、所需設(shè)備
標準氣體制備裝置由充氣裝置、氣體稱重裝置、氣瓶和氣瓶預(yù)處理裝置組成。
1.充氣裝置及面板
充氣裝置由真空單元、電離真空計、壓力表、氣體路線系統(tǒng)和氣體路線系統(tǒng)組成,氣體路線系統(tǒng)由高壓、中壓
和真空三部分組成,使組分氣體和稀釋氣體的充氣相互獨立,避免相互污染。使用功能強大的閥門、壓力表和
真空計,盡可能簡化大氣,減少連接,以確保系統(tǒng)的氣密性。采用特殊設(shè)計的圓柱形連接器,以減少磨損。
2.氣體稱重機
氣體稱重在
標準氣體的生產(chǎn)中起著關(guān)鍵作用。由于氣瓶的質(zhì)量較大(通常為2-20千克),而填充氣體的質(zhì)量相
對較小(2-20克),因此對平衡的要求很高。需要一個具有高負載(20kg)和低靈敏度(10mg)的非常精確的
天平來稱量填充到氣瓶中的原料氣,并且使用一個具有最大負載(16kg)和靈敏度(0,1g)的電子天平來稱量
充入氣瓶中的稀釋氣體。為了準確地稱量大氣瓶中填充的小氣體的量,除了對天平的要求很高之外,還需要確
保一定的稱重(對于氣體質(zhì)量太小的部件,在制造中使用多次稀釋法)。稱重過程中,必須采取各種措施以確
保稱重的高精度。
(1) 使用相同形狀和質(zhì)量的參考圓柱體進行稱重(即將參考圓柱體放在天平的一側(cè),將測試圓柱體放在另一側(cè)進行平衡)。稱量參考瓶可以防止氣瓶浮力、表面吸濕和靜電的影響。
(2) 在要稱重的氣缸一側(cè),執(zhí)行缺失代碼的加法或減法操作,以消除不均勻平衡臂誤差。
(3) 在氣瓶達到完全平衡后稱其重量。
(4) 小心操作,保持氣瓶清潔,避免污染和磨損。
(5) 進行三次稱重并取平均值。
3.氣瓶及其預(yù)處理設(shè)備
對于填充普通氣體,通常使用2L、4L和8L氣瓶。氣瓶預(yù)處理裝置用于氣瓶的清洗、加熱和排空。加熱溫度可以在給定的區(qū)域內(nèi)任意設(shè)置。