氣體標準樣品簡介

　　1.前言

　　標準樣品(reference material)是一種或多種特性值已經很好地被確定的足夠均勻的材料或物質，用于校準儀器、評價測量方法，或為材料賦值。標準樣品可以是純的或混合的氣體、液體或固體。標準樣品是一種與待測材料相同或相似的、但帶有經過溯源性確認并具有規定測量不確定度標準值的材料。這種標準材料主要用來制訂各類文字技術標準、檢驗確認有關實驗室使用文字技術標準的能力、檢驗文字技術標準在技術上的有效性等。因此，它是標準化技術發展到一定階段的產物，是確保文字技術標準有效實施的技術依據。并在實際制定和應用相應的文字技術標準時科學合理地采用和研制相應的標準樣品。標準樣品在標準化工作中的地位與作用可以歸納為以下幾點：

　　1.1 標準樣品可以用來評定確認標準分析檢測方法的有效性，即檢測分析結果的溯源性和離散性。

　　1.2 標準樣品可以用來校準檢測分析儀器，以確保該檢測分析儀器示值的有效性，即檢測分析結果的溯源性和離散性。

　　1.3 標準樣品以用來給材料賦值，以確保該量值的有效性，即檢測分析結果的溯源性和離散性。

　　1.4 標準樣品可以進一步擴展到用其評定實驗室的技術能力、考核分析操作人員技術水平、開發制訂新的標準檢測分析方法等。

　　2.氣體標準樣品的定義與分類

　　氣體標準樣品是一種高度均勻、穩定性良好和量值準確的氣體。氣體標準樣品具有復現、保存和傳遞量值的基本功能。它們主要用于校準儀器、儀表，評價測量方法，計量標準的傳遞和量值仲裁等。

　　氣體標準樣品的品種數以千計。按氣體組份數分類，可分為單元氣體標樣(純氣或高純氣體);二元氣體標樣(兩種組份氣配制而成的);三元氣體標樣(由三種組份氣配制而成的);多元氣體標樣(由三種以上組份氣配制而成的)等。按氣體標準樣品用途或屬性分類，可分為儀器儀表校正用標準氣體;石油化工產品成份分析用標準氣體;環境監測用標準氣體;醫學與醫療衛生用標準氣體;電力能源用標準氣體;焊接用標準氣體可燃性氣體泄漏報警用標準氣體;保鮮用標準氣體;激光及電光源用標準氣體;零級氣體(零點氣)等等。

　　3.氣體標準樣品的基本特性

　　3.1氣體標準樣品的均勻性

　　氣體標準樣品與其它固體、液體標準樣品一樣，其均勻性是一項十分重要的基本特征之一。雖然各種氣體具有較大的流動性和擴散能力，由于配制標準氣體時，幾種組份氣體先后充入高壓鋼瓶內，加之各組份氣的分子量之差異，結果使鋼瓶內的氣體組份分布得不均勻，有的還可能產生分層現象。另外，氣體組份與鋼瓶內壁之間存在著一個吸附與脫附平衡過程，這對標準氣體組份的均勻性產生不利的影響。正由于上述原因，配制標準氣體尚需采取一定混勻處理手段，以解決充入鋼瓶內各種組份氣均勻性的問題。鋼瓶旋轉滾動法是解決標準氣體混勻的一種快速、簡易、行之有效的方法。而自然擴散法也能使標準氣體混合均勻，只不過達到均勻狀態所需的時間較長。

　　3.2氣體標準樣品的穩定性與有效期

　　氣體標準樣品的穩定性也是一項十分重要的基本特征。一般來說，氣體標準樣品的穩定性包含兩方面的內容，即標準氣體組份含量隨時間的變化和標準氣體組份含量隨壓力的變化。這種考察實驗一般需半年時間，根據穩定性考察結果，才能確定出標準氣體的使用有效期限，即標準氣體的有效期。標準氣體有效期長短，不能隨意給定，必須以穩定性考察實驗結果為依據。

　　保持氣體標準樣品中組份含量長期穩定極為重要。標準氣體包裝容器的材質與容器內壁處理是影響標準氣體穩定性的關鍵因素。

　　4.氣體標準樣品的作用與用途

　　在經濟與科技高度發展的當今世界，氣體標準樣品已在國內、國外得到廣泛的應用，并為科研、生產、貿易、法律法規的貫徹，為經濟、技術、法律法規的決策提供了可靠保證。氣體標準樣品在保證技術監督工作的科學性、權威性和公正性，保證產品質量與檢驗結果一致性、可比性以及產品質量管理、資源開發、環境保護、消除貿易技術壁壘、保障人民身體健康等方面發揮了積極作用。

　　4.1在氣體標準化研究中的應用

　　在制修訂各類氣體國家標準和氣體檢驗方法的試驗研究以及試驗、驗證之中,都必須使用氣體標準樣品, 以便為制定技術指標提供可靠數據; 同時還可確立標準試驗 方法的實驗條件、操作條件、靈敏度、準確度及精密度等技術條件。因此在國家標準或行業標準的制定、驗證、實施與修改整個過程中, 都離不開氣體標準樣品。

　　4.2在氣體產品質量監督和質量控制中的應用

　　為了貫徹實施國家氣體標準和有關法規, 各級氣體產品質檢機構，必須定期或不定期對各類氣體產品進行日常監督檢驗, 為了保證監督檢驗數據的公正性、權威性和可靠性, 在氣體產品質量控制和監督檢驗中, 必須使用氣體標準樣品。特別是用戶與生產廠家發生爭議時, 往往要求作仲裁檢驗。在仲裁檢驗中只能用氣體標準樣品作比對, 以便增加仲裁結論的權威性和公正性。

　　4.3儀器儀表的校準與刻度

　　現代化的生產過程, 從原材料的檢驗、生產流程的控制, 直到最后產品質量的檢驗與評價都離不開各種類型的儀器儀表。為了保證高效與高質量的生產, 需要定期使用各種氣體標準樣品對其儀器儀表進行檢定或校準, 以確保檢測結果的可靠性。特別是在線儀器儀表經長期使用或修理以后, 更需要用一種或兩種氣體標準樣品來校準與刻度儀器儀表。

　　4.4在大氣環境監測中的應用

　　隨著環境污染的日趨嚴重, 各個國家都制定了環境保護法、環境標準和各種有害物質的排放標準等法律與法規。因此, 環境的監測與治理、大氣污染的評價就愈來愈顯得重要了。而提供量值準確一致的各類氣體標準樣品，則是保證監測的準確性、治理的有效性的前提和依據。若果沒有氣體標準樣品定期校準監測儀器儀表, 要獲得準確的環境監測數據也是不可能的。

　　4.5在醫療衛生、臨床化驗中的應用

　　隨著科技的發展, 在醫療衛生、臨床化驗中大量采用儀器分析。儀器分析的廣泛應用, 不僅簡化了操作手續, 而且還節省了時間, 提高了測量精度。但準確度卻是一個較大的問題, 要提高臨床化驗的準確度,則必須使用氣體標準樣品來校準臨床化驗所用儀器。近年來,我國標準氣體已開始應用于醫療衛生與臨床化驗中, 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、外科激光手術及麻醉等方面都得到廣泛的應用。

　　4.6分析方法的評價

　　一種新的分析方法的出現, 往往需要用氣體標準樣品對其方法的靈敏度、準確度及精密度加以驗證, 以便對該分析方法進行綜合的質量評價。

　　4.7其它方面的應用

　　氣體標準樣品在商業貿易、實驗室的認證、計量定級升級考核、分析人員的考評、公正的計量仲裁等方面都有著廣泛的用途。