izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2024-1-61-66izmertech-2125Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯPHYSICOCHEMICAL MEASUREMENTSОбеспечение метрологической прослеживаемости стандартных образцов состава газовых смесейEnsuring metrological traceability of reference materials of gas mixtures compositionhttps://orcid.org/0000-0001-6042-6933КолобоваА. В.KolobovaA. V.

Колобова Анна Викторовна 

Санкт-Петербург

Anna V. Kolobova

St. Petersburg

 

akol@b10.vniim.ruВсероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. МенделееваРоссияD. I. Mendeleev Institute for MetrologyRussian Federation202408032024016166Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20242024ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/2125

Представлена современная концепция метрологического обеспечения газоаналитических средств измерений с применением стандартных образцов состава газовых смесей в баллонах под давлением. Данные стандартные образцы наиболее часто используют в газоаналитических измерениях в качестве средств передачи единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов в газовых и газоконденсатных средах. В стандартных образцах аттестуется содержание целевого компонента (компонентов) в газовой среде (аналитической матрице). С целью обеспечения единства газоаналитических измерений выпускаемые стандартные образцы состава газовых смесей прослеживаются к Государственному первичному эталону единиц молярной доли, массовой доли и массовой концентрации компонентов в газовых и газоконденсатных средах ГЭТ 154-2019. Представлена методология обеспечения метрологической прослеживаемости стандартных образцов состава газовых смесей с использованием ГЭТ 154-2019, учитывающая постоянно увеличивающийся объём газоаналитических средств измерений и появление новых измерительных задач в различных областях промышленности и экологического контроля. В настоящее время создан парк вторичных и рабочих эталонов на предприятиях – производителях стандартных образцов состава газовых смесей и реализована их прослеживаемость к ГЭТ 154-2019 согласно государственной поверочной схеме. Показано, что многообразие и большое количество актуальных газоаналитических измерительных задач в различных отраслях промышленности и социальной сферы определяет необходимость выбора приоритетных направлений совершенствования существующей эталонной базы, включая состав ГЭТ 154-2019 и номенклатуру эталонных газовых смесей. Проанализирована разработанная на период 2021–2030 гг. стратегическая программа Рабочей группы по газовому анализу Консультативного комитета по количеству вещества Международного бюро мер и весов и дан обзор перспективных задач газоаналитических измерений. Функционирующий в настоящее время ГЭТ 154-2019 последнего поколения обеспечивает воспроизведение, хранение и передачу единиц молярной доли компонентов в газовых и газоконденсатных средах в диапазоне 1,5·10 –8–99,99999 % и массовой концентрации компонентов в диапазоне 1,0·10 –6–2,0·105 мг/м3. Характеристики ГЭТ 154-2019 подтверждены результатами участия примерно в 90 сличениях. Приведены результаты этих международных сличений, подтверждающие сопоставимость полученного и опорного значений содержания целевого компонента в эталонных газовых смесях. В базе данных калибровочных и измерительных возможностей Международного бюро мер и весов опубликованы около 400 позиций по газоаналитическим измерениям.

The modern concept of metrological assurance for gas analytical measuring instruments with the use of reference materials of gas mixtures composition in cylinders under pressure is presented. The reference materials of gas mixtures composition of approved type in cylinders under pressure, which are the most often means of mole fraction and mass concentration units transfer in gas analytical measurements, are considered. The certified value in these reference materials is the content of the target component (or components) in the gas medium (analytical matrix). All the produced reference materials of gas mixtures composition, which are used for ensuring the uniformity of measurements are traceable to the State primary standard of units of mole fraction, mass fraction and mass concentration of components in gas and gas condensate media GET 154-2019, which characteristics are confirmed on the international level by the results of about 90 international comparisons. The paper presents a methodology for ensuring metrological traceability of reference materials of gas mixtures composition using GET 154-2019, taking into account the constantly increasing park of gas analytical instruments and the emergence of new measuring tasks in various fields of industry and environmental control. Currently, a park of secondary and working standards has been created at enterprises producing reference materials of gas mixtures composition, and their traceability to GET 154-2019 has been implemented according to the state verification scheme. The paper presents the results of international comparisons with participation of GET 154-2019, confirming the comparability of the obtained and reference value of the target component content in reference gas mixtures at the international level. The variety and large number of relevant gas analytical measurement tasks in various industries and the social sphere determines the need to choose priority areas for improving the existing reference base, including the structure of the GET 154 Standard and the nomenclature of reference gas mixtures. The strategic program of the Gas Analysis working group of the Consultative Committee of the Amount of Substance of the International Bureau of Weights and Measures developed for the period up to 2030 has been analysed and a review of the long-term tasks of gas analytical measurements is given. The currently existing GET 154-2019 Standard of the latest generation provides reproduction, storage and transfer of the components’ mole fraction units in gas and gas condensate media in the range from 1.5·10 –8 to 99.99999 %, and mass concentration units in the range from 1.0·10–6 to 2.0·105 mg/m3, what is confirmed by the results of participation in international comparisons and published CMC positions in the International database of calibration and measurement capabilities (about 400 CMCs positions).

газоаналитические измерениястандартный образецгазовые смесипрослеживаемостьмеждународные сличениябаллон под давлениемgas analytical measurementsreference materialgas mixturestraceabilityinternational comparisonscylinders under pressureReferencesКолобова А. В., Конопелько Л. А., Попов О. Г. Государственный первичный эталон единиц молярной доли, массовой доли и массовой концентрации компонентов в газовых и газоконденсатных средах ГЭТ 154-2019. Эталоны. Стандартные образцы, 16(3), 23–35 (2020). https://doi.org/10.20915/2687-0886-2020-16-3-23-35Kolobova A. V., Konopelko L. A., Popov O. G. State primary standard of units of molar part, mass part and mass concentration of components in gas and gas condensate environs GET 154-2019. Measurement Standards. Reference Materials, 16(3), 23–35 (2020) (In Russ.) https://doi.org/10.20915/2687-0886-2020-16-3-23-35Viallon J., Flore E., Idrees F. et al. CCQM-K137, Nitrogen monoxide (NO) in nitrogen. Metrologia, 57(1A), 08001 (2020). https://doi.org/10.1088/0026-1394/57/1A/08001Viallon J., Flore E., Idrees F. et al. CCQM-K137, Nitrogen monoxide (NO) in nitrogen. Metrologia, 57(1A), 08001 (2020). https://doi.org/10.1088/0026-1394/57/1A/08001Cecelski Christina E., Rhoderick G. C., Possolo A. M. et al.International comparison CCQM-K10.2018: BTEX in nitrogen at 5 nmol mol−1. Metrologia, 59(1A), 08003 (2022). https://doi.org/10.1088/0026-1394/59/1A/08003Cecelski Christina E., Rhoderick G. C., Possolo A. M. et al.International comparison CCQM-K10.2018: BTEX in nitrogen at 5 nmol mol−1. Metrologia, 59(1A), 08003 (2022). https://doi.org/10.1088/0026-1394/59/1A/08003Chartrand Michelle M. G., Chubchenko Ia., Dunn Ph. J. H. et al. Final report on CCQM-K167: carbon isotope delta measurements of vanillin. Metrologia, 59(1A), 08004 (2022). https://doi.org/10.1088/0026-1394/59/1A/08004Chartrand Michelle M. G., Chubchenko Ia., Dunn Ph. J. H. et al. Final report on CCQM-K167: carbon isotope delta measurements of vanillin. Metrologia, 59(1A), 08004 (2022). https://doi.org/10.1088/0026-1394/59/1A/08004Van der Veen Adriaan M. H., Zalewska E. T., Kipphardt H. et al. International comparison CCQM-K118 natural gas. Metrologia, 59(1A), 08017 (2022). https://doi.org/10.1088/0026-1394/59/1A/08017Van der Veen Adriaan M. H., Zalewska E. T., Kipphardt H. et al. International comparison CCQM-K118 natural gas. Metrologia, 59(1A), 08017 (2022). https://doi.org/10.1088/0026-1394/59/1A/08017Lee S., Kang J. H., Kim Y. D. et al. International comparison CCQM-K165: dimethyl sulfi de in nitrogen at 5 nmol mol–1. Metrologia, 59(1A), 08011 (2022). https://doi.org/10.1088/0026-1394/59/1A/08011Lee S., Kang J. H., Kim Y. D. et al. International comparison CCQM-K165: dimethyl sulfi de in nitrogen at 5 nmol mol–1. Metrologia, 59(1A), 08011 (2022). https://doi.org/10.1088/0026-1394/59/1A/08011Konopelko L., Kolobova A., Chubchenko I. et al. Key comparison COOMET.QM-K120 “Carbon dioxide in air at urban level (480–800) μmol/mol”. Metrologia, 60(1A), 08005 (2022). https://doi.org/10.1088/0026-1394/60/1A/08005Konopelko L., Kolobova A., Chubchenko I. et al. Key comparison COOMET.QM-K120 “Carbon dioxide in air at urban level (480–800) μmol/mol”. Metrologia, 60(1A), 08005 (2022). https://doi.org/10.1088/0026-1394/60/1A/08005Van der Veen Adriaan M. H., Zalewska E. T., van Wijket J. I. T. et al. International comparison CCQM-K3.2019 automotive exhaust gases. Metrologia, 60(1A), 08008 (2022). https://doi.org/10.1088/0026-1394/60/1A/08008Van der Veen Adriaan M. H., Zalewska E. T., van Wijket J. I. T. et al. International comparison CCQM-K3.2019 automotive exhaust gases. Metrologia, 60(1A), 08008 (2022). https://doi.org/10.1088/0026-1394/60/1A/08008Viallon J., Choteau T., Floreset E. al. CCQM-K68.2019, Nitrous oxide (N2O) in air, ambient level, fi nal report. Metrologia, 60(1A), 08011 (2022). https://doi.org/10.1088/0026-1394/60/1A/08011Viallon J., Choteau T., Floreset E. al. CCQM-K68.2019, Nitrous oxide (N2O) in air, ambient level, fi nal report. Metrologia, 60(1A), 08011 (2022). https://doi.org/10.1088/0026-1394/60/1A/08011

The authors declare that there are no conflicts of interest present.