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:
     

     
     
     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

     
     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
     

     
     
     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
     

     
     
     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
     

     
     
     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.
     
     

     6 Рабочие средства измерений

     
     6.1 В качестве рабочих средств измерений используют газоанализаторы всех типов, а также газоаналитические станции, системы и посты, применяемые для измерений содержания компонентов в газовых средах в диапазонах, указанных в таблицах 4 и 5.
     
     6.2 Рабочие газоанализаторы, предназначенные для анализа газовых сред одинакового компонентного состава, относят к одной из трех групп точности: высокой - РСИ-1, средней - РСИ-2 и низкой - РСИ-3.
     
     Пределы допускаемых основных погрешностей - абсолютной  и относительной  - рабочих газоанализаторов не должны превышать указанных в таблицах 4 и 5.
     
     
Таблица 4 - Рабочие средства измерений молярной доли компонента
     

     
     
Таблица 5 - Рабочие средства измерений массовой концентрации компонента
     

     
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)

     
Государственная поверочная схема для средств измерений
содержания компонентов в газовых средах

ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(рекомендуемое)

     
Отнесение газоаналитических задач к группам А, Б, В и Г

     
     Б.1 Газоаналитические задачи относят к группам А, Б, В и Г исходя из степени приоритетности задач и распространенности средств измерений, предназначенных для их решения.
     
     Б.2 К группе А (единицу воспроизводят с помощью государственного первичного эталона) следует относить газоаналитические задачи общегосударственного значения; требования к точности измерений в этих задачах, как правило, устанавливаются государственными стандартами или международными соглашениями.
     
     Пример. Измерение молярной (объемной) доли оксида углерода в выпускных газах автотранспортных средств в диапазоне 0-10%. Для измерений применяют газоанализаторы, которыми оснащены автопредприятия и органы Государственной инспекции безопасности дорожного движения (ГИБДД). Эти газоанализаторы подлежат периодической поверке. Их применение устанавливает ГОСТ 17.2.2.03. Порядок измерений молярной (объемной) доли оксида углерода в выпускных газах при экспорте и импорте автомобилей установлен [2].
     
     Б.3 К группе Б (единицу воспроизводят с помощью рабочих эталонов 0 разряда) следует относить газоаналитические задачи межотраслевого характера, связанные с контролем состава газовых сред, широко распространенных в промышленности.
     
     Пример. Измерение объемной доли аргона в диапазоне 0-20% в технологической смеси, образующейся при разделении воздуха в производстве чистых газов. Для измерений применяют автоматические газоанализаторы на предприятиях различных отраслей промышленности.
     
     Б.4 К группам В и Г (единицу воспроизводят рабочими эталонами 1-го и 2-го разрядов соответственно) следует относить задачи ограниченного распространения, решаемые преимущественно в одной отрасли. Различают их по точности: задачи группы В требуют более высокой точности измерений, чем задачи группы Г.
     
     Примеры
     
     1 Измерение массовой концентрации амидола в воздухе относят к группе В. Эту задачу решают с помощью ограниченного парка газоанализаторов низкой и средней точности, для поверки которых используют газосмесительные установки - генераторы 1-го и 2-го разрядов. Единицу массовой концентрации амидола (мг/м) воспроизводят с помощью газоаналитической установки 1-го разряда.
     
     2 Измерение формальдегида в воздухе рабочей зоны производственных помещений относят к группе Г. Для измерений применяют экспресс-анализаторы. Единицу массовой концентрации формальдегида (мг/м) воспроизводят с помощью газоаналитической установки 2-го разряда.
     

ПРИЛОЖЕНИЕ В
(обязательное)

     
Характеристики эталонов сравнения и рабочих эталонов 0 разряда

     
     Таблица B.1 - Эталоны сравнения - чистые газы
     

     
     
     Таблица В.2 - Эталоны сравнения - чистые газы с нормированным содержанием фоновых примесей
     

     
     
     Таблица В.3 - Эталоны сравнения - газовые смеси, хранящиеся в баллонах под давлением
     

     
     
     Таблица В.4 - Эталоны сравнения - многокомпонентные газовые смеси, фоновый компонент - азот
     

     
     
     Таблица В.5 - Эталоны сравнения - источники микропотоков газов и паров
     

     
     
     Таблица В.6 - Эталоны сравнения - многокомпонентные газовые смеси природного газа
     

     
     
     Таблица В.7 - Рабочие эталоны 0 разряда
     

     
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
(справочное)

     
Библиография  

     
     [1] РМГ 29-99 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения
     
     [2] Правила ЕЭК ООН N 15 Единообразные предписания, касающиеся утвержденных транспортных средств с двигателями с принудительным зажиганием или с двигателями с воспламенением от сжатия в отношении выделения двигателем загрязняющих газообразных веществ. Метод измерения мощности двигателей с принудительным зажиганием. Метод измерения расхода топлива транспортными средствами. Приняты 20.12.81
     
     
     

Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 2002