[发明专利]一种甲烷气体标准物质的配制方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种气体标准物质的配制方法，更具体的说是涉及一种甲烷气体标准物质的配制方法。

二、背景技术

标准物质是测量物质成份或特性的一种计量标准，用于校准或检定测量仪器，评价测量过程与质量控制，从而保证不同时间与空间测量结果的一致性。甲烷气体标准物质是化学基准物质之一，用以保证甲烷测定器、甲烷报警器和报警矿灯等检测仪表量值的准确性、有效性，保障生产与生命财产安全。

目前，气体标准物质的配气方法主要采用注射配气法，虽然避免了多次稀释造成的人力、物力的浪费，节约生产成本，但需采用高灵敏度的仪器进行分析，投资大，生产成本较高，不利于推广应用。在配制的原料气上，大多数生产企业直接采用空气作为配制原料气进行甲烷气体标准物质的配制，存在原料气成份复杂、杂质多的弊端。本发明根据空气成份为21％氧，78％氮，其它成份1％的客观情况，采用高纯氮气、高纯氧气按比例配合来模拟空气，再配制甲烷气体标准物质，避免了空气中的杂质干扰，提高精密度。在甲烷气体标准物质配制技术上采用分压法进行配制，降低配制成本，便于推广应用。

三、发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简便可靠的甲烷气体标准物质的配制方法。

本发明采用压力法进行甲烷气体标准物质的配制，其原理是依据道尔顿分压定律：在任何容器内的气体混合物中，如果各组分之间不发生化学反应，则每一种气体都均匀地分布在整个容器内，它产生的压强和它单独占有整个容器时所产生的压强相同。本发明所用的高纯氮气、高纯甲烷、高纯氧气三种原料气相互之间均不会产生化学反应，所配制所的甲烷气体标准物质压力等于配入的高纯甲烷、高纯氮气、高纯氧气三种原料气配入的各压力之和。

本发明所采用的技术方案如下：一种甲烷气体标准物质的配制方法，采用压力法进行配制。首先将经高纯氮气置换和加热抽真空处理的铝合金储气瓶连接到配气管路的标准气体输出口上，用以储存甲烷气体标准物质。其次，将配气管路抽真空后，通入氮气进行置换，再抽真空。再次，按照配气顺序依次通入高纯氮、高纯甲烷、高纯氧三种原料气进入配气管路，形成甲烷气体标准物质。最后，将配气管路中的甲烷气体标准物质导入铝合金储气瓶，经过机械振动技术处理后，进行储存。

本发明在配气顺序中依次通入高纯氮气、高纯甲烷、高纯氧气三种原料气进入配气管路，其原理在于，甲烷在空气中的爆炸极限为5％～15％，在纯氧中的爆炸极限为5.4％～59.2％。在配气顺序上，先通入高纯氮气，其次通入高纯甲烷，后通过的高纯甲烷在先通入的高纯氮气中得到充分稀释，避开甲烷在空气中与在高纯氧气中的爆炸极限范围后，最后通入高纯氧气，以确保配制进程的安全性。

本发明的优点是：采用充入一定比例的高纯氮气与高纯氧气的方式模拟空气，避免了直接采用空气作为原料气带来的成份复杂、杂质多的弊端，保证了产品的可靠性和精密度。本发明采用分压法配气，与当前应用的注射法相比，降低了配气成本，提高了配制效率，降低了生产成本，便于推广应用。

四、具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对本发明做任何限制的依据。

实施例：配制浓度为3％，压强为10MPa的甲烷气体标准物质。配气前，先将加热抽真空处理的铝合金储气瓶连接到配气管路上，对配气管路进行抽真空，充入高纯氮气置换，再进行抽真空处理，即可进行配气。在配气时，首先配制7.66MPa高纯氮气；静置5～10分钟后，再配制0.3MPa高纯甲烷；静置5～10分钟后，最后配制2.04MPa的高纯氧气，因此配得10MPa的混合气体。最后，从配气管路的输出端口将混合气体充入储气瓶，对储气瓶进行30～40分钟机械振动技术处理，使配制的高纯氮气、高纯甲烷、高纯氧气三种原料气体混匀，即得甲烷气体标准物质。