ISO 6145-5-2009 Gas analysis - Preparation of calibration gas mixtures using dynamic volumetric methods - Part 5 Capillary calibration devices《气体分析 用动态容量法对校准气体混.pdf

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1、 Numro de rfrence ISO 6145-5:2009(F) ISO 2009NORME INTERNATIONALE ISO 6145-5 Deuxime dition 2009-11-01Analyse des gaz Prparation des mlanges de gaz pour talonnage laide de mthodes volumtriques dynamiques Partie 5: Dispositifs dtalonnage par capillaires Gas analysis Preparation of calibration gas mix

2、tures using dynamic volumetric methods Part 5: Capillary calibration devices ISO 6145-5:2009(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas

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5、DF ont t optimiss pour limpression. Toutes les mesures ont t prises pour garantir lexploitation de ce fichier par les comits membres de lISO. Dans le cas peu probable o surviendrait un problme dutilisation, veuillez en informer le Secrtariat central ladresse donne ci-dessous. DOCUMENT PROTG PAR COPY

6、RIGHT ISO 2009 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lISO ladresse ci

7、-aprs ou du comit membre de lISO dans le pays du demandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ii ISO 2009 Tous droits rservsISO 6145-5:2009(F) ISO 2009 Tous droits rservs iiiSomm

8、aire Page Avant-propos .iv 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives.1 3 Principe.1 4 Appareillage .2 4.1 Systme de mlange deux capillaires2 4.1.1 Montage2 4.1.2 Appareillage .3 4.1.3 Mode opratoire.3 4.2 Dispositifs capillaires multiples utilisant des sparateurs de gaz4 4.2.1 Montage dun spara

9、teur de gaz4 4.2.2 Sparateurs de gaz comprenant une combinaison de capillaires non identiques 4 4.2.3 Sparateurs de gaz comprenant une combinaison de capillaires identiques5 4.2.4 Fonctionnement dun sparateur de gaz capillaires identiques .6 4.2.5 Dtermination des dbits6 5 Expression des rsultats7 5

10、.1 Fraction volumique .7 5.2 Sources dincertitudes8 5.2.1 Temprature.8 5.2.2 Viscosit.8 5.2.3 Pression8 5.2.4 Gomtrie des tubes capillaires 8 5.3 Vrification du systme de mlange/sparateur de gaz .8 5.4 Dtermination des incertitudes9 Annexe A (informative) Exemple numrique10 Annexe B (informative) Dr

11、ivation de la formule de lincertitude compose de K 13 Bibliographie.14 ISO 6145-5:2009(F) iv ISO 2009 Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes i

12、nternationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. L

13、ISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les N

14、ormes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des

15、lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO 6145-5 a t labore par le comit technique ISO/TC 158, Analyse des

16、gaz. Cette deuxime dition annule et remplace la premire dition (ISO 6145-5:2001) qui a fait lobjet dune rvision technique. Certains paragraphes (Mode opratoire et Calculs, par exemple) ont t spars dautres articles troitement lis et la lisibilit est amliore du fait du rapprochement de ces paragraphes

17、. Les parties portant sur le principe et la vrification ont t clarifies et spares, la section portant sur lincertitude a t vrifie et mise jour et lAnnexe A a t rvise. Une drivation du calcul de lincertitude-type compose a t ajoute titre dinformation en tant quAnnexe B. LISO 6145 comprend les parties

18、 suivantes, prsentes sous le titre gnral Analyse des gaz Prparation des mlanges de gaz pour talonnage laide de mthodes volumtriques dynamiques: Partie 1: Mthodes dtalonnage Partie 2: Pompes volumtriques Partie 4: Mthode continue par seringue dinjection Partie 5: Dispositifs dtalonnage par capillaire

19、s Partie 6: Orifices critiques Partie 7: Rgulateurs thermiques de dbit massique Partie 8: Mthode par diffusion Partie 9: Mthode par saturation Partie 10: Mthode par permation Partie 11: Gnration lectrochimique LISO 6145-3, intitule Injections priodiques dans un flux gazeux, a t annule. NORME INTERNA

20、TIONALE ISO 6145-5:2009(F) ISO 2009 Tous droits rservs 1Analyse des gaz Prparation des mlanges de gaz pour talonnage laide de mthodes volumtriques dynamiques Partie 5: Dispositifs dtalonnage par capillaires 1 Domaine dapplication La prsente partie de lISO 6145 fait partie dune srie de Normes interna

21、tionales qui traitent des diverses mthodes volumtriques dynamiques utilises pour la prparation des mlanges de gaz dtalonnage. La prsente partie spcifie une mthode de production continue de mlanges de gaz dtalonnage partir de gaz purs ou de mlanges de gaz, utilisant des dispositifs capillaires en com

22、binaisons simples ou multiples (sparateurs de gaz). Les systmes par capillaires simples peuvent tre utiliss pour obtenir des mlanges de gaz dont la fraction volumique du constituant minoritaire se situe dans la plage allant de 10 8 0,5. Lincertitude largie relative de cette technique est infrieure 2

23、 % (k = 2). Cette application est utilise dans les installations de mlanges de gaz industriels pour la production datmosphres gazeuses spcifiques. Des sparateurs de gaz peuvent tre utiliss pour diviser les mlanges de gaz prpars partir de gaz ou de mlanges de gaz en proportions contrles en volume. Ce

24、s dispositifs sont capables de dilutions de lordre de 0,000 5 0,9 en fraction volumique de la concentration gazeuse initiale, avec une rptabilit relative meilleure que 0,5 %. La traabilit des mlanges de gaz obtenus laide dun sparateur de gaz est obtenue par comparaison dun mlange avec des mlanges de

25、 gaz raccords des talons de gaz nationaux ou internationaux. Un exemple est donn lAnnexe A. 2 Rfrences normatives Les documents de rfrence suivants sont indispensables pour lapplication du prsent document. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire

26、 dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 6143, Analyse des gaz Mthodes comparatives pour la dtermination et la vrification de la composition des mlanges de gaz pour talonnage ISO 6145-1, Analyse des gaz Prparation des mlanges de gaz pour talonnage laide de m

27、thodes volumtriques dynamiques Partie 1: Mthodes dtalonnage 3 Principe Un dbit constant de gaz, sortant dun tube capillaire soumis une chute de pression constante, est ajout un dbit contrl de gaz de complment. Le gaz de complment peut tre issu dun autre tube capillaire. ISO 6145-5:2009(F) 2 ISO 2009

28、 Tous droits rservsLes capillaires appropris sont choisis en fonction de leur capacit acheminer au dbit voulu les gaz dans la chambre de mlange. Avec un capillaire appropri, le dbit requis est obtenu en rglant la chute de pression dans le capillaire. Des units disponibles dans le commerce, constitue

29、s de plusieurs tubes capillaires, sont appeles sparateurs de gaz. Ils contiennent des combinaisons de capillaires et peuvent tre utiliss pour diluer les gaz purs ou les mlanges de gaz dtalonnage avec un gaz de complment, crant ainsi de nouveaux talons. 4 Appareillage 4.1 Systme de mlange deux capill

30、aires 4.1.1 Montage La Figure 1 reprsente un montage possible pour raliser un systme de mlange de gaz utilisant deux tubes capillaires, cest-dire un systme deux capillaires. Lgende 1 dtendeur double dtente 2 vanne de rglage fin 3 manomtre pression diffrentielle 4 capillaire 5 chambre de mlange aGaz

31、A. bGaz de complment. cMlange de gaz. Figure 1 Systme de mlange deux capillaires ISO 6145-5:2009(F) ISO 2009 Tous droits rservs 34.1.2 Appareillage 4.1.2.1 Capillaires, chacun deux aliment en gaz par une bouteille munie dun dtendeur double dtente, dun filtre et dune vanne de rglage fin. 4.1.2.2 Dten

32、deur double dtente, muni de vannes de rglage fin. 4.1.2.3 Manomtre diffrentiel, capable de mesurer la chute de pression dans le capillaire. 4.1.2.4 Chambre de mlange, alimente par le dbit de chaque capillaire et dans laquelle le mlange se produit pour fournir en sortie le mlange de gaz dtalonnage. 4

33、.1.2.5 Filtres, pour filtrer les constituants gazeux, empchant ainsi lobstruction des capillaires. 4.1.2.6 Thermostat (facultatif), pour maintenir constante la temprature dans les capillaires. Les variations de temprature peuvent modifier de faon significative la viscosit du constituant gazeux passa

34、nt dans le capillaire. Pour obtenir une prcision leve, il est ncessaire davoir un contrle thermostatique des capillaires. Un contrle thermostatique avec une chemise deau 1 C limite 2 % au maximum les variations de fractions volumiques dans le mlange final. 4.1.3 Mode opratoire 4.1.3.1 Fonctionnement

35、 Ouvrir les bouteilles de gaz et ajuster les dtendeurs double dtente une valeur de pression de sortie denviron 200 kPa. Ouvrir les vannes permettant des rglages fins pour crer dans les capillaires la chute de pression ncessaire aux dbits dsirs. La chute de pression requise peut tre estime en utilisa

36、nt lquation (1) modifie, en 4.1.3.2. Lexactitude du mlange produit tout moment est principalement affecte par la stabilit des dbits de chaque constituant. Ces dbits peuvent tre estims en observant, sur les manomtres, les variations de pression diffrentielle appliques chaque capillaire. 4.1.3.2 Dterm

37、ination du dbit du capillaire Le dbit volumique q Adu gaz A sortant dun capillaire peut sexprimer approximativement comme suit: () 4 12 A 8p p r= q L (1) o r est le rayon du tube capillaire; p 1est la pression lentre du capillaire; p 2est la pression la sortie du capillaire; est la viscosit dynamiqu

38、e du gaz la temprature dutilisation; L est la longueur du tube capillaire. ISO 6145-5:2009(F) 4 ISO 2009 Tous droits rservsPour un capillaire donn, lquation (1) peut tre simplifie par lutilisation dun facteur dtalonnage individuel. Pour le dterminer, on fait passer le flux gazeux de lun des capillai

39、res travers un dbitmtre dexactitude connue. De plus, les indications de pressions diffrentielles ncessaires lobtention dune fourchette de dbits sont releves. Une courbe dtalonnage est trace en indiquant les diffrences de pression (p 1 p 2 ) en fonction des dbits. Le gradient de cette courbe reprsent

40、e le facteur dtalonnage individuel K pour le gaz spcifi. () AA12 A AAA qKpp qKp = =(2) o K Aest un facteur individuel correspondant au gaz A; p Aest gal (p 1 p 2 ) travers le capillaire. Dans la pratique, il est conseill de dterminer le dbit laide dun facteur dtalonnage car cela permet de mettre en

41、vidence plusieurs influences, notamment la viscosit des gaz et les variations de temprature. 4.2 Dispositifs capillaires multiples utilisant des sparateurs de gaz 4.2.1 Montage dun sparateur de gaz Pour les sparateurs de gaz, plusieurs tubes capillaires sont combins. Ces combinaisons doivent tre ral

42、ises conformment au systme reprsent la Figure 1 ou conformment aux systmes illustrs aux Figures 2 et 3. Dans le premier cas, la diffrence de pression est contrle individuellement pour chaque capillaire, alors que dans les deux autres cas les diffrences de pression sont gales pour tous les capillaire

43、s. Dans le contexte de la prsente partie de lISO 6145, les sparateurs de gaz sont des systmes o la diffrence de pression est la mme pour tous les tubes capillaires inclus. Gnralement, ces sparateurs de gaz peuvent tre diviss en deux groupes: a) les sparateurs de gaz comprenant une combinaison de cap

44、illaires non identiques (4.2.2); b) les sparateurs de gaz comprenant une combinaison de capillaires identiques (4.2.3). 4.2.2 Sparateurs de gaz comprenant une combinaison de capillaires non identiques Les sparateurs de gaz capillaires non identiques sont des combinaisons de plus de deux capillaires

45、de longueurs et de diamtres diffrents, et par consquent de dbits diffrents (voir Figure 2). Habituellement, un capillaire est utilis pour le gaz de dilution (tube capillaire 1 la Figure 2) et le constituant gazeux passe par un autre capillaire (tube capillaire 2 la Figure 2) ou une combinaison dautr

46、es capillaires. En fonctionnement, les pressions des constituants gazeux et du gaz de dilution doivent tre rgles par des dtendeurs extrieurs. ISO 6145-5:2009(F) ISO 2009 Tous droits rservs 5Lgende 1 capillaire de gaz de dilution 2 10 capillaires de constituant gazeux 11 mlange gnr 12 constituant gaz

47、eux, fraction volumique, 013 vanne de slection 14 dtendeur aGaz de dilution. bRejet gazeux. Figure 2 Principe de fonctionnement Pour augmenter la plage du facteur de dilution, un capillaire supplmentaire peut tre install et, si ncessaire, commut en parallle avec le premier. En choisissant les capillaires dans lesquels scoule le constituant gazeux, on peut obtenir au moins 9 niveaux de dilution lorsque