混合氣體的制備 稱(chēng)量法-編制說(shuō)明

一、工作簡(jiǎn)況

1.1任務(wù)來(lái)源

混合氣體種類(lèi)繁多，其應(yīng)用區(qū)域廣、范圍大、用量多，廣泛應(yīng)用于焊接、食品加工和保

鮮、激光、衛(wèi)生、環(huán)保、醫(yī)療、生物研究、電光源、化工、國(guó)防、光纖、半導(dǎo)體、電子等眾

多領(lǐng)域。作為這些領(lǐng)域正常運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的輔助氣體，混合氣體起到舉重輕重的重要作用，

是現(xiàn)代工業(yè)、科技發(fā)展必不可少的媒介。

隨著現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)步，新興技術(shù)層出不窮，現(xiàn)代工業(yè)（如金屬加工行業(yè)、汽車(chē)制造行業(yè)、

LED行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、激光技術(shù)以及農(nóng)產(chǎn)品保鮮技術(shù)）高速發(fā)展，對(duì)混合氣體的需求量越

來(lái)越大、種類(lèi)需求越來(lái)越多、質(zhì)量也有了更高的要求，推動(dòng)混合氣體制造業(yè)的發(fā)展，是關(guān)乎

國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和民生保障的重要課題。

標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和社會(huì)發(fā)展的技術(shù)支撐，是基礎(chǔ)性制度。為積極響應(yīng)國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于

印發(fā)《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》的通知（國(guó)辦發(fā)〔2015〕89號(hào)）的

要求，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)20214532-T-606制定本標(biāo)準(zhǔn)。

1.2制定背景

關(guān)于混合氣體的制備，全國(guó)氣體標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)混合氣分會(huì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)混合氣分會(huì)）

已經(jīng)制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T38523-2020《混合氣的制備壓力法》，稱(chēng)量法也是混合氣體尤其是

高端混合氣體制備常用標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的制定，滿(mǎn)足“引領(lǐng)需求”的基本原則，屬于“工業(yè)

領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系”的重點(diǎn)領(lǐng)域，將會(huì)規(guī)范、指導(dǎo)混合氣體的生產(chǎn)過(guò)程，對(duì)混合氣體的生產(chǎn)

安全以及質(zhì)量保證有重要意義，因此急需進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)制定工作。

1.3起草過(guò)程

1.3.1起草階段

2021年12月，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)下達(dá)了“2021年第四批推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相

關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版的通知”（發(fā)文部門(mén)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)，文號(hào)：國(guó)標(biāo)委發(fā)[2021]41號(hào)），

《混合氣的制備稱(chēng)量法》正式立項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)由混合氣分會(huì)歸口，計(jì)劃編號(hào)為20214532-T-606。

任務(wù)下達(dá)之后，為保證項(xiàng)目順利實(shí)施，2022年2月，混合氣分會(huì)組織大連大特氣體有

限公司、西南化工研究設(shè)計(jì)院有限公司、杭州新世紀(jì)混合氣體有限公司、佛山梅塞爾氣體有

限公司、北京氦普北分氣體工業(yè)有限公司等相關(guān)單位組成標(biāo)準(zhǔn)起草小組，做了大量的前期調(diào)

研及草案起草工作。

標(biāo)準(zhǔn)起草小組查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)國(guó)內(nèi)稱(chēng)量法制備混合氣體的生產(chǎn)廠(chǎng)家、制備方法

細(xì)節(jié)等進(jìn)行調(diào)研，于2022年8月形成工作組討論稿，提交2022年8月25日至27日在杭州

舉行的全國(guó)氣體標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)混合氣體分技術(shù)委員會(huì)和全國(guó)氣瓶標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)氣

瓶充裝分技術(shù)委員會(huì)2022年聯(lián)合會(huì)討論。在此次討論會(huì)上，專(zhuān)家們就整個(gè)討論稿進(jìn)行了認(rèn)

真的討論。提出了如下的意見(jiàn)：

（1）調(diào)整了標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)：制備流程改為單獨(dú)一章，即第5章；將制備前準(zhǔn)備相關(guān)的內(nèi)容，

即“制備的可行性分析”、“充裝系統(tǒng)的準(zhǔn)備”、“包裝容器的準(zhǔn)備”、“原料氣的準(zhǔn)備”

和“充裝量的計(jì)算”放至第6章；增加了第8章理論相對(duì)偏差的計(jì)算的內(nèi)容。

（2）增加電子氣制備相關(guān)內(nèi)容；

（3）將范圍中的“工業(yè)混合氣體的制備”改為“混合氣體的制備”；

（4）標(biāo)準(zhǔn)討論稿中的合格證、包裝儲(chǔ)運(yùn)等內(nèi)容屬于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)需要包括的內(nèi)容，不屬于

本標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，應(yīng)刪除。

（5）文中“集束裝”改為“氣瓶集束裝置”，相應(yīng)的，文中“逐束”改為“逐格”：“集束裝”

表達(dá)不清楚。一般有集束裝置（cylinderbundle俗稱(chēng)集裝格）應(yīng)當(dāng)表達(dá)為氣瓶集束裝置，如

果是氣瓶集裝籃（cylinderpallet）應(yīng)修改為集裝籃，對(duì)于本標(biāo)準(zhǔn)，集裝籃與氣瓶裝混合氣體

的制備相同，因此標(biāo)準(zhǔn)中的集束裝改為氣瓶集束裝置。

（6）標(biāo)準(zhǔn)3.2中的“電子天平”改為“稱(chēng)量設(shè)備”，適用于描述電子天平、工業(yè)天平、機(jī)械

天平等?！皹?gòu)建”定義太大，改為“構(gòu)成”。將生產(chǎn)混合氣體的整個(gè)過(guò)程定義為“制備”，具體

將氣體充入容器的過(guò)程定義為“充裝”，因此，將全文中的制備系統(tǒng)（比如3.2）改為“充

裝系統(tǒng)”；

（7）全文“物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)”改為“摩爾分?jǐn)?shù)”，后者更常用。

（8）文中“參考瓶”改為“稱(chēng)量瓶”，以避免和稱(chēng)量法的“參比氣瓶”相混淆。

（9）標(biāo)準(zhǔn)5.6，增加對(duì)稱(chēng)量設(shè)備進(jìn)行復(fù)核的要求。

（10）范圍中瓶裝混合氣體的批量制備中的“批量”刪除，因?yàn)榧b籃子也可按瓶裝混合

氣體制備，有時(shí)只需要制備一瓶。刪掉“集裝格”，因?yàn)椤皻馄考b置”是已有術(shù)語(yǔ)，已有對(duì)

應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，不需要對(duì)其進(jìn)行解釋?zhuān)瑫r(shí)文中所有的“集裝格”替換為“氣瓶集束裝置”。

（11）規(guī)范性引用文件中補(bǔ)充了“GB/T32528”（正文5.3中有規(guī)范性引用）。

（12）第4章標(biāo)題“方法概述”改為“制備方法”，同時(shí)，將制備過(guò)程相關(guān)的描述放到制備

一章，精簡(jiǎn)調(diào)整第4章的內(nèi)容如下，另外，稱(chēng)量瓶也可以是一個(gè)氣瓶集束裝置，補(bǔ)充該內(nèi)容，

最后，有時(shí)可以只制備一瓶或一個(gè)氣瓶集束裝置的氣體，因此，“稱(chēng)量瓶中充裝的各組分的

摩爾分?jǐn)?shù)，即為同批次制備的其余混合氣體組分的摩爾分?jǐn)?shù)”中的“其余”改為“所有”。

（13）附錄B中給出的實(shí)例不是常用混合氣體制備的實(shí)例，對(duì)稱(chēng)量法制備混合氣體重

新安排驗(yàn)證試驗(yàn)，并對(duì)附錄B進(jìn)行更新。

（14）3.1：“一次充裝過(guò)程制備的所有瓶裝混合氣體、氣瓶集束裝置包裝的混合氣體定

義為一批?！备臑椤啊耙淮纬溲b過(guò)程制備的所有氣體為一批。”；

（15）全文“制備系統(tǒng)”改為“充裝系統(tǒng)”；

（16）“主要由氣體控制閥門(mén)、輸送管線(xiàn)、密封件、壓力測(cè)量設(shè)備、稱(chēng)量衡器和真空泵

構(gòu)成的氣體充裝設(shè)備”改為“由氣體控制閥門(mén)、輸送管線(xiàn)、密封件、壓力測(cè)量設(shè)備、稱(chēng)量衡器

和真空泵構(gòu)成的氣體充裝設(shè)備”；

（17）增加了3.5，稱(chēng)量瓶的定義，第4章中相應(yīng)描述刪除；刪除了“制備系統(tǒng)的初次

驗(yàn)證”的定義。

（18）第4章第一段，增加“待充入組分后氣瓶的溫度、壓力達(dá)到穩(wěn)定后”，限制可進(jìn)行

稱(chēng)量的條件。

（19）第4章，推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)附錄A，刪除，放編制說(shuō)明，刪除“當(dāng)其滿(mǎn)足5.4的要求時(shí)，

xi,j的值可取1”。

（20）全文“單位為百分比（%）”刪除。第4章最后一段，“摩爾分?jǐn)?shù)與其它含量之間

的換算關(guān)系參考GB/T40870進(jìn)行”刪除，因?yàn)榛旌蠚怏w常用單位為摩爾分?jǐn)?shù)。

（21）第4章，刪除了制備方法中關(guān)于公式（1）推導(dǎo)的附錄（草案中附錄A），增加

了混合氣體平均摩爾分?jǐn)?shù)的計(jì)算公式；

（22）5.2.4.4“混合氣體壓縮因子的估算參考GB/T38523”改為注的形式。

（23）對(duì)制備的可行性分析的內(nèi)容（征求意見(jiàn)稿6.1，標(biāo)準(zhǔn)草案5.2）進(jìn)行了簡(jiǎn)化和整合；

（24）對(duì)充裝系統(tǒng)的幾個(gè)關(guān)鍵性要求（征求意見(jiàn)稿6.2，標(biāo)準(zhǔn)草案5.3），由引用其他標(biāo)

準(zhǔn)改為給出具體的規(guī)定，比如對(duì)稱(chēng)量設(shè)備的要求、對(duì)充裝系統(tǒng)氣密性的要求、氧化性氣體充

裝的要求、稱(chēng)量設(shè)備的要求、有毒和腐蝕性氣體充裝的安全要求。增加了電子工業(yè)用混合氣

體充裝系統(tǒng)的特殊要求；

（25）增加了包裝容器準(zhǔn)備的相關(guān)內(nèi)容（征求意見(jiàn)稿6.3）；

（26）將充裝壓力設(shè)置（征求意見(jiàn)稿6.5.1，標(biāo)準(zhǔn)草案5.5.1）的內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)化，直接引

用其他標(biāo)準(zhǔn)，并增加了充裝壓力的安全要求（第一個(gè)列項(xiàng)）以及充裝壓力要考慮客戶(hù)使用溫

度的要求（第三個(gè)列項(xiàng)）；

（27）對(duì)充裝步驟的描述（征求意見(jiàn)稿7.1，標(biāo)準(zhǔn)草案5.6）進(jìn)行了更改，更改后過(guò)程更

加清晰、完整、條理；將充裝控制相關(guān)的內(nèi)容單獨(dú)列出（征求意見(jiàn)稿7.2）；刪除了對(duì)兩個(gè)

關(guān)于混合氣體制備安全的氣體協(xié)會(huì)文件的引用。

（28）在組分制備值計(jì)算完成后增加了理論相對(duì)偏差計(jì)算的公式，初步判斷制備的混合

過(guò)程是否合格（征求意見(jiàn)稿第8章，標(biāo)準(zhǔn)草案5.7）；

（29）將制備驗(yàn)證的內(nèi)容根據(jù)操作順序進(jìn)行了條理化，比如，先抽樣，然后測(cè)定，再判

斷（征求意見(jiàn)稿第9章，標(biāo)準(zhǔn)草案第6章）；刪除驗(yàn)證結(jié)論中關(guān)于處置的內(nèi)容。

（30）更改了混合氣體制備的實(shí)例為常用的混合氣體的制備實(shí)例（征求意見(jiàn)稿附錄A，

標(biāo)準(zhǔn)草案附錄B），并按混合氣體制備的整個(gè)流程順序?qū)Ω戒浾鹿?jié)內(nèi)容進(jìn)行編寫(xiě)。

針對(duì)以上意見(jiàn)，起草小組制定了標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證試驗(yàn)的方案，于2022年8月~2023年3月開(kāi)

展了驗(yàn)證試驗(yàn)，并對(duì)工作組討論稿進(jìn)行了修改。

1.3.2征求意見(jiàn)階段

2023年4月初，起草小組提出了征求意見(jiàn)稿，面向全社會(huì)征求意見(jiàn)。

二、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編制原則、主要內(nèi)容及其確定依據(jù)

起草小組參照了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)混合氣體制備單位使用稱(chēng)量法制備混合氣體的成功經(jīng)驗(yàn)，做

了大量的實(shí)驗(yàn)工作，制定出了本標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)將有關(guān)情況說(shuō)明如下。

2.1范圍

關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T38523-2020《混合氣體的制備壓力法》，

確定為“主要適用于瓶裝混合氣體的批量制備及集束裝混合氣體的制備”。在2020年聯(lián)合會(huì)

議，根據(jù)最終的討論意見(jiàn)，應(yīng)對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)所能制備的混合氣體進(jìn)行限制，因本標(biāo)準(zhǔn)不適用于校

準(zhǔn)用混合氣體的制備，因此，最終限定為工業(yè)混合氣體的制備。在后續(xù)對(duì)草案的修改中，最

終確定，標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)混氣體、電子工業(yè)混合氣體的制備，校準(zhǔn)用混合氣體有專(zhuān)門(mén)的方法

標(biāo)準(zhǔn)，因此最終未對(duì)適用的混合氣體進(jìn)行限制。

可以用該方法同時(shí)制備多瓶或多個(gè)集束裝混合氣體，也可以制備一瓶或一個(gè)集束裝混合

氣體，因此，刪除之前批量的限制。

2.2術(shù)語(yǔ)和定義

術(shù)語(yǔ)和定義給出了“制備系統(tǒng)”、“制備相對(duì)偏差”、“制備允差”、“稱(chēng)量瓶”和“批”5個(gè)定

義，其與GB/T38523《混合氣體的制備壓力法》中的定義不同之處及原因如下：

（1）3.2術(shù)語(yǔ)名稱(chēng)由壓力法中的“制備系統(tǒng)”改為“充裝系統(tǒng)”（詳細(xì)原因見(jiàn)（一）中

第部分，標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿形成中的（）項(xiàng)），并增加了稱(chēng)量設(shè)備，因?yàn)閴毫Ψㄅ錃?/p>

中沒(méi)2有用到稱(chēng)量設(shè)備。d

（2）3.3制備相對(duì)偏差，壓力法中為“含量的認(rèn)定值”，稱(chēng)量法中直接描述為“含量的

測(cè)定值”，在壓力法中“含量的認(rèn)定值”和“測(cè)定值”兩者為同一概念，因此該定義內(nèi)

容并未改變。

（）增加了稱(chēng)量瓶的定義，只有稱(chēng)量法中涉及到稱(chēng)量瓶。

2.3制備3方法

標(biāo)準(zhǔn)第4章給出了稱(chēng)量法制備混合氣體的方法原理，引入了參考瓶的概念，通過(guò)準(zhǔn)確稱(chēng)

量參考瓶加入組分前后的質(zhì)量差，來(lái)確定添加組分的質(zhì)量，利用標(biāo)準(zhǔn)中公式（1）計(jì)算參考

瓶中充裝組分的摩爾分?jǐn)?shù)，即為同批次制備的所有混合氣體組分的摩爾分?jǐn)?shù)，其推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)

本文件附件1。

通過(guò)公式推導(dǎo)，簡(jiǎn)明的闡述了同批制備的混合氣體組分的摩爾分?jǐn)?shù)可用參考瓶中各組分

的摩爾分?jǐn)?shù)表示，解決了批量制備混合氣體組分濃度的定值問(wèn)題。

對(duì)該觀點(diǎn)，在本文件附件2中給出了驗(yàn)證試驗(yàn)，驗(yàn)證試驗(yàn)也證明了，稱(chēng)量瓶的體積可以

與同批的其它氣瓶體積不同，也可以相同，均不影響用稱(chēng)量瓶中組分含量代表同批次所有的

氣瓶中組分的含量。

2.4制備流程

標(biāo)準(zhǔn)第5章給出了稱(chēng)量法制備混合氣體的整個(gè)流程圖，首先確定混合氣體的組成、制備

允差等信息，根據(jù)此信息，查看此混合氣體是否為初次制備，如為初次制備，需要按標(biāo)準(zhǔn)

6.1的要求進(jìn)行可行性分析，如果可行，再進(jìn)行接下來(lái)進(jìn)行一系列物資準(zhǔn)備工作（充裝系統(tǒng)、

包裝容器和原料），然后進(jìn)行充裝量的計(jì)算（標(biāo)準(zhǔn)6.5），按計(jì)算好的數(shù)值進(jìn)行充裝（標(biāo)準(zhǔn)

第7章）。如果不是初次制備，則可調(diào)過(guò)可行性分析進(jìn)行下面的工作。

混合氣體充裝完成之后，按第8章的要求，根據(jù)實(shí)際的充裝量，計(jì)算組分的制備值，并

計(jì)算制備值與目標(biāo)值的相對(duì)偏差，即理論相對(duì)偏差。

之后，對(duì)制備完成的混合氣體組分含量進(jìn)行測(cè)定，以驗(yàn)證制備是否合格（標(biāo)準(zhǔn)第9章）。

2.5制備前的準(zhǔn)備

（1）可行性分析（標(biāo)準(zhǔn)6.1）

可行性分析包含了混合氣體組分是否有發(fā)生反應(yīng)的可能性，以及組分與接觸的材料，比

如包裝容器、容器閥門(mén)、充裝管線(xiàn)等是否可能發(fā)生反應(yīng)，除此之外，需要考慮混合氣體是否

存在潛在的危險(xiǎn)性，比如，爆炸等。

同時(shí)，需要考慮充裝環(huán)境是否滿(mǎn)足要求，比如，當(dāng)制備電子工業(yè)混合氣體時(shí)，環(huán)境中的

顆粒物需要嚴(yán)格控制，當(dāng)制備含有液化氣體組分的混合氣體時(shí)，必要時(shí)需要控制環(huán)境溫度高

于一定值，以防止可能的液化。

如果不可行，則該混合氣體不可制備，或者，通過(guò)調(diào)整組成、含量等參數(shù)，達(dá)到可以制

備的目的。

（2）物資準(zhǔn)備（標(biāo)準(zhǔn)6.2-6.4）

標(biāo)準(zhǔn)6.2給出了混合氣體充裝系統(tǒng)的通用要求（標(biāo)準(zhǔn)6.2.1）和電子工業(yè)用混合氣體的特

殊要求（標(biāo)準(zhǔn)6.2.2）。

標(biāo)準(zhǔn)6.3給出了包裝容器在充裝前需要做的準(zhǔn)備工作，首先，需要對(duì)包裝容器進(jìn)行加熱、

抽空處理，以出去表面的顆粒物、水分等，但是如果包裝容器需要反復(fù)使用，用來(lái)充裝同樣

的混合氣體時(shí)，如果瓶中留有一定的余壓，可能未必需要重新抽空、加熱處理，但是對(duì)于電

子工業(yè)用混合氣體，充裝前的抽空、加熱處理則是必須的，并且不同氣體需要的處理程度不

同，因此，本標(biāo)準(zhǔn)中寫(xiě)道，“根據(jù)需求進(jìn)行處理”，即涵蓋了不同的情況。

除此之外，包裝容器閥門(mén)需要與所充氣體相適應(yīng)，比如對(duì)于電子工業(yè)用混合氣體，其閥

門(mén)明確規(guī)定使用CGA閥門(mén)，閥門(mén)尺寸也必須滿(mǎn)足要求，而有些混合氣體要求則沒(méi)有這么嚴(yán)格，

只要實(shí)現(xiàn)和充裝氣體相容就行，因此，本標(biāo)準(zhǔn)用“包裝容器的閥門(mén)應(yīng)與所充氣體相適應(yīng)”來(lái)

描述這一要求。

標(biāo)準(zhǔn)6.4中給出了混合氣體制備所用原料的要求。對(duì)于大多數(shù)的混合氣體，除了對(duì)混合

氣體的組分濃度有要求外，還對(duì)混合氣體中的雜質(zhì)含量有限制，因此，制備混合氣體所用的

原料的純度和雜質(zhì)指標(biāo)均應(yīng)能夠滿(mǎn)足最終混合氣體的技術(shù)指標(biāo)方可滿(mǎn)足制備要求。

（3）充裝量計(jì)算（標(biāo)準(zhǔn)6.5）

混合氣體制備前，首先要確定混合氣體的充裝壓力，按設(shè)計(jì)好的壓力，計(jì)算每個(gè)組分

預(yù)期的充裝量。

混合氣體充裝壓力設(shè)置時(shí)，首先不能超過(guò)鋼瓶的標(biāo)稱(chēng)工作壓力，超出該壓力是很危險(xiǎn)

的。其次，如果混合氣體中有液化氣體，要考慮該混合氣體不會(huì)產(chǎn)生冷凝的最高充裝壓力，

混合氣體的壓力要低于此壓力，GBT38523-2020《混合氣體的制備壓力法》中給出了最高

充裝壓力詳細(xì)的計(jì)算方法，本標(biāo)準(zhǔn)直接引用GBT38523-2020中的方法。最后，混合氣體的

壓力因?yàn)槭軠囟扔绊?，而有的客?hù)則需要嚴(yán)格控制混合氣體的壓力不低于某值或不高于某值，

甚至需要嚴(yán)格控制在一定范圍內(nèi)，由于配氣單位和使用氣體的單位可能存在地域差，溫度差

異較大，因此，這種情況下需要考慮氣體的使用溫度設(shè)計(jì)混合氣體的充裝壓力，當(dāng)然，此壓

力必須滿(mǎn)足前面提到的兩個(gè)基本條件。

充裝量計(jì)算需要的另一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)是混合氣體的壓縮因子，關(guān)于混合氣體壓縮因子，在

GBT38523-2020《混合氣體的制備壓力法》的A.2中給出了計(jì)算方法，本標(biāo)準(zhǔn)直接引用該

標(biāo)準(zhǔn)。需要特殊注意，對(duì)于永久性氣體，其壓縮因子近似為1，但是對(duì)于其他氣體，如二氧

化碳，特別是當(dāng)組分濃度較高時(shí)，如果不考慮其壓縮因子計(jì)算需要充裝的二氧化碳原料的質(zhì)

量，使用該質(zhì)量制備的混合氣體的最終壓力會(huì)低于預(yù)期壓力，導(dǎo)致最終的混合氣體不能滿(mǎn)足

客戶(hù)的預(yù)期要求。

確定了混合氣體的充裝壓力和壓縮因子之后，可按6.5.2中的公式進(jìn)行各組分充裝量

的計(jì)算。

2.6混合氣體的充裝

各組分充裝量計(jì)算完成之后，可進(jìn)行混合氣體的充裝（標(biāo)準(zhǔn)第7章）。標(biāo)準(zhǔn)7.1中給

出了充裝中的步驟。GB/T34526和GB/T34528分別給出了瓶裝混合氣體的充裝的前、中、

后相關(guān)的一些規(guī)定，本標(biāo)準(zhǔn)直接引用其相關(guān)內(nèi)容。

2.7組分制備值及理論相對(duì)偏差的計(jì)算

混合氣體充裝完成之后，應(yīng)根據(jù)制備時(shí)組分原料實(shí)際加入的充裝量，用標(biāo)準(zhǔn)第4章的公

式（1）計(jì)算混合氣體中各組分的含量。并使用該值，根據(jù)第8章給出的公式（4）計(jì)算制備

值（理論值）與目標(biāo)值的偏差，即理論相對(duì)偏差。

2.8制備的驗(yàn)證

一批混合氣體制備完成后必須進(jìn)行驗(yàn)證，以保證制備是準(zhǔn)確的。在標(biāo)準(zhǔn)草案階段，該部

分名稱(chēng)為混合氣體的驗(yàn)證，完全按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的格式編寫(xiě)，后來(lái)考慮到該標(biāo)準(zhǔn)為方法標(biāo)準(zhǔn)而非

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，因此改為對(duì)方法的驗(yàn)證，即“制備的驗(yàn)證”，只不過(guò)是通過(guò)對(duì)混合氣體產(chǎn)品的驗(yàn)證

實(shí)現(xiàn)的。

標(biāo)準(zhǔn)9.1中給出了驗(yàn)證方法和抽樣的方法。標(biāo)準(zhǔn)9.2中給出了組分含量測(cè)定方法以及測(cè)定

用校準(zhǔn)混合氣體的要求，對(duì)于混合氣體的制備，氣體混合均勻需要采取一定的措施，在混合

氣體檢驗(yàn)時(shí)，因?yàn)榻M分濃度普遍固定，普遍采用外標(biāo)法單點(diǎn)校準(zhǔn)定量。9.3中給出了測(cè)定值

與目標(biāo)值的相對(duì)偏差（即制備相對(duì)偏差）的計(jì)算公式，用作判定制備是否合格的依據(jù)之一。

只有當(dāng)制備相對(duì)偏差和理論相對(duì)偏差均滿(mǎn)足要求時(shí)，制備也是合格的。

標(biāo)準(zhǔn)草案中規(guī)定，如制備不滿(mǎn)足要求，則應(yīng)對(duì)自該批產(chǎn)品中重新加倍抽樣檢驗(yàn)，若仍不

符合要求，按不合格處理，因?yàn)楸緲?biāo)準(zhǔn)非產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中刪除了該部分內(nèi)容。

2.9混合氣體的制備實(shí)例

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)正文中描述的混合氣體制備的各個(gè)過(guò)程，在標(biāo)準(zhǔn)的附錄A中給出了混合氣體

制備完整的實(shí)例。

實(shí)例中制備的混合氣體的壓縮因子計(jì)算見(jiàn)本文件附件3。

三、試驗(yàn)驗(yàn)證的分析、綜述報(bào)告,技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和

生態(tài)效益

（一）試驗(yàn)驗(yàn)證的分析、綜述報(bào)告

組織了大連大特氣體有限公司、杭州新世紀(jì)混合氣體有限公司、佛山梅塞爾氣體有限公

司、北京氦普北分氣體工業(yè)有限公司、久策氣體股份有限公司共5家公司，進(jìn)行了7組驗(yàn)證

試驗(yàn)，對(duì)稱(chēng)量法制備不同的混合氣體的結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)本文件附件2。不

同廠(chǎng)家制備不同混合氣體的驗(yàn)證結(jié)果均表明，無(wú)論是氣瓶裝混合氣體，還是集束裝置混合氣

體，無(wú)論同批制備的氣瓶的體積是否相同，使用稱(chēng)量法制備均是較為準(zhǔn)確的制備混合氣體的

一種方法。

（二）技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證

混合氣體按應(yīng)用領(lǐng)域分類(lèi)，可分為：芯片制造、半導(dǎo)體等電子行業(yè)；能源行業(yè)；醫(yī)療衛(wèi)

生；食品加工；鋼鐵冶金；精細(xì)化學(xué)品；機(jī)械制造等等。混合氣體的制備屬于跨多個(gè)領(lǐng)域的

項(xiàng)目，是這些領(lǐng)域正常運(yùn)轉(zhuǎn)比不可少的材料，需求量極大，2017年全球混合氣體市場(chǎng)規(guī)模

可達(dá)到1125億美元。全球混合氣體以每年5-7%速率持續(xù)擴(kuò)張，全球新增的混合氣體需求量

有超過(guò)一半來(lái)自中國(guó)?，F(xiàn)有壓力法標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)混合氣體的需求，急需一種不僅制備精

度高而且在制備組分復(fù)雜的混合氣體更加簡(jiǎn)單高效的制備方法和標(biāo)準(zhǔn)，稱(chēng)量法制備混合氣體

優(yōu)勢(shì)完美契合國(guó)家對(duì)混合氣體的需求。

混合氣體具有廣泛的應(yīng)用前景，該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，將會(huì)對(duì)我國(guó)混合氣體的生產(chǎn)起指導(dǎo)作用，

對(duì)混合氣體的安全生產(chǎn)以及質(zhì)量提高有重要意義。

（三）預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益

混合氣體具有廣泛的應(yīng)用前景，其對(duì)推動(dòng)我國(guó)工業(yè)的發(fā)展中具有舉足輕重的重要作用，

該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，將會(huì)對(duì)我國(guó)混合氣體的生產(chǎn)起指導(dǎo)作用，對(duì)混合氣體的安全生產(chǎn)以及質(zhì)量提

高有重要意義，從而促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

同時(shí)，采用稱(chēng)量法使得混合氣體的配制更精確。對(duì)于芯片制造、精細(xì)化學(xué)品以及鋼鐵冶

金等行業(yè)，其生產(chǎn)難免對(duì)環(huán)境造成一定的影響，例如CO2等溫室氣體的排放。使用稱(chēng)量法

配制更高精度的混合氣體能夠有效提升產(chǎn)品質(zhì)量與合格率，減少不合格品的重新處理，間接

地促進(jìn)了生態(tài)環(huán)境的發(fā)展，具有一定的生態(tài)效益。

四、與國(guó)際、國(guó)外同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容的對(duì)比情況

目前該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的起草主要參考的文獻(xiàn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的：GB/T5274.1《氣體分

析校準(zhǔn)用混合氣體的制備第1部分：稱(chēng)量法制備一級(jí)混合氣體》和GB/T38523-2020《混

合氣體的制備壓力法》還有正在制定的標(biāo)準(zhǔn)草案ISO6142.2《Gasanalysis—Preparationof

calibrationgasmixtures—Part2:GravimetricmethodforClassIImixtures》。

五、以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的起草情況，以及是否合規(guī)引用或者采用國(guó)際國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，

并說(shuō)明未采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的原因

本標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)內(nèi)自主起草標(biāo)準(zhǔn)，未以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)起草。

六、與有關(guān)法律、行政法規(guī)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

暫無(wú)。

七、重大分歧意見(jiàn)的處理經(jīng)過(guò)和依據(jù)

暫無(wú)。

八、涉及專(zhuān)利的有關(guān)說(shuō)明

本標(biāo)準(zhǔn)無(wú)涉及專(zhuān)利。

九、實(shí)施國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，以及組織措施、技術(shù)措施、過(guò)渡期和實(shí)施日期的建

議等措施建議

建議將該標(biāo)準(zhǔn)作為推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

本次制定的內(nèi)容已經(jīng)具有較廣泛的應(yīng)用范圍，具有可靠的技術(shù)措施保證，因此標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施

的過(guò)渡期較短（不會(huì)超過(guò)半年）。

十、其他應(yīng)予說(shuō)明的事項(xiàng)

暫無(wú)。

附件1混合氣體組分含量計(jì)算推導(dǎo)過(guò)程

已知真實(shí)氣體的狀態(tài)方程（1.1）。

PVZnRT................................................(1.1)

式中：

P——?dú)怏w壓力，單位為帕斯卡(Pa)；

V——?dú)怏w的體積，單位為立方米(m3)。

混合氣體中組分j的物質(zhì)的量按公式（1.2）進(jìn)行計(jì)算。

mj

nj.....................................................(1.2)

Mj

將公式（1.2）代入公式（1.1）中得到公式（1.3）。

mj

PjVZjRT...........................................(1.3)

Mj

將公式（1.3）變形得到公式（1.4）。

PjMj

mj=V...............................................(1.4)

ZjRT

當(dāng)充入組分壓力達(dá)到穩(wěn)定后，此時(shí)該一批所制備的所有氣瓶?jī)?nèi)壓力均相同，對(duì)于同一組

PjMjPjMj

分來(lái)說(shuō)此時(shí)均相同，所以將不變的量設(shè)為常數(shù)αj得到式（1.5）。

ZjRTZjRT

mjjV..........................................................(1.5)

式中：

PM

常數(shù)，數(shù)值等于jj

j——

ZjRT。

將公式（1.5）代入標(biāo)準(zhǔn)第4章中的公式（1），得到公式（1.6）。

xi,jj

Mj

x……….……………(1.6)

ir

j

j1Mj

由于相同組分的j相同，由公式（1.6）可得，同批制備的所有氣瓶?jī)?nèi)充入組分的摩爾

分?jǐn)?shù)相同，故同批制備的混合氣體組分的摩爾分?jǐn)?shù)可用參考瓶中各組分的摩爾分?jǐn)?shù)表示。

由公式（1.6）可知，同批充入組分的摩爾分?jǐn)?shù)與充裝氣瓶（包括參考瓶）的體積無(wú)關(guān)。

當(dāng)組分加入量較少時(shí)，可以選用較小的參考瓶，以便可用高靈敏度、低載荷的天平來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)

確稱(chēng)量，以提高稱(chēng)量精度。

附件2驗(yàn)證試驗(yàn)

驗(yàn)證試驗(yàn)1

試驗(yàn)廠(chǎng)家：久策氣體股份有限公司

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：稱(chēng)量法，批量制備5%的氮中硅烷混合氣體，驗(yàn)證制備是否合格

制備詳情：6個(gè)集束裝置，每個(gè)集束裝置12瓶，對(duì)每個(gè)集束裝置逐一進(jìn)行測(cè)定

制備允差要求：±10%

數(shù)據(jù)記錄：

混合氣體目標(biāo)值，制備值，測(cè)定值，制備相對(duì)理論相對(duì)

樣品編號(hào)

名稱(chēng)10-2mol/mol10-2mol/mol10-2mol/mol偏差，%偏差，%

20W0961034.99-0.20

20W0961315.040.80

5%氮中硅

16W2941885.030.60

烷混合氣5.005.000

16W2950014.99-0.20

體

20W1360425.000

20W1360585.010.20

試驗(yàn)結(jié)論：用稱(chēng)量法制備集束裝混合氣體一致性良好，制備相對(duì)偏差和理論制備允差均

滿(mǎn)足制備允差要求，制備結(jié)果滿(mǎn)足要求。

驗(yàn)證試驗(yàn)2

試驗(yàn)廠(chǎng)家：佛山梅塞爾氣體有限公司

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：稱(chēng)量法，批量制備20%的氮中氧混合氣體，驗(yàn)證制備是否合格

制備詳情：稱(chēng)量瓶為10L，制備4瓶體積為40L成品，對(duì)每瓶逐一進(jìn)行測(cè)定

制備允差要求：±5%

數(shù)據(jù)記錄：

樣品編目標(biāo)值，制備值，測(cè)定值，制備相對(duì)理論相對(duì)

混合氣體名稱(chēng)

號(hào)10-2mol/mol10-2mol/mol10-2mol/mol偏差，%偏差，%

77813120.110.55

220.110.55

20%O2+80%N2320.0020.0119.95-0.250.05

420.180.90

520.010.05

試驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)稱(chēng)量瓶體積和樣品瓶體積不同時(shí)，制備批量氣瓶混合氣體一致性仍很好，

可用稱(chēng)量瓶中組分含量表示同批次制備的其它混合氣體種組分含量，制備相對(duì)偏差和理論制

備允差均滿(mǎn)足制備允差要求，制備結(jié)果滿(mǎn)足要求。

驗(yàn)證試驗(yàn)3

試驗(yàn)廠(chǎng)家：北京氦普北分氣體工業(yè)有限公司

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：稱(chēng)量法，批量制備合成空氣，即20.9%氮中氧混合氣體，驗(yàn)證制備是否合格

制備詳情：批量制備12瓶，40L氣體，對(duì)每瓶逐一進(jìn)行測(cè)定

制備允差要求：±5%

數(shù)據(jù)記錄：

混合氣樣品編目標(biāo)值，制備值，測(cè)定值，制備相對(duì)偏理論相對(duì)偏

體名稱(chēng)號(hào)10-2mol/mol10-2mol/mol10-2mol/mol差，%差，%

HYM19921.131.1

HYM76320.990.43

HYM71920.48-2.0

HYN33320.77-0.62

HYD68220.920.10

合成空HYN74020.61-1.4

20.9020.920.096

氣HYK46020.920.10

HYU12120.88-0.10

HYM18720.6-1.4

HYN80720.85-0.24

JLB58021.111.0

HYC23820.72-0.86

試驗(yàn)結(jié)論：用稱(chēng)量法制備批量氣瓶混合氣體一致性良好，制備相對(duì)偏差和理論制備允差

均滿(mǎn)足制備允差要求，制備結(jié)果滿(mǎn)足要求。

驗(yàn)證試驗(yàn)4

試驗(yàn)廠(chǎng)家：北京氦普北分氣體工業(yè)有限公司

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：稱(chēng)量法，批量制備500ppm氮中二氧化硫混合氣體，驗(yàn)證制備是否合格

制備詳情：批量制備4瓶，對(duì)每瓶逐一進(jìn)行測(cè)定

制備允差要求：±5%

數(shù)據(jù)記錄：

混合氣體樣品編目標(biāo)值，制備值，測(cè)定值，制備相對(duì)偏理論相對(duì)偏

名稱(chēng)號(hào)10-6mol/mol10-6mol/mol10-6mol/mol差，%差，%

JPY193494.0-1.2

氮中二氧

JPY606494.0-1.2

化硫混合500.0493.2-1.4

JUB194492.0-1.6

氣體

JPM515494.0-1.2

試驗(yàn)結(jié)論：用稱(chēng)量法制備批量氣瓶混合氣體一致性良好，制備相對(duì)偏差和理論制備允差

均滿(mǎn)足制備允差要求，制備結(jié)果滿(mǎn)足要求。

驗(yàn)證試驗(yàn)5

試驗(yàn)廠(chǎng)家：大連大特氣體有限公司

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：稱(chēng)量法，批量制備18%氬中二氧化碳混合氣體，驗(yàn)證制備是否合格

制備詳情：批量制備6瓶，稱(chēng)量瓶為8L，其余為40L，對(duì)每瓶逐一進(jìn)行測(cè)定

制備允差要求：±5%

數(shù)據(jù)記錄：

制備相理論相

目標(biāo)值，制備值，測(cè)定值，

混合氣體名稱(chēng)樣品編號(hào)對(duì)偏對(duì)偏

10-6mol/mol10-6mol/mol10-6mol/mol

差，%差，%

15622043206718.040.22

06221030529318.231.28

12922151814017.94-0.33

氬中二氧化碳混合氣體18.0018.040.22

12922151807718.522.89

12922151808918.000.00

12922151813018.563.11

試驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)稱(chēng)量瓶體積和樣品瓶體積不同時(shí)，制備批量氣瓶混合氣體一致性仍很好，

可用稱(chēng)量瓶中組分含量表示同批次制備的其它混合氣體種組分含量，制備相對(duì)偏差和理論制

備允差均滿(mǎn)足制備允差要求，制備結(jié)果滿(mǎn)足要求。

驗(yàn)證試驗(yàn)6

試驗(yàn)廠(chǎng)家：大連大特氣體有限公司

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：稱(chēng)量法，批量制備18%氬中二氧化碳混合氣體，驗(yàn)證制備是否合格

制備詳情：批量制備6瓶，稱(chēng)量瓶為2L，其余為8L，對(duì)每瓶逐一進(jìn)行測(cè)定

制備允差要求：±5%

數(shù)據(jù)記錄：

制備理論

目標(biāo)值，制備值，測(cè)定值，相對(duì)相對(duì)

混合氣體名稱(chēng)樣品編號(hào)

10-6mol/mol10-6mol/mol10-6mol/mol偏偏

差，%差，%

15622031806618.120.67

15622030407617.87-0.72

15622030417717.74-1.4

氬中二氧化碳混合氣體18.0018.120.67

15622030505117.81-1.1

15622039022117.49-2.8

15622033911117.56-2.4

試驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)稱(chēng)量瓶體積和樣品瓶體積不同時(shí)，制備批量氣瓶混合氣體一致性仍很好，

可用稱(chēng)量瓶中組分含量表示同批次制備的其它混合氣體種組分含量，制備相對(duì)偏差和理論制

備允差均滿(mǎn)足制備允差要求，制備結(jié)果滿(mǎn)足要求。

驗(yàn)證試驗(yàn)7

試驗(yàn)廠(chǎng)家：杭州新世紀(jì)混合氣體有限公司

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：稱(chēng)量法，批量制備8%的二氧化碳、40%氬氣和52%氮?dú)獾幕旌蠚怏w，驗(yàn)證制備

是否合格

制備詳情：批量制備6瓶體積為80L的混合氣體，對(duì)每瓶逐一進(jìn)行測(cè)定

制備允差要求：±10%

數(shù)據(jù)記錄：

制備相理論相

目標(biāo)值，制備值，測(cè)定值，

混合氣體名稱(chēng)樣品編號(hào)對(duì)偏對(duì)偏

10-2mol/mol10-2mol/mol10-2mol/mol

差，%差，%

CO28.008.28.22.500

1Ar40.040.038.6-3.500

N252.052.053.22.310

CO28.008.008.11.250

2Ar40.040.038.5-3.750

N252.052.053.42.690

CO28.008.008.00.000

3Ar40.040.038.7-3.250

氮中二氧化

N252.052.053.32.500

碳、氬氣混合

CO28.008.008.11.250

氣體

4Ar40.040.038.8-3.000

N252.052.053.12.120

CO28.008.008.22.500

5Ar40.040.039.1-2.250

N252.052.052.71.350

CO28.008.008.11.250

6Ar40.040.038.8-3.000

N252.052.053.12.120

試驗(yàn)結(jié)論：用稱(chēng)量法制備兩個(gè)以上組分的批量氣瓶混合氣體一致性良好，制備相對(duì)偏差

和理論制備允差均滿(mǎn)足制備允差要求，制備結(jié)果滿(mǎn)足要求。

附件3標(biāo)準(zhǔn)附錄A制備的混合氣體壓縮因子計(jì)算過(guò)程

查閱相關(guān)資料得到各組分的臨界壓力Pr，臨界溫度Tr，臨界壓縮因子Zc見(jiàn)表1-1

表1各組分的臨界壓力，臨界溫度，臨界壓縮因子

參數(shù)

項(xiàng)目

二氧化碳?xì)鍤?/p>

組分的臨界溫度Tr/K304.25150.8

組分的臨界壓力Pr/MPa7.384.86

臨界壓縮系數(shù)Zc0.2740.291

根據(jù)凱式規(guī)則計(jì)算校準(zhǔn)氣的臨界參數(shù)，計(jì)算過(guò)程及結(jié)果如下：

Tcm0.18304.250.82150.8178.421K

Pcm0.187.380.824.865.3136MPa

Zcm0.180.2740.820.2910.29

由此臨界參數(shù)計(jì)算對(duì)比參數(shù)：

T

Trm

Tcm

P

Prm

Pcm

計(jì)算過(guò)程及結(jié)果如下：

273.1520

T1.64K

rm178.421

10

P1.882MPa

rm5.3136

由于Prm的值并未完全落在Lyderson表中，且對(duì)于Prm=1.882MPa時(shí)只有Zc=0.27的數(shù)據(jù)，

沒(méi)有Zc=0.29的數(shù)據(jù)。在GB/T38523《混合氣體的制備壓力法》附錄B的實(shí)例中，對(duì)于在

Lyderson表中沒(méi)有Zc=0.29的數(shù)據(jù)時(shí)，采用了Zc=0.27的數(shù)據(jù)。同時(shí)，根據(jù)所查資料顯示，各

種氣體臨界壓縮因子的數(shù)值大致在0.23~0.31的范圍內(nèi)，而60%的烴類(lèi)氣體的Zc在0.27左右，

故最常見(jiàn)的通用壓縮因子圖為Zc=0.27的線(xiàn)圖。該Lyderson表也常用于Zc≠0.27的氣體的近似

計(jì)算，因此選用Lyderson表中Zc=0.27，Trm=1.64K和Prm=1.882MPa附近的兩個(gè)值Trm=1.60K與

Trm=1.70K、Prm=1.80MPa與Prm=1.90MPa及其對(duì)應(yīng)的Zm值做線(xiàn)性曲線(xiàn)。得到當(dāng)Trm=1.64K時(shí)，

以Prm為橫坐標(biāo)，Zm為縱坐標(biāo)的線(xiàn)性曲線(xiàn)從而確定Zm的值。

表2Lyderson表部分?jǐn)?shù)據(jù)（Zc=0.29）

Prm，MPaTrm，KZm

1.600.904

1.80

1.700.929

1.600.896

1.90

1.700.922

（1）首先，求得當(dāng)Prm=1.80MPa時(shí)，Trm與Zm的線(xiàn)性關(guān)系，如圖所示。

圖1當(dāng)Prm=1.80MPa時(shí)，Trm與Zm的線(xiàn)性關(guān)系

得到，當(dāng)Prm=1.80MPa，Trm=1.64K時(shí)Zm=0.914。

（2）然后，求得當(dāng)Prm=1.90MPa，Trm與Zm的線(xiàn)性關(guān)系，如圖所示。

圖2當(dāng)Prm=1.90MPa，Trm與Zm的線(xiàn)性關(guān)系

得到，當(dāng)Prm=1.90MPa，Trm=1.64K時(shí)Zm=0.9064。

（3）綜上所述，得到當(dāng)Trm=1.64K時(shí)Prm與Zm的數(shù)據(jù)如下表.

Zm

Trm=1.64KPrm=1.80MPa0.914

Prm=1.90MPa0.9064

以Prm為橫坐標(biāo)，Zm為縱坐標(biāo)的線(xiàn)性曲線(xiàn)如下。

圖3當(dāng)Trm=1.64K時(shí)Prm與Zm的線(xiàn)性關(guān)系

將Prm=1.882MPa代入所得線(xiàn)性方程中，得到當(dāng)Trm=1.64K、Prm=1.882MPa時(shí)Zm=0.907768。

《混合氣體的制備稱(chēng)量法》

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿

編制說(shuō)明

標(biāo)準(zhǔn)起草工作組

2023年3月

一、工作簡(jiǎn)況

1.1任務(wù)來(lái)源

混合氣體種類(lèi)繁多，其應(yīng)用區(qū)域廣、范圍大、用量多，廣泛應(yīng)用于焊接、食品加工和保

鮮、激光、衛(wèi)生、環(huán)保、醫(yī)療、生物研究、電光源、化工、國(guó)防、光纖、半導(dǎo)體、電子等眾

多領(lǐng)域。作為這些領(lǐng)域正常運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的輔助氣體，混合氣體起到舉重輕重的重要作用，

是現(xiàn)代工業(yè)、科技發(fā)展必不可少的媒介。

隨著現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)步，新興技術(shù)層出不窮，現(xiàn)代工業(yè)（如金屬加工行業(yè)、汽車(chē)制造行業(yè)、

LED行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、激光技術(shù)以及農(nóng)產(chǎn)品保鮮技術(shù)）高速發(fā)展，對(duì)混合氣體的需求量越

來(lái)越大、種類(lèi)需求越來(lái)越多、質(zhì)量也有了更高的要求，推動(dòng)混合氣體制造業(yè)的發(fā)展，是關(guān)乎

國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和民生保障的重要課題。

標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和社會(huì)發(fā)展的技術(shù)支撐，是基礎(chǔ)性制度。為積極響應(yīng)國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于

印發(fā)《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》的通知（國(guó)辦發(fā)〔2015〕89號(hào)）的

要求，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)20214532-T-606制定本標(biāo)準(zhǔn)。

1.2制定背景

關(guān)于混合氣體的制備，全國(guó)氣體標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)混合氣分會(huì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)混合氣分會(huì)）

已經(jīng)制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T38523-2020《混合氣的制備壓力法》，稱(chēng)量法也是混合氣體尤其是

高端混合氣體制備常用標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的制定，滿(mǎn)足“引領(lǐng)需求”的基本原則，屬于“工業(yè)

領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系”的重點(diǎn)領(lǐng)域，將會(huì)規(guī)范、指導(dǎo)混合氣體的生產(chǎn)過(guò)程，對(duì)混合氣體的生產(chǎn)

安全以及質(zhì)量保證有重要意義，因此急需進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)制定工作。

1.3起草過(guò)程

1.3.1起草階段

2021年12月，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)下達(dá)了“2021年第四批推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相

關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版的通知”（發(fā)文部門(mén)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)，文號(hào)：國(guó)標(biāo)委發(fā)[2021]41號(hào)），

《混合氣的制備稱(chēng)量法》正式立項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)由混合氣分會(huì)歸口，計(jì)劃編號(hào)為20214532-T-606。

任務(wù)下達(dá)之后，為保證項(xiàng)目順利實(shí)施，2022年2月，混合氣分會(huì)組織大連大特氣體有

限公司、西南化工研究設(shè)計(jì)院有限公司、杭州新世紀(jì)混合氣體有限公司、佛山梅塞爾氣體有

限公司、北京氦普北分氣體工業(yè)有限公司等相關(guān)單位組成標(biāo)準(zhǔn)起草小組，做了大量的前期調(diào)

研及草案起草工作。

標(biāo)準(zhǔn)起草小組查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)國(guó)內(nèi)稱(chēng)量法制備混合氣體的生產(chǎn)廠(chǎng)家、制備方法

細(xì)節(jié)等進(jìn)行調(diào)研，于2022年8月形成工作組討論稿，提交2022年8月25日至27日在杭州

舉行的全國(guó)氣體標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)混合氣體分技術(shù)委員會(huì)和全國(guó)氣瓶標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)氣

瓶充裝分技術(shù)委員會(huì)2022年聯(lián)合會(huì)討論。在此次討論會(huì)上，專(zhuān)家們就整個(gè)討論稿進(jìn)行了認(rèn)

真的討論。提出了如下的意見(jiàn)：

（1）調(diào)整了標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)：制備流程改為單獨(dú)一章，即第5章；將制備前準(zhǔn)備相關(guān)的內(nèi)容，

即“制備的可行性分析”、“充裝系統(tǒng)的準(zhǔn)備”、“包裝容器的準(zhǔn)備”、“原料氣的準(zhǔn)備”

和“充裝量的計(jì)算”放至第6章；增加了第8章理論相對(duì)偏差的計(jì)算的內(nèi)容。

（2）增加電子氣制備相關(guān)內(nèi)容；

（3）將范圍中的“工業(yè)混合氣體的制備”改為“混合氣體的制備”；

（4）標(biāo)準(zhǔn)討論稿中的合格證、包裝儲(chǔ)運(yùn)等內(nèi)容屬于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)需要包括的內(nèi)容，不屬于

本標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，應(yīng)刪除。

（5）文中“集束裝”改為“氣瓶集束裝置”，相應(yīng)的，文中“逐束”改為“逐格”：“集束裝”

表達(dá)不清楚。一般有集束裝置（cylinderbundle俗稱(chēng)集裝格）應(yīng)當(dāng)表達(dá)為氣瓶集束裝置，如

果是氣瓶集裝籃（cylinderpallet）應(yīng)修改為集裝籃，對(duì)于本標(biāo)準(zhǔn)，集裝籃與氣瓶裝混合氣體

的制備相同，因此標(biāo)準(zhǔn)中的集束裝改為氣瓶集束裝置。

（6）標(biāo)準(zhǔn)3.2中的“電子天平”改為“稱(chēng)量設(shè)備”，適用于描述電子天平、工業(yè)天平、機(jī)械

天平等?！皹?gòu)建”定義太大，改為“構(gòu)成”。將生產(chǎn)混合氣體的整個(gè)過(guò)程定義為“制備”，具體

將氣體充入容器的過(guò)程定義為“充裝”，因此，將全文中的制備系統(tǒng)（比如3.2）改為“充

裝系統(tǒng)”；

（7）全文“物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)”改為“摩爾分?jǐn)?shù)”，后者更常用。

（8）文中“參考瓶”改為“稱(chēng)量瓶”，以避免和稱(chēng)量法的“參比氣瓶”相混淆。

（9）標(biāo)準(zhǔn)5.6，增加對(duì)稱(chēng)量設(shè)備進(jìn)行復(fù)核的要求。

（10）范圍中瓶裝混合氣體的批量制備中的“批量”刪除，因?yàn)榧b籃子也可按瓶裝混合

氣體制備，有時(shí)只需要制備一瓶。刪掉“集裝格”，因?yàn)椤皻馄考b置”是已有術(shù)語(yǔ)，已有對(duì)

應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，不需要對(duì)其進(jìn)行解釋?zhuān)瑫r(shí)文中所有的“集裝格”替換為“氣瓶集束裝置”。

（11）規(guī)范性引用文件中補(bǔ)充了“GB/T32528”（正文5.3中有規(guī)范性引用）。

（12）第4章標(biāo)題“方法概述”改為“制備方法”，同時(shí)，將制備過(guò)程相關(guān)的描述放到制備

一章，精簡(jiǎn)調(diào)整第4章的內(nèi)容如下，另外，稱(chēng)量瓶也可以是一個(gè)氣瓶集束裝置，補(bǔ)充該內(nèi)容，

最后，有時(shí)可以只制備一瓶或一個(gè)氣瓶集束裝置的氣體，因此，“稱(chēng)量瓶中充裝的各組分的

摩爾分?jǐn)?shù)，即為同批次制備的其余混合氣體組分的摩爾分?jǐn)?shù)”中的“其余”改為“所有”。

（13）附錄B中給出的實(shí)例不是常用混合氣體制備的實(shí)例，對(duì)稱(chēng)量法制備混合氣體重

新安排驗(yàn)證試驗(yàn)，并對(duì)附錄B進(jìn)行更新。

（14）3.1：“一次充裝過(guò)程制備的所有瓶裝混合氣體、氣瓶集束裝置包裝的混合氣體定

義為一批?！备臑椤啊耙淮纬溲b過(guò)程制備的所有氣體為一批。”；

（15）全文“制備系統(tǒng)”改為“充裝系統(tǒng)”；

（16）“主要由氣體控制閥門(mén)、輸送管線(xiàn)、密封件、壓力測(cè)量設(shè)備、稱(chēng)量衡器和真空泵

構(gòu)成的氣體充裝設(shè)備”改為“由氣體控制閥門(mén)、輸送管線(xiàn)、密封件、壓力測(cè)量設(shè)備、稱(chēng)量衡器

和真空泵構(gòu)成的氣體充裝設(shè)備”；

（17）增加了3.5，稱(chēng)量瓶的定義，第4章中相應(yīng)描述刪除；刪除了“制備系統(tǒng)的初次

驗(yàn)證”的定義。

（18）第4章第一段，增加“待充入組分后氣瓶的溫度、壓力達(dá)到穩(wěn)定后”，限制可進(jìn)行

稱(chēng)量的條件。

（19）第4章，推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)附錄A，刪除，放編制說(shuō)明，刪除“當(dāng)其滿(mǎn)足5.4的要求時(shí)，

xi,j的值可取1”。

（20）全文“單位為百分比（%）”刪除。第4章最后一段，“摩爾分?jǐn)?shù)與其它含量之間

的換算關(guān)系參考GB/T40870進(jìn)行”刪除，因?yàn)榛旌蠚怏w常用單位為摩爾分?jǐn)?shù)。

（21）第4章，刪除了制備方法中關(guān)于公式（1）推導(dǎo)的附錄（草案中附錄A），增加

了混合氣體平均摩爾分?jǐn)?shù)的計(jì)算公式；

（22）5.2.4.4“混合氣體壓縮