在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療健康等諸多領(lǐng)域，氣體檢測發(fā)揮著作用。無論是監(jiān)測工業(yè)廢氣排放以保護(hù)環(huán)境，還是檢測醫(yī)療設(shè)備中的氣體濃度以保障患者安全，準(zhǔn)確的氣體檢測結(jié)果都是決策和操作的重要依據(jù)。而氣體校準(zhǔn)，作為確保氣體檢測準(zhǔn)確性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其重要性不言而喻。?
 

　　氣體校準(zhǔn)，簡而言之，就是使用已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體對氣體檢測儀器進(jìn)行調(diào)整和校驗(yàn)，使儀器的測量結(jié)果與實(shí)際氣體濃度高度匹配。這一過程類似于給一把尺子重新刻度，確保它能準(zhǔn)確測量長度。對于氣體檢測儀器而言，校準(zhǔn)能校正儀器在使用過程中因各種因素產(chǎn)生的偏差，如傳感器老化、環(huán)境溫度和濕度變化、電路漂移等，從而保證儀器輸出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。?
 

　　從原理上看，氣體校準(zhǔn)主要基于標(biāo)準(zhǔn)氣體的特性。標(biāo)準(zhǔn)氣體是一種或多種已知準(zhǔn)確濃度的氣體混合物，其濃度值經(jīng)過嚴(yán)格的計量認(rèn)證，具有高度的準(zhǔn)確性和可溯源性。在校準(zhǔn)過程中，將標(biāo)準(zhǔn)氣體通入待校準(zhǔn)的氣體檢測儀器，儀器對標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行檢測并輸出測量值。通過對比儀器測量值與標(biāo)準(zhǔn)氣體的已知濃度，就可以確定儀器的測量偏差。如果偏差超出允許范圍，就需要對儀器進(jìn)行調(diào)整，直至儀器測量值與標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度相符，從而完成校準(zhǔn)過程。?
 

　　不同類型的氣體檢測儀器，其校準(zhǔn)方法存在一定差異。常見的氣體檢測儀器如熱導(dǎo)式氣體分析儀、紅外式氣體分析儀、電化學(xué)氣體傳感器等，各自有其適用的校準(zhǔn)流程。?
 

　　以熱導(dǎo)式氣體分析儀為例，校準(zhǔn)前需先對儀器進(jìn)行 30 - 60 分鐘的預(yù)熱，確保電路穩(wěn)定，同時檢查氣路密封性，防止外界空氣滲入影響零點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)氣體方面，零點(diǎn)氣通常選用高純氮?dú)?99.999%)或不含待測組分的底氣，跨度氣則根據(jù)待測氣體濃度配置梯度標(biāo)準(zhǔn)氣，比如測量一氧化碳時，跨度氣濃度一般為滿量程的 50% - 80%。校準(zhǔn)流程包括通入零點(diǎn)氣調(diào)節(jié)儀器零點(diǎn)旋鈕，使顯示值≤滿量程的 1%；切換跨度氣后，調(diào)節(jié)跨度旋鈕讓讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)值一致，誤差需控制在≤±1% FS；最后通入低、中、高濃度標(biāo)準(zhǔn)氣，繪制校準(zhǔn)曲線，要求線性相關(guān)系數(shù) R²≥0.999。在這個過程中，要注意避免校準(zhǔn)氣體中含有腐蝕性組分，同時將環(huán)境溫度波動控制在 ±5℃內(nèi)，以防止熱敏元件損壞和熱導(dǎo)率變化引入誤差。?
 

　　紅外式氣體分析儀校準(zhǔn)前，需預(yù)熱儀器 2 小時，使紅外光源穩(wěn)定，并使用高純氮?dú)獯祾邭馐?10 分鐘以清除污染物。零點(diǎn)氣要求高純氮?dú)庵胁缓郎y組分，如測量一氧化碳時，氮?dú)庵械囊谎趸己啃?le;1ppm；跨度氣則為含單一或多組分的標(biāo)準(zhǔn)氣，濃度覆蓋量程的 30% - 90%。校準(zhǔn)方式有單點(diǎn)校準(zhǔn)和多點(diǎn)校準(zhǔn)，單點(diǎn)校準(zhǔn)只需通入跨度氣調(diào)節(jié)增益使讀數(shù)吻合，高精度需求時則需用 0%、20%、50%、100% 量程標(biāo)準(zhǔn)氣建立四階多項(xiàng)式擬合曲線。若待測氣體存在交叉干擾組分，如二氧化碳對一氧化碳檢測的干擾，還需用含干擾氣的標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)行修正。此外，校準(zhǔn)氣體壓力要與實(shí)際工況一致(通常 0.1 - 0.3MPa)，壓力波動會改變光程吸收效率，且需定期(每季度一次)清潔紅外光源窗口，防止灰塵影響光強(qiáng)。?
 

　　電化學(xué)氣體傳感器校準(zhǔn)前，傳感器需活化 24 小時，通入目標(biāo)氣體至信號穩(wěn)定，同時檢查電解液是否干涸，液膜式傳感器若干涸需補(bǔ)充電解液。標(biāo)準(zhǔn)氣體選擇上，零點(diǎn)氣一般為高純氮?dú)饣驖崈艨諝?測氧氣時零點(diǎn)氣為氮?dú)?，跨度氣為低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣，例如測量硫化氫時，跨度氣濃度為量程的 60%，避免高濃度導(dǎo)致傳感器中毒。校準(zhǔn)流程為通入零點(diǎn)氣 10 分鐘，調(diào)節(jié)零點(diǎn)使顯示值≤量程的 2%；然后以 200mL/min 流量通入跨度氣，待信號穩(wěn)定后調(diào)節(jié)斜率，響應(yīng)時間需≤90 秒；若傳感器使用超過 3 個月，還需用中間濃度氣(如量程的 30%)驗(yàn)證漂移量，允許誤差≤±3%。值得注意的是，校準(zhǔn)環(huán)境濕度應(yīng)控制在 40% - 70% RH，高濕度會稀釋電解液，且含硫氣體傳感器校準(zhǔn)后需用氮?dú)獯祾?30 分鐘，防止電極硫化。?
 

　　氣體校準(zhǔn)在各個領(lǐng)域都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，準(zhǔn)確的氣體校準(zhǔn)能保證空氣質(zhì)量監(jiān)測儀器精準(zhǔn)測量大氣中的污染物濃度，如二氧化硫、氮氧化物、顆粒物等，為環(huán)境管理部門制定科學(xué)有效的環(huán)保政策提供可靠數(shù)據(jù)支持。在工業(yè)安全領(lǐng)域，氣體校準(zhǔn)確保了可燃?xì)怏w、有毒氣體檢測儀器的準(zhǔn)確性，能及時發(fā)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程中的氣體泄漏，預(yù)防爆炸、中毒等重大安全事故的發(fā)生，保障工人的生命安全和企業(yè)的正常生產(chǎn)運(yùn)營。在醫(yī)療領(lǐng)域，氣體校準(zhǔn)保證了呼吸機(jī)、麻醉機(jī)等設(shè)備中氣體濃度的精確控制，為患者提供安全、有效的呼吸支持和麻醉服務(wù)，直接關(guān)系到醫(yī)療質(zhì)量和患者的生命健康。?
 

　　為了確保氣體校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和可靠性，需要嚴(yán)格遵循相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。國際上，ISO 標(biāo)準(zhǔn)為氣體標(biāo)定提供了統(tǒng)一的規(guī)范，保障了全球范圍內(nèi)氣體測量的一致性。美國環(huán)保署(EPA)和職業(yè)安全健康管理局(OSHA)也制定了嚴(yán)格的氣體標(biāo)定規(guī)范，以保護(hù)環(huán)境和工人健康。在中國，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布了一系列氣體標(biāo)定國家標(biāo)準(zhǔn)，如 GB/T 12350 - 2009 等，規(guī)范了國內(nèi)氣體標(biāo)定流程。在實(shí)際操作中，要選擇符合國家或國際標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)定氣體，確保其純度和穩(wěn)定性；嚴(yán)格按照設(shè)備制造商或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的操作規(guī)程進(jìn)行標(biāo)定，詳細(xì)記錄標(biāo)定過程中的所有數(shù)據(jù)和條件，并按照規(guī)范要求編制報告，以便追溯和審核。同時，要定期對氣體檢測儀器進(jìn)行校準(zhǔn)檢查，一般根據(jù)儀器的使用頻率和精度要求，確定校準(zhǔn)周期，常見的校準(zhǔn)周期從幾個月到一年不等。對于使用頻繁或?qū)y量精度要求高的儀器，可能需要縮短校準(zhǔn)周期，以確保儀器始終處于最佳工作狀態(tài)。?
 

　　氣體校準(zhǔn)是保障氣體檢測準(zhǔn)確性的核心環(huán)節(jié)，對于各個依賴氣體檢測的領(lǐng)域都具有不可替代的重要意義。隨著科技的不斷進(jìn)步和各行業(yè)對氣體檢測精度要求的日益提高，氣體校準(zhǔn)技術(shù)也將持續(xù)發(fā)展和完善，為社會的安全、穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展提供更加堅(jiān)實(shí)的保障。?