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如何校准氢分析仪以确保测量结果的准确性?

更新时间:2025-08-25      点击次数:17
校准氢分析仪是确保其测量结果准确性的核心环节,需结合仪器类型(如热导式、电化学式、气相色谱法等)和应用场景(如工业流程、实验室分析等)选择合适的方法。以下是通用且关键的校准步骤、常见问题及解决办法,帮助系统完成校准工作:
 
一、校准前的准备工作
 
校准前的规范准备是避免误差的基础,需重点关注以下方面:
 
仪器与环境检查
 
确认仪器处于正常工作状态:开机预热(按说明书要求,通常30分钟~2小时),检查电源、气路连接是否牢固,无泄漏(可用肥皂水涂抹接口,观察是否冒泡)。
 
环境条件控制:温度(一般15~35℃,避免剧烈波动)、湿度(≤85%RH)需符合仪器要求,远离强电磁干扰(如大型电机、变频器)和腐蚀性气体。
 
校准用标准气体的选择
 
标准气体需符合“量值溯源”要求:由具备资质的机构出具,证书在有效期内,浓度标注清晰(如氢气纯度99.999%、混合气体中H₂浓度5.00%±0.02%)。
 
浓度范围匹配:校准点应覆盖仪器常用测量范围(如测量0~100%H₂的仪器,可选择0%、20%、50%、80%、100%的标准气;微量氢分析仪则需选择低浓度标气,如10ppm、50ppm)。
 
保存与使用:标气需直立存放,避免阳光直射,使用前缓慢开启阀门(防止压力骤变导致组分吸附),排放管线内残留气体(约3~5分钟),确保通入仪器的气体为标气真实浓度。
 
辅助工具与记录准备
 
准备高精度流量控制器(控制标气通入流量,通常0.5~2L/min,与仪器工作流量一致)、压力表、计时器,以及校准记录表(需包含校准日期、仪器型号、标气信息、测量值、偏差等)。
 
二、校准的核心步骤(以常见“热导式氢分析仪”为例)
 
1.零点校准(针对“痕量氢分析仪”或需消除背景误差的场景)
 
适用情况:当测量低浓度氢气(如ppm级)时,需用“零气”(不含氢气的气体,如高纯氮气、氩气,纯度≥99.999%)校准零点,避免背景干扰。
 
操作步骤:
 
将零气通过气路连接至仪器进气口,调节流量至仪器规定值(如1L/min),稳定通入10~15分钟(确保仪器读数稳定)。
 
观察仪器显示值,若显示不为“0”,进入仪器“校准菜单”,选择“零点校准”功能,将当前显示值设为“0”(部分仪器需手动记录后计算偏差,手动修正)。
 
2.量程校准(关键步骤,确保浓度测量准确性)
 
操作步骤(以“多点校准”为例,更优于单点校准):
 
按浓度从低到高的顺序,依次通入选定的标准气体(避免高浓度气体残留影响低浓度测量)。
 
每通入一种标气后,保持流量稳定,等待仪器读数稳定(通常5~10分钟,直至30秒内读数波动≤仪器精度要求,如±0.1%FS),记录仪器显示值(设为“测量值A”)和标气实际浓度(设为“标准值B”)。
 
完成所有校准点测量后,计算“偏差”:偏差=(测量值A-标准值B)/标准值B×100%。若偏差≤仪器允许误差(如±1%FS),则校准合格;若超差,需进行“量程修正”。
 
量程修正:进入仪器校准菜单,选择“量程校准”,输入各标气的标准值B,仪器自动拟合校准曲线(部分老式仪器需手动调整电位器,使显示值与标准值一致);修正后需重新通入标气验证,确保偏差符合要求。
 
3.重复性与稳定性验证
 
校准后需验证仪器重复性:对同一标气(如中间浓度点)重复测量3~5次,计算相对标准偏差(RSD),若RSD≤2%(根据仪器精度调整),说明仪器稳定性良好;若重复性差,需排查气路是否泄漏、传感器是否老化(如热导池灯丝污染、电化学传感器失效)。
 
三、校准后的数据处理与记录
 
校准结果判定:若所有校准点的偏差均在仪器技术指标范围内(如仪器精度为±0.2%FS,则偏差需≤±0.2%),判定校准合格;否则需重新检查标气、仪器状态,再次校准。
 
记录与标识:完整填写校准记录表,包括校准人、复核人、偏差数据、是否合格等;在仪器上粘贴“校准合格”标识,注明校准日期和下次校准日期(通常建议每3~6个月校准一次,频繁使用或关键场景可每月校准)。
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