ICS 71.100.20 GB CCS G 86 中华人民共和国国家标准 GB/T 45133—2025 气体分析 混合气体组成的测定 基于单点和两点校准的比较法 Gas analysisThe determination of the composition of gas mixtures- Comparison methods based on one-and two-point calibration (ISO 12963:2017,Gas analysisComparison methods for the determination of the composition of gas mixtures based on one-and two-point calibration,MOD) 2025-01-24发布 2025-08-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T45133—2025 气体分析混合气体组成的测定 基于单点和两点校准的比较法 1范围 本文件规定了使用最少数目的校准用混合气体进行校准时，不同校准方式的具体要求和可接受 条件。 本文件描述的方法适用于下列用途： 用一个或两个校准用混合气体校准仪器； 测定气体样品的组成； 一 一一根据所用校准用混合气体组成的不确定度和测量过程引入的不确定度分量，评定气体样品组 成的不确定度。 本文件描述的方法中使用物质的摩尔分数表示组成量，其他形式的量（如质量分数、体积分数或浓 度）也适用。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于 本文件。 bration gas mixtures) ISO6143 气体分析 测定和校验校准用混合气体组成的比较法(Gas analysis—Compari- son methods for determining and checking the composition of calibration gas mixtures) ISO7504气体分析词汇(Gas analysis—Vocabulary) 注：GB/T148502020气体分析词汇(ISO7504:2015,IDT) ISO/IECGuide98-3:2008测量不确定度第3部分：测量不确定度表示指南(GUM:1995)[Un certainty of measurement-Part3:Guide to the expression of uncertainty in measurement(GUM: 1995)] 注：GB/T27418—2017测量不确定度评定和表示(ISO/IECGuide98-3:2008,MOD) ISO/IECGuide99国际计量词汇基本通用概念以及相关术语(VIM)[Intermational vocabulary of metrologyBasic and general concepts and associated terms(VIM) 3术语和定义 ISO7504、ISO/IECGuide98-3:2008和ISO/IECGuide99界定的以及下列术语和定义适用于本 文件。 GB/T 45133—2025 [3. 1 真实分析函数trueanalysisfunction/realanalysisfunction 能全面描述分析系统性能的分析函数。 3.2 常规分析函数 文regularanalysisfunction 日常气体分析中使用的、对真实分析函数进行合理近似的分析函数。 4符号 下列符号适用于本文件。 在性能评价程序中确定的最佳校准函数f(j=0,1,...,N) a; 的系数，其中N是多项式的 阶数，N3 b; 简化后的分析函数g（j=0，1）「 的参数 β; 在性能评价程序中确定的最佳分析函数g(j=0,1,...,N) 的参数，其中N是多项式的 阶数，N3 f 校准函数，y-f(x) g 分析函数，x=g(y) k 包含因子 m 重复测量的次数 N 多项式的阶数 R 适用于未知组成样品（以下简称“未知样品”）的校准用混合气体的物质的摩尔分数范围 U(q) 与q相关的扩展不确定度，U(q)=kxu(q) u(q) 与q相关的标准不确定度 u(△) 由零值误差和分析仪器非线性引入的不确定度分量 u(q) q的方差 x 摩尔分数 (x;,y:) 校准点(i=1,2,..,n),n 是其编号 yl 仪器响应值，1表示重复测量的次数 y 重复测量的仪器响应值的平均值 T 拟合度；校准点与所计算的校准或分析函数在一定范围内匹配程度的度量 △ 由零值误差和分析仪器非线性引入的偏倚 8 偏倚 8 平均偏倚 5缩略语 下列缩略语适用于本文件。 空白(样品) 6 GLS 广义最小二乘法 MPC 多点校准 Re 匹配的参考标准（校准用混合气体）的测量 校准用混合气体的下标 r ri,r2 覆盖未知样品预期组成范围的校准用混合气体 2 GB/T 45133—2025 S 未知样品 未知样品的下标 SSD 加权方差之和 SPEM 单点精确匹配校准 SPO 过原点的单点校准 TPB 含零点气的两点校准 TPC 两点校准 6原理 6.1通用要求 混合气体的组成通过分别测量每种组分的摩尔分数来确定。“分别”意味着对目标组分产生的响应 的测量独立于任何其他组分的测量。但这并不妨碍在同一仪器的运行过程中获得多个组分的多个响 应。本文件描述了测定某一种目标组分的摩尔分数的程序。在测量目标组分时应防止其他组分可能产 生的干扰或进行单独修正。本文件对这部分内容不作进一步讨论。 测定某个混合气体样品或一系列类似样品中某一种目标组分X的摩尔分数x的程序如下所示。 a）明确目标组分的分析范围R，即待测定组分的摩尔分数x的范围，以及可接受或要求（如适 用）的不确定度水平。 b) 详细说明所用的分析方法和分析系统的相关内容，包括： 1) 校准范围（需要覆盖分析范围）； 2）校准用混合气体的组成以及不确定度； 3）分析方法的参数； 4）测量条件； 5）校准的次数和流程（见8.1）。 ) 在使用基于单点和两点的分析函数时，从6.2中选择一种方式，用于在常规模式（即日常模式） 下校准和测定未知样品中组分的摩尔分数。 d) 根据响应和组分的摩尔分数的相关范围，基于分析函数确定预期结果的不确定度水平。如果 预期结果的不确定度水平可接受，则性能评价通过。 在计算常规校准模式下所得结果的测量不确定度时，需要考虑分析系统潜在的非线性引入的不确 定度分量的估计值u(△）。按照第8章和附录D，在分析系统性能评价中计算u(△)。 最好在a)～c）步骤完成后计算不确定度分量u(△)。如仪器性能未发生重大改变，在后续的所有 常规校准中均使用该不确定度分量u(△)，在9.1中给出了发生重大改变的主要原因。 e）根据第7章中给出的步骤进行校准和测量。 6.2校准方式 下列校准方式可用于测定未知样品中未知组分的摩尔分数： 单点精确匹配校准(SPEM)，直接传递所匹配的校准用混合气体的量值和不确定度； a) b) 过原点的单点校准(SPO)，通过假定过原点的线性校准函数传递量值； 使用单点和空白点的两点校准(TPB)，依据线性分析函数计算量值； d)[ 两点校准(TPC)，使用两种校准用混合气体覆盖测量范围。 注：多点校准(MPC)至少使用3个校准点。 GB/T 45133—2025 主要程序 7.1校准前准备 在进行方法确认时，应证明分析系统在正常校准周期内的稳定性满足要求。通常不建议使用不稳 定的分析系统，特别是6.2提及的SPO和TPB方式更不建议使用不稳定的分析系统。在分析系统不 够稳定时使用SPEM和TPC方式核查系统稳定性，核查方法按附录B的要求执行。 7.2操作流程 本文件所述的校准方法进行测量的基本步骤见图1。性能评价的目标、步骤和频次见第8章。 定期校准 性能评价 选择测量范围 选择校准方式 检查非线性 选择或制备 计算(△) 校准用混合气体 重复单点精确匹配 校准和两点校准 测量样品和 校准用混合气体 评估数据 报告结果 图1操作流程示意图 7.3校准和测量方式 7.3.1通则 6.2描述的校准方式包括4个基本步骤，即： 步骤A：校准仪器； 步骤B：测量样品； 步骤C：计算样品中组分的摩尔分数： 步骤D：计算组分的摩尔分数的不确定度。 在实际操作中，特别是对于SPEM和SPO，上述的步骤A和步骤B用于将校准用混合气体的组成 调整至与未知样品的组成相近。对于SPEM，校准用混合气体的组成应与未知气体组成相似（见 7.3.2)；对于SPO，样品的测得响应值应在校准用混合气体的预期响应范围附近。 对于所有校准方式，在可行的情况下，宜对所有未知气体或校准用混合气体至少进行3次重复测 量。重复测量次数宜足以确保响应具有足够的重复性。如果无法做到3次重复测量，使用者应仔细评 定样品测量结果的标准不确定度。 4 GB/T45133—2025 本文件涉及的重复测量结果的平均值按公式(C.1）计算，标准偏差按公式(C.2）计算。 7.3.2单点精确匹配校准(SPEM) 步骤A：选择一种校准用混合气体，使分析系统对该混合气体产生的响应与对未知样品产生的响应 在统计学上无显著差异。 对校准用混合气体至少进行3次重复测量，按附录C计算响应值的平均值y，及其标准不确定度u (y,)。 步骤B：对样品至少进行3次重复测量，按附录C计算响应值的平均