غاز المعايرة

غاز المعايرة هو غاز أو خليط غازي ذو تركيب معروف يُستخدم كمعيار مرجعي لمعايرة أو ضبط أو التحقق من أجهزة قياس الغاز. ^{[ 1 ]} تشمل هذه الأجهزة كاشفات الغاز ، ومحللات الغاز، وأجهزة كروماتوغرافيا الغاز ، وأجهزة مراقبة جودة الهواء، وأنظمة مراقبة الانبعاثات المستمرة . ^{[ 2 ]}

تُستخدم غازات المعايرة لتحديد أو التحقق من العلاقة بين استجابة الجهاز وتركيز معروف لمادة كيميائية واحدة أو أكثر. قد تستخدم عملية المعايرة غازًا لا يحتوي على المادة المراد تحليلها، ويُسمى عادةً "غاز الصفر"، وغازًا واحدًا أو أكثر يحتوي على تراكيز معروفة من المادة المراد تحليلها، ويُسمى عادةً "غازات النطاق". ^{[ 3 ]}

يمكن تحضير مخاليط غازات المعايرة بطرق ثابتة أو ديناميكية. في التحضير الثابت، تُضاف المكونات إلى وعاء، عادةً ما يكون أسطوانة غاز مضغوط، بكميات محددة. ومن الطرق الثابتة الشائعة التحضير الوزني ، حيث تُقاس كتل المكونات المضافة إلى الأسطوانة وتُستخدم لحساب نسبها في الخليط. ^{[ 4 ]}

تُنتج طرق التحضير الديناميكية مزيج معايرة بشكل مستمر من خلال دمج تدفقات مُتحكَّم بها من الغازات أو الأبخرة. يمكن استخدام هذه الطرق عندما يكون المزيج غير مستقر أثناء التخزين، أو عندما تكون هناك حاجة إلى عدة تراكيز من نفس مصدر الغازات، أو عندما يكون التوليد في الموقع أكثر عملية من تخزين أسطوانات مُجهزة مسبقًا. ^{[ 5 ]}

لإجراء القياسات الكمية، يُرفق عادةً غاز المعايرة بشهادة توضح تركيبه، ونسبة عدم اليقين فيه، وغاز الموازنة، ومعلومات تعريف الأسطوانة، وفترة صلاحيته أو تاريخ انتهاء صلاحيته، ومعلومات التتبع. وتحدد المواصفة القياسية الدولية ISO 6141 متطلبات شهادات مخاليط الغازات المتجانسة في الأسطوانات المستخدمة كمخاليط غازات معايرة. ^{[ 6 ]}

تعني إمكانية التتبع المترولوجية إمكانية ربط القيمة المحددة بمرجع معترف به من خلال سلسلة موثقة من المعايرات أو المقارنات، حيث يساهم كل منها في عدم اليقين المحدد للقياس. ^{[ 7 ]} في الولايات المتحدة، يوفر المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا مواد مرجعية قياسية لخليط الغازات ، ويدير برامج للمواد المرجعية القابلة للتتبع التابعة له. يصف المعهد برامجه الخاصة بخليط الغازات (SRM، NTRM، وبروتوكول وكالة حماية البيئة) بأنها آليات لإنتاج معايير غازات المعايرة ذات إمكانية تتبع محددة. ^{[ 8 ]}

تُطبّق وكالة حماية البيئة الأمريكية بروتوكولًا لتتبع معايير معايرة الغازات واعتمادها. يُستخدم هذا البروتوكول لاعتماد غازات المعايرة لأجهزة مراقبة جودة الهواء المحيط وأجهزة مراقبة الانبعاثات المستمرة، ويحدد طرقًا لإثبات إمكانية تتبعها إلى المعايير المرجعية للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST). ^{[ 9 ]}

قد تختلف القيمة المعتمدة لغاز المعايرة عن تركيزه الاسمي. ولذلك، تُفرّق الشهادات عادةً بين التركيز المطلوب أو الاسمي، والتركيز المُحدد أو المعتمد، وعدم اليقين المرتبط بالقيمة المُحددة. ^{[ 10 ]} وتُستخدم القيمة المعتمدة، وليس القيمة الاسمية، عادةً في سجلات المعايرة.

قد يتغير تركيب غاز المعايرة بمرور الوقت نتيجةً للتفاعلات الكيميائية، أو الامتزاز على جدران الأسطوانة أو منظمات الضغط، أو التسرب، أو التلوث، أو عدم استقرار المكونات المتفاعلة. ويعتمد الاستقرار على عوامل مثل المادة المراد تحليلها، وتركيزها، وغاز الموازنة، ومادة الأسطوانة، والضغط، ومحتوى الرطوبة، وظروف التخزين. وقد تتطلب الغازات المتفاعلة، مثل الأمونيا، وكبريتيد الهيدروجين ، وثاني أكسيد الكبريت ، وثاني أكسيد النيتروجين ، والكلور، وبعض المركبات العضوية المتطايرة، أسطوانات معالجة خصيصًا، أو فترات اعتماد أقصر، أو توليدًا ديناميكيًا بدلًا من التخزين طويل الأمد. ^{[ 11 ]}

تُستخدم غازات المعايرة في الرصد البيئي، ورصد الانبعاثات الصناعية، والسلامة المهنية، والتحكم في العمليات، والتحليل المختبري، وتحليل غازات الوقود، والفحوصات الطبية، والفحوصات الجنائية. ^{[ 12 ]} في برامج السلامة المهنية، يُستخدم غاز المعايرة للمعايرة الكاملة والاختبار الوظيفي لأجهزة مراقبة الغاز المحمولة ذات القراءة المباشرة. يُعرّض الاختبار الوظيفي، الذي يُطلق عليه غالبًا "اختبار الصدمة"، الجهاز لغاز اختبار للتأكد من وصول الغاز إلى المستشعر وأن أجهزة الإنذار تعمل، ولكنه لا يقيس دقة الجهاز بحد ذاته. ^{[ 13 ]}

تُخزَّن غازات المعايرة عادةً على شكل غازات مضغوطة، وقد تكون سامة، أو قابلة للاشتعال، أو مؤكسدة، أو أكالة، أو خانقة. يتطلب الاستخدام الآمن منظمات ضغط، وأنابيب، وأجهزة تحكم في التدفق متوافقة، وتهوية، وإجراءات مناولة مناسبة للمزيج. تُحدد صحيفة بيانات السلامة والشهادة المرفقة مع الغاز التركيب، والمخاطر، وشروط التخزين، ومعلومات الشهادة أو تاريخ انتهاء الصلاحية. ^{[ 14 ]}

• الكيمياء التحليلية
• معايرة
• كروماتوغرافيا الغاز
• كاشف الغاز
• إمكانية التتبع القياسي
• المواد المرجعية
• المواد المرجعية القياسية