Wat zijn gasmengsels?

Bijzondere toepassingen zoals bijv. de kalibrering van meettoestellen, maar ook wetenschappelijke experimenten vereisen exact hierop afgestemde gassen. Dergelijke gassen kunnen zogenaamde standaardgassen, bijv. veel test- of referentiegassen, maar ook o p basis van de vereiste eigenschappen speciaal voor een toepassing ontwikkelde gassen zijn. Een gasmengsel wordt gedefinieerd door het basisgas, de toevoeging(en) en de gegevens over concentratie/stofaandeel.

Heel methodisch

Bij de productie van gasmengsels worden veel aspecten in acht genomen: de vulvolgorde en de maximale vuldruk is afhankelijk van de eigenschappen van de afzonderlijke mengselcomponenten. Daarbij moeten alle relevante regelgevingen evenals de technische voorschriften voor persgassen (TRG) in acht worden genomen. In speciale gevallen moet bovendien het BAM (Bundesanstalt für Materialprüfung, Duitsland) worden gehoord over de principiële produceerbaarheid of over de maximale vuldruk. De desbetreffende productiemethode is afhankelijke van chemisch-fysische bijzonderheden van de componenten en de vereiste mengtolerantie. Het productieverloop is onderhevig aan erkende nationale en internationale normen (ISO/DIN/EN). In de praktijk worden hoofdzakelijk twee procedures toegepast:

• Manometrische methode. Bij deze procedure wordt de samenstelling van het gasmengsel uit de afzonderlijke drukken van de componenten berekend.
• Gravimetrische methode (DIN ISO 6142). Hier worden mengselcomponenten op weegschalen met nauwkeurigheden in het milligrambereik onder hoge druk in de flessen gevuld.

De verschillende eigenschappen van de afzonderlijke toevoegingen maken een daarop aansluitende intensieve homogenisering noodzakelijk.

Vrij stabiel

De stabiliteitsgegevens voor gasmengsels baseren op langdurige observaties. Een zorgvuldige voorbehandeling van de gasflessen en het gebruik van speciaal afgestemde materialen (staal- of aluminiumlegeringen) conform DIN 11114 vormen principiële voorwaarden.

Heel analytisch

De analyse van de gasmengsels geschiedt volgens de voorschriften van de DIN ISO 6143, de resultaten worden conform DIN ISO 6141 in een analysecertificaat gedocumenteerd. Het certificaat bevat alle gegevens over productienauwkeurigheid, analysenauwkeurigheid en standaardafwijking. De vereiste nauwkeurigheid van een mengselsamenstelling wordt gedefinieerd door de soort van de toepassing. Het onderstaande overzicht geeft de bij Westfalen van toepassing zijnde indeling in kwaliteitsklassen volgens productie- en analysenauwkeurigheid weer.

Klasse	Relatieve fout
0,5	≤ ± 0,5 % relatief
1,0	≤ ± 1,0 % relatief
2,0	≤ ± 2,0 % relatief
5,0	≤ ± 5,0 % relatief
10,0	≤ ± 10,0 % relatief

Praktijkvoorbeeld

Productie- en analysenauwkeurigheid, toegelicht in een voorbeeld van een testgas. Samenstelling:

• zuurstof 14,90 vol.-%
• stikstof rest

Wens van de klant:

De zuurstofconcentratie mag niet meer dan ± 0,75 vol.-% absoluut afwijken van de voorgeschreven waarde 14,90 vol.-%. De maximaal toegestane analysetolerantie ligt bij ±0,15 vol.-% absoluut.

Waardering volgens kwaliteitsklassen

	Max. afwijking absoluut	Max. afwijking relatief	Klasse
Productienauwkeurigheid	± 0,75 %	± 5,0 %	5,0
Analysenauwkeurigheid	± 0,15 %	± 1,0 %	1,0

Productienauwkeurigheid

Bij de volgens klasse 5,0 gedefinieerde productienauwkeurigheid mag het zuurstofaandeel in het mengsel tussen 14,15 en 15,65 vol.-% liggen.

Analysenauwkeurigheid

Uit de uitgevoerde analyse resulteert als gemiddelde waarde van alle afzonderlijke metingen een gehalte van 15,00 vol.-%. Bij een fouttolerantie volgens klasse 1,0 ligt het daadwerkelijke zuurstofgehalte daarmee tussen 14,85 en 15,15 vol-%.