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Characterization of gas mixtures

CHARAKTERISIERUNG EINES GASGEMISCHES

Zusammensetzung eines Gasgemisches

Die Zusammensetzung eines Gasgemisches ist durch den Gehalt der verschiedenen Komponenten in einem Trägergas definiert. Die Gehaltsangabe kann dabei in verschiedenen Einheiten erfolgen. Oftmals wird der Stoffmengenanteil verwendet, da diese Einheit druck- und temperaturunabhängig ist. Weit verbreitet sind auch der Volumenanteil sowie die Massenkonzentration. Diese druck- und temperaturabhängigen Einheiten werden üblicherweise auf den Normzustand bei 0 °C und 1013 mbar bezogen. Für die Umrechnung von einem Einheitensystem in andere verwendet Messer Programme auf der Grundlage der ISO 14912 (Gasanalyse – Umrechnung von Zusammensetzungsangaben für Gasgemische). 

Die Herstellbarkeit eines Gasgemisches wird durch chemische, physikalische und sicherheitstechnische Aspekte bestimmt. Beispielsweise sind Gasgemische mit oxidierenden und brennbaren Komponenten nur in bestimmten Grenzen herstellbar. Ein erfahrenes Expertenteam von Messer prüft jedes erstmalig hergestellte Gasgemisch und legt alle wesentlichen Verfahrensparameter im Detail fest. Für die Berechnung des Gemisches wird ein eigens entwickeltes thermodynamisches Softwarepaket genutzt.

 

Toleranz, Unsicherheit und Stabilitätsdauer eines Gasgemisches

Die (Herstell-) Toleranz beschreibt die maximal zulässige Abweichung des tatsächlichen Gehalts (Ist-Wert) einer Komponente vom geforderten Gehalt (Soll-Wert). Verfahrensbedingt liegt die Toleranz üblicherweise bei 5 % bis 10 % (relativ), je nach Gehalt, Art und Anzahl der Komponenten.

Der Ist-Gehalt einer Komponente kann nur mit einer gewissen Unsicherheit angegeben werden. Messer gibt auf den Zertifikaten stets die erweiterte Unsicherheit mit dem Erweiterungsfaktor k=2 an. Das bedeutet, dass der wahre Wert mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 % im angegebenen Intervall liegt.

Werden Gasgemische beispielsweise zur Kalibrierung von Messgeräten eingesetzt, reicht der Inhalt eines Druckgasbehälters oftmals viele Monate. Die Stabilitätsdauer gibt den Zeitraum ab Herstelldatum an, für den die Angabe des Ist-Wertes im Analysenzertifikat gilt. Üblicherweise liegt dieser Zeitraum bei 12 Monaten, wobei auch längere Stabilitätszeiträume für viele Gasgemische möglich sind (Longlife-Option). In diesem Zusammenhang spielt die Innenbehandlung der Druckgasbehälter eine entscheidende Rolle. Nur die aufwändige und konsequente Behältervorbehandlung mit umfangreichen Spül- und Evakuierzyklen bei erhöhter Temperatur sowie geeignete Konditionierungsschritte ermöglichen die Herstellung stabiler Gasgemische.
 

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