ICS 71.100.20 G 86 中华人民共和国国家标准 GB/T 38386—2019 气体分析 气体中氮氧化物的测定 光腔衰荡光谱法 Gas analysisDetermination of oxynitride in gases- The method of Cavity Ring-Down Spectroscopy 2020-11-01实施 2019-12-31发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T38386—2019 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国石油和化学工业联合会提出。 本标准由全国气体标准化技术委员会（SAC/TC206）归口。 本标准起草单位：西南化工研究设计院有限公司、天津联博化工股份有限公司、广东华特气体股份 有限公司、天津长芦华信化工股份有限公司、河南省计量科学研究院、苏州金宏气体股份有限公司、铠爱 分析仪器（上海）有限公司、湖北省标准化与质量研究院、内蒙古光能科技有限公司、上海华爱色谱分析 技术有限公司、深圳供电局有限公司、四川天一科技股份有限公司武汉供气分公司。 本标准主要起草人：成雪清、王少楠、周鹏云、薛定、王绍洋、傅铸红、陈艳珊、崔学文、李于教、 宋笑明、金向华、孙猛、朱玮郁、杨剑、张竞、阎文斌、方华、唐峰、沈翠平、赖晓峰、马昌宁。 GB/T383862019 气体分析气体中氮氧化物的测定 光腔衰荡光谱法 1范围 本标准规定了采用光腔衰荡光谱法测定气体中氮氧化物的方法原理、仪器一般要求、仪器校准要 求、试验步骤、结果处理和报告。 本标准适用于气体中一氧化氮和二氧化氮含量的测定，一氧化氮含量的测定范围：（1～1000)X 10-6（体积分数）、二氧化氮含量的测定范围：（0.1～1000）×10-（体积分数）。本标准不适用于对吸收 光谱有干扰的气体。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是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。 GB/T3723工业用化学产品采样安全通则 GB/T5274.1气体分析校准用混合气体的制备第1部分：称量法制备一级混合气体 GB/T5832.3气体中微量水分的测定第3部分：光腔衰荡光谱法 GB/T18403.1气体分析器性能表示第1部分：总则 GB/T33360气体分析痕量分析用气体纯化技术导则 3术语和定义 GB/T5832.3界定的术语和定义适用于本文件。 4 方法原理 一束单波长激光进入光腔后，光束在腔镜之间来回反射振荡。当切断光源后，其能量就会随时间而 衰减，衰减的速度与光腔自身的损耗（包括透射、散射）和腔内被测组分（介质）的吸收有关。对于给定的 光腔，其自身的损耗为常量。光能量衰减的速度与被测组分的含量有关。被测组分的含量与其分子在 光腔内的密度成正比，分子的密度由衰荡时间按式（1)确定： D = .(1) Kidu32()2) (n)0 X 5 式中： D 被测分子密度，与含量成正比，单位为个每立方米（个/m3）； 光速，299792458m/s； 5 a(v) 分子在激光频率的吸收横截面，单位为平方米（m）； ()1 有吸收介质的衰荡时间，单位为秒（s)； 1 GB/T38386—2019 Tempty 无吸收介质的衰荡时间，单位为秒（s）。 被测组分的含量根据式(2)确定： DXV D D R.T ....(2) NAXpXVNAXPXVXCXO() (t(v) RXT 式中： 被测组分含量； a D。 气体分子总密度，单位为个每立方米（个/m）； A 光腔池的体积，单位为立方米（m）； NA 阿伏加德罗常数，6.0221407×1023个/mol； 光腔池中的压力，单位为帕（Pa）； p R 气体常数，8.314510Pa·m²/（mol·K）； T 光腔池中的温度，单位为开（K）。 5仪器一般要求 5.1仪器的基本性能应符合GB/T18403.1的规定。 5.2仪器的检测限应满足待测氮氧化物含量要求。对一氧化氮的检测限为：0.1×10-6（体积分数），对 二氧化氮的检测限为：0.05×10-"（体积分数）。 5.3仪器应有调节压力和流量的装置。 5.4仪器及配套设备应能满足环境防护（防火、防爆等）的要求。 6仪器校准要求 6.1J 应定期对仪器进行校准，建议至少两年校准一次。 6.2 2当出现以下任何一种情况时，应对仪器进行校准： 更换、维修传感器或聚焦镜，衰荡腔和分光镜等关键元件后； 仪器变换使用地点； 一对仪器响应值有任何怀疑时； 停机（停止通气和电）后重新开机时； -环境温度变化超过5℃时； 仪器使用说明书中的特别规定等。 6.3校准方法： 应按照GB/T5274.1,GB/T5275.10、GB/T5275.11的规定制备校准混合气体。稀释气应为 与被测气体相同或其他适宜的气体； 应在仪器使用量程内至少对仪器的零点和约80%量程的两点进行校准。校准操作按仪器说 明书的要求进行； 校准用零点气应符合GB/T33360的要求，其氮氧化物的含量应比仪器检测限至少低一个数 量级。 7试验步骤 7.1采样 7.1.1试样预处理 SAC 7.1.1.1 在向采样容器或分析仪器采样前，应对试样进行预处理，以确保采集的试样气体是清洁、干 2 GB/T38386-—2019 燥的。 7.1.1.2 预处理的原则是应确保不改变试样的组成、不改变待测组分的含量。 7.1.1.3预处理通常包括：过滤、油水分离、干燥、调节试样气体温度等。 7.1.2 采样设备 7.1.2.1 应使用无死体积或死体积小的采样阀。 7.1.2.2采样管线应采用金属导管，应尽可能短，管径应尽可能小。各接头应使用金属材质密封。测定 低含量的氮氧化物氧含量时建议采用内抛光的不锈钢管。 7.1.2.3采样管路连接完成后应确保采样系统无泄漏。并应用样品气体对采样管路进行充分吹扫 置换。 7.1.3液化气体采样 高压液化气体的采样可以根据需要从气相采样或从液相采样。液化气体应经完全气化后再进样 测定。 7.1.4压缩气体采样 压缩气体采样应经减压阀减压。采样系统通常采用抽空置换法或者升降压置换法进行吹扫置换。 7.1.5管道气体采样 对管道气体采样时，可在管道断面上不同采样点采样，但不宜在管道内的层流部位采样。采样探头 通常设在距离管中心1/3半径的断面内，探头方向与流动气流平行 7.1.6安全要求 采样中的安全要求应符合GB/T3723中的规定。 7.2测定 7.2.1按仪器说明书开启仪器，根据气体的种类进行测定。 7.2.2用待测气体吹扫气路系统 7.2.3选择待测气体的种类 7.2.4将仪器设定为测量状态，按仪器说明书调节气体压力和流量，测定待测气体。 7.2.5当仪器稳定时，读取被测组分含量值。 8结果处理 当仪器稳定时，读取气体中氮氧化物含量的体积分数。连续读两次，直到当两次读数的相对偏差满 足表1的要求时，取两次读数的算术平均值为最终分析结果。 表1相对偏差要求 氮氧化物含量范围（体积分数） 相对偏差 <1X10-6 20% ≥1X10-~10X10-6 10% >10×10-6~1000×10-6 3% SAG