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FTIR在气体标准物质研究中的应用

王德发 周枫然 叶菁 张体强 曾武 韩桥

王德发,周枫然,叶菁,等. FTIR在气体标准物质研究中的应用[J]. 计量科学与技术,2021, 65(5): 67-76 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2020.9041
引用本文: 王德发,周枫然,叶菁,等. FTIR在气体标准物质研究中的应用[J]. 计量科学与技术,2021, 65(5): 67-76 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2020.9041
WANG Defa, ZHOU Fengran, YE Jing, ZHANG Tiqiang, ZENG Wu, HAN Qiao. Application of FTIR in the Research on Gas Reference Materials[J]. Metrology Science and Technology, 2021, 65(5): 67-76. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2020.9041
Citation: WANG Defa, ZHOU Fengran, YE Jing, ZHANG Tiqiang, ZENG Wu, HAN Qiao. Application of FTIR in the Research on Gas Reference Materials[J]. Metrology Science and Technology, 2021, 65(5): 67-76. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2020.9041

FTIR在气体标准物质研究中的应用

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2020.9041
基金项目: 国家重点研发计划(2016YFF0201101);中国计量科学研究院基本科研业务费重点领域项目(AKYZD2008)
详细信息
    作者简介:

    王德发(1977-),中国计量科学研究院副研究员,研究方向:气体计量,邮箱:wangdf@nim.ac.cn

Application of FTIR in the Research on Gas Reference Materials

  • 摘要: 气体标准物质在气体测量领域有广泛的应用,为实现测量结果溯源至国际单位制SI发挥了重要的作用。在气体标准物质研制过程中离不开气体成分的测量,测量方法除了色谱法、质谱法外,光谱法也被广泛应用。傅里叶变换红外光谱(FTIR)是一种光谱测量技术,它可以用于原料气体的纯度分析和气体标准物质特性组分和干扰组分的精确测量。介绍了采用FTIR测量几种原料气体中杂质的应用实例,以及在气体标准物质量值测量和国际比对中的一些应用。研究显示FTIR比较适用于活泼性组分的测量和多组分的同步测量,测量过程操作相对简单,不需要像GC或GCMS那样对色谱柱或者色谱参数进行复杂的优化和控制;FTIR同样适用于稳定性气体的测量,例如在温室气体测量中也可以获得较高的重复性和准确性。除此之外,准确的测量结果与所使用的校准方法有关,使用单点精确匹配校准或双点校准,同时采用“参考-样品-参考”的交替测量序列,可以获得相对准确的测量结果。
  • 图  1  FTIR测量一氧化氮纯气的典型谱图

    Figure  1.  Typical spectrogram of NO pure gas measurement by FTIR

    图  2  高浓度二氧化氮气体的FTIR测量谱图

    Figure  2.  FTIR spectrogram of high concentration NO2

    图  3  硫化氢纯气FTIR测量结果的比较

    Figure  3.  Comparison of FTIR measurement results of H2S pure gas

    图  4  COS纯气的FTIR测量典型谱图

    Figure  4.  Typical spectrogram of COS pure gas measurement by FTIR

    图  5  GCMS法测量三瓶CF4纯气的典型谱图

    Figure  5.  Typical chromatogram of CF4 pure gas in three cylinders by GCMS measurement

    图  6  FTIR法测量三瓶CF4纯气的典型谱图

    Figure  6.  Typical spectrogram of CF4 pure gas in three cylinders by FTIR measurement

    图  7  FTIR测量甲醛标准气体的典型谱图

    Figure  7.  Typical spectrogram of HCHO standard gas measurement by FTIR

    表  1  各类校准函数推荐的校准点最少数量

    Table  1.   The minimum calibration point recommended for calibration functions

    校准函数类型推荐的校准点最少数量
    线性函数3
    二次多项式5
    三次多项式7
    幂函数5
    指数函数5
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  • 网络出版日期:  2021-05-08
  • 刊出日期:  2021-06-24

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