ISO 6142-2:2024
(Main)Gas analysis — Preparation of calibration gas mixtures — Part 2: Gravimetric method for Class II mixtures
Gas analysis — Preparation of calibration gas mixtures — Part 2: Gravimetric method for Class II mixtures
This document describes the static gravimetric preparation of Class II calibration gas mixtures and describes a method for calculating the measurement uncertainty associated with the amount fraction of each component. In addition to all of the contributions to the measurement uncertainty mentioned in ISO 6142-1, this document also considers the uncertainty resulting from the validation process for Class II mixtures that are not individually verified, as is the case for Class I mixtures. This document extends the uncertainty evaluation described in ISO 6142-1 to include the effects of batch production and the verification process. It provides guidance on how to derive an uncertainty budget that is representative of a particular category of mixtures. Methods for the batch production of more than one mixture in a single process are included in this document. This document is only applicable to mixtures of gaseous or totally vaporized components, which can be introduced into the cylinder in the gaseous or liquid state. Both binary and multi-component gas mixtures are covered by this document. This document is limited to non-reactive molecules/components that are greater than or equal to an amount fraction of 100 μmol/mol. This document excludes components that react with each other, or with common mixture contaminants such as water vapour or oxygen or react with the inner surface of the cylinder and valve in the form of absorption or adsorption.
Analyse des gaz — Préparation des mélanges de gaz pour étalonnage — Partie 2: Méthode gravimétrique pour les mélanges de Classe II
Le présent document décrit la préparation gravimétrique statique de mélanges de gaz pour étalonnage de Classe II et décrit une méthode de calcul de l'incertitude de mesure associée à la fraction molaire de chaque constituant. En plus de toutes les contributions à l’incertitude de mesure mentionnées dans l’ISO 6142-1, le présent document tient également compte de l’incertitude due au processus de validation pour les mélanges de Classe II qui ne sont pas vérifiés individuellement, comme c’est le cas pour les mélanges de Classe I. Le présent document étend l’évaluation de l’incertitude décrite dans l’ISO 6142-1 de façon à inclure les effets de la production par lots et le processus de vérification. Il fournit des recommandations sur la façon d’obtenir un bilan d’incertitude représentatif d’une catégorie de mélanges en particulier. Les méthodes de production par lots de plus d'un mélange au cours d’un seul processus sont incluses dans le présent document. Le présent document s'applique uniquement aux mélanges de constituants gazeux ou totalement vaporisés qui peuvent être introduits dans la bouteille à l'état gazeux ou liquide. Les mélanges de gaz binaires et à plusieurs constituants sont couverts par le présent document. Le présent document est limité aux molécules/constituants non réactifs qui sont présents en quantité supérieure ou égale à une fraction molaire de 100 µmol/mol. Le présent document exclut les constituants qui réagissent entre eux, ou avec des contaminants courants tels que la vapeur d’eau ou l’oxygène, ou qui réagissent avec la surface interne de la bouteille et le robinet sous forme d’absorption ou d’adsorption.
General Information
Standards Content (Sample)
International
Standard
ISO 6142-2
First edition
Gas analysis — Preparation of
2024-02
calibration gas mixtures —
Part 2:
Gravimetric method for Class II
mixtures
Analyse des gaz — Préparation des mélanges de gaz pour
étalonnage —
Partie 2: Méthode gravimétrique pour les mélanges de Classe II
Reference number
© ISO 2024
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below
or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 2
5 Principle . 2
6 Individual cylinder production . 3
6.1 General .3
6.2 Estimation of generic uncertainty of the calibration gas mixtures .4
7 Batch production . 4
7.1 General .4
7.2 Batch filling process .4
7.3 Calculation of the measurement uncertainty .6
8 Requirements for repeated verifications and document control . 6
9 Defining ranges of components and amount fractions by category of mixtures . 6
10 Preparation of certificate . 7
Annex A (informative) Practical example of the calculation of the generic uncertainty -
Individual filling. 8
Annex B (informative) A practical example of the calculation of the generic uncertainty – Batch
filling.10
Annex C (informative) Example mixture categories .13
Bibliography .16
iii
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through
ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee
has been established has the right to be represented on that committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely
with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types
of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that
this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade
Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 158, Analysis of gases.
A list of all parts in the ISO 6142 series can be found on the ISO website
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
Introduction
The revision of ISO 6142 was initiated to provide better guidance to the users of this document especially
with respect to quality assurance measures and laboratory accreditation. In preparing the revision, it was
decided to accommodate two types of calibration gas mixtures with different levels of quality assurance and
with different levels of measurement uncertainty. The difference in the two classes can be summarized as
follows.
Class I type calibration gas mixtures are prepared according to ISO 6142-1. The mixtures are individually
verified. Provided rigorous and comprehensive quality assurance and quality control procedures are
adopted during the preparation and verification of these mixtures, measurement uncertainties can be
achieved that are substantially smaller than by any other preparation method.
Class II calibration gas mixtures may be prepared individually or in batches and certified with an associate
generic measurement uncertainty.
Individually prepared Class II calibration gas mixtures are produced in a similar manner to Class I calibration
gas mixtures, but these mixtures are not individually verified. Verification of individually prepared Class II
calibration gas mixtures is based on periodic verification checks.
Class II type calibration gas mixtures, which are produced in batches, extend the principles of gravimetric
preparation described in ISO 6142-1.
For mixtures containing identical components and nominally identical amount-of-substance fractions, Class
II type calibration gas mixtures will usually have amount–of–substance fractions with larger measurement
uncertainties than their Class I counterparts.
This document was developed to be in agreement with ISO 6142-1.
v
International Standard ISO 6142-2:2024(en)
Gas analysis — Preparation of calibration gas mixtures —
Part 2:
Gravimetric method for Class II mixtures
1 Scope
This document describes the static gravimetric preparation of Class II calibration gas mixtures and
describes a method for calculating the measurement uncertainty associated with the amount fraction
of each component. In addition to all of the contributions to the measurement uncertainty mentioned in
ISO 6142-1, this document also considers the uncertainty resulting from the validation process for Class II
mixtures that are not individually verified, as is the case for Class I mixtures.
This document extends the uncertainty evaluation described in ISO 6142-1 to include the effects of batch
production and the verification process. It provides guidance on how to derive an uncertainty budget that is
representative of a particular category of mixtures.
Methods for the batch production of more than one mixture in a single process are included in this document.
This document is only applicable to mixtures of gaseous or totally vaporized components, which can be
introduced into the cylinder in the gaseous or liquid state. Both binary and multi-component gas mixtures
are covered by this document.
This document is limited to non-reactive molecules/components that are greater than or equal to an amount
fraction of 100 μmol/mol. This document excludes components that react with each other, or with common
mixture contaminants such as water vapour or oxygen or react with the inner surface of the cylinder and
valve in the form of absorption or adsorption.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes
requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 6142-1:2015, Gas analysis — Preparation of calibration gas mixtures — Part 1: Gravimetric method for
Class I mixtures
ISO 6141, Gas analysis — Contents of certificates for calibration gas mixtures
ISO 7504, Gas analysis — Vocabulary
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 7504 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
generic uncertainty
uncertainty assigned to the amount fraction of a component of a category of mixtures (3.2), representative
for all mixtures belonging to such a category
Note 1 to entry: This uncertainty is calculated from the validation process and not calculated individually for each
cylinder. The generic uncertainty is usually expressed as a relative expanded uncertainty.
3.2
category of mixtures
group of mixtures that have the same filling method and analytical verification method and whose properties
are sufficiently similar that the uncertainty of the composition of these mixtures can be described by a single
generic uncertainty (3.1) statement
4 Symbols
n number of replicates in the validation
u(.) standard uncertainty (of the quantity in parentheses)
U(.) expanded uncertainty (of the quantity in parentheses)
u(v ) Standard uncertainty for the validation process for component k
k
y amount fraction of component k
k
amount fraction of the component k measured by analysis in course of validation
y
k,ver
of the mixture
y amount fraction of the component k calculated in the preparation of the mixture
k,prep
difference between the amount fraction from preparation and verification for the
v
k
component k vy=− y
()
kk,prep,k ver
between-unit component of variance from a homogeneity study, expressed as
s
bb
standard deviation.
MS Mean Square between groups (from ANOVA)
among
MS Mean Square within the groups (from ANOVA)
within
n
number of individual analyses performed on a component in a mixture
z total number of mixtures in the batch
a number of mixtures analysed from the total batch
y average amount of substance fraction value for component in the batch
avg
A Analytical results expressed as instrumental response
U (.) relative expanded uncertainty (of the quantity in parentheses)
rel
5 Principle
Class II calibration gas mixtures are prepared using the principles of preparation detailed in ISO 6142-1,
and mixtures can be prepared individually or by batch production using a validated gravimetric process;
however, the individual verification of the final mixture against independent reference gas mixtures is not
required.
The process for the gravimetric method of preparing Class II calibration gas mixtures with individual
preparation is given as a flowchart in ISO 6142-1:2015, Figure 1. Class II mixtures are typically mixtures
that are prepared on a frequent basis and by a defined preparation procedure.
In the validation process for this method of preparation, the uncertainty of the calibration gas mixtures is
evaluated as described in ISO 6142-1:2015, Clause 11. Statistical process control of the validation process
is required. For a number of frequently produced mixtures, the average of the calculated uncertainties is
then used to derive a generic uncertainty for a defined range of amount fractions and compositions. Further
details are given in Clause 6 and Clause 9.
The filling of calibration gas mixtures in a batch is described in the Clause 7 with a description of the filling
process and the uncertainty calculation.
The continued validity of this generic uncertainty shall be periodically re-confirmed following the
procedures described in Clause 8.
6 Individual cylinder production
6.1 General
The process for the individual preparation of Class II calibration gas mixture is shown in Figure 1.
Figure 1 — Scheme for the gravimetric method of preparing Class II calibration gas mixtures,
individual preparation
6.2 Estimation of generic uncertainty of the calibration gas mixtures
For each defined range of components and amount of substance, a set of preferably n = 10, but at least 6
gravimetric mixtures shall be prepared and verified in accordance with ISO 6142-1 under specified
conditions.
The results of the individual verification shall be reviewed against the following criteria:
— all mixtures shall pass the verification criterion described in ISO 6142-1:2015, 10.2;
— the standard deviation of the mean of the expanded uncertainties shall be lower than a half of the
intended expanded generic uncertainty;
— in the generic uncertainty an additional uncertainty component from the validation process, u(v ) is
k
added, see Formula (1):
1 n 2
uv = vv− (1)
()
()
k,∑ ki k
i=1
n−1
Where v denotes the difference between the amount fraction of the component k calculated from
k
preparation and verification and n is the number of mixtures involved in the validation process.
An alternate approach is the use of a model from meta-analysis, such as the DerSimonian-Laird model.
The combined standard uncertainty of the amount fraction of component k in the final mixture shall be
calculated using Formula (9) in ISO 6142-1 amended as follows:
uy()= uy +uy +−yy +uv() (2)
() ()
()
ck kk,, prepver kk,,prep ver k
The generic uncertainty shall be calculated from the mean of the expanded uncertainties and shall be
rounded up to a value with typically 2 significant figures.
Examples of the estimation of a generic uncertainty are given in Annex A.
Information on when the estimation of the generic uncertainty should be repeated is given in Clause 8.
7 Batch production
7.1 General
Batch filling offers productivity advantages over individual gravimetric step-by-step filling. The one-way
ANOVA is used to determine the between bottle variation (s ) of the batch filling process for the component
bb,k
of interest k. This is then used to calculate the batch uncertainty by adding the s value to the gravimetric
bb
uncertainty of the cylinder on the balance. Further guidance on performing a one-way ANOVA is described
[1]
in ISO Guide 35 .
7.2 Batch filling process
The gravimetric production of gas mixtures with nominally identical composition can be achieved by
preparing a batch of identical cylinders and connecting the cylinders to a filling manifold and placing one
cylinder on a high resolution, high-capacity balance. The addition of the component gases shall be controlled
by the measurement and recording of the masses of gases added to the cylinder located on the balance.
The cylinder shall be weighed after each addition of gas to determine the mass of each component gas added
into the controlling cylinder located on the balance. Specifically:
— connect all cylinders to be filled to the manifold and place one cylinder on the balance;
— evacuate all of the cylinders connected to the manifold and record the tare mass of the cylinder on the
balance;
— fill the cylinder sequentially with the gaseous components to the target masses specified in the filling
instruction for the mixture;
— continue until the mixture filling process is completed;
— homogenize the mixtures, for example by rolling the cylinders.
Random effects, slight variations in cylinder pre-treatment (e.g. vacuum) and the design of the manifold can
result in deviations in the individual amount fractions of gas mixtures prepared in batch processes. These
effects shall be expressed as an additional uncertainty component (batch uncertainty) in the gravimetric
preparation process.
The batch homogeneity can be improved by using a symmetrical manifold and similar length and diameter
of filling lines to each cylinder (see Figure 2).
To determine the homogeneity and the uncertainty contribution due to batch inhomogeneity the following
actions shall be completed:
— complete the filling process as described in this subclause;
— analyse all cylinders individually. The number of replicate analyses have an influence on the generic
uncertainty;
— perform the one-way ANOVA as described in Annex B, this will result in the batch uncertainty.
Key
1 vacuum pump
2 manifold
3 balance
4 supply gases: pure gases and pre-mixes cabinet
Figure 2 — Schematic diagram of filling system
7.3 Calculation of the measurement uncertainty
The batch inhomogeneity is equal to the between-bottle standard devia
...
Norme
internationale
ISO 6142-2
Première édition
Analyse des gaz — Préparation des
2024-02
mélanges de gaz pour étalonnage —
Partie 2:
Méthode gravimétrique pour les
mélanges de Classe II
Gas analysis — Preparation of calibration gas mixtures —
Part 2: Gravimetric method for Class II mixtures
Numéro de référence
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2024
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles . 2
5 Principe. 3
6 Production individuelle de bouteilles . 3
6.1 Généralités .3
6.2 Estimation de l’incertitude générique des mélanges de gaz pour étalonnage .4
7 Production par lots. 5
7.1 Généralités .5
7.2 Processus de remplissage par lots .5
7.3 Calcul de l'incertitude de mesure .6
8 Exigences relatives aux vérifications répétées et au contrôle des documents . 7
9 Définition des gammes de constituants et des fractions molaires par catégorie de
mélanges . 7
10 Préparation du certificat . 8
Annexe A (informative) Exemple pratique de calcul de l’incertitude générique - Remplissage
individuel . 9
Annexe B (informative) Exemple pratique de calcul de l’incertitude générique - Remplissage
par lots .12
Annexe C (informative) Exemple de catégories de mélanges .15
Bibliographie .18
iii
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux
de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire
partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document
a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de
tout droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n'avait pas
reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations
plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l'adresse
www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié tout ou partie de
tels droits de propriété.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de
l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au
commerce (OTC), voir: www.iso.org/iso/fr/avant-propos.html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 158, Analyse des gaz.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 6142 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
Introduction
La révision de l'ISO 6142 a été décidée pour fournir de meilleures lignes directrices aux utilisateurs du
présent document, en particulier en ce qui concerne les mesures d’assurance qualité et l’accréditation des
laboratoires. Lors de la préparation de la révision, il a été décidé de prévoir deux types de mélanges de gaz
pour étalonnage avec différents niveaux d'assurance qualité et avec différents niveaux d'incertitude de
mesure. La différence entre les deux classes peut se résumer comme suit.
Les mélanges de gaz pour étalonnage de Classe I sont préparés conformément à l’ISO 6142-1. Les mélanges
sont vérifiés individuellement. Sous réserve que des procédures rigoureuses et complètes d'assurance
qualité et de contrôle qualité soient adoptées durant la préparation et la vérification de ces mélanges, il
est possible d’atteindre des incertitudes de mesure nettement plus faibles que par toute autre méthode de
préparation.
Les mélanges de gaz pour étalonnage de Classe II peuvent être préparés individuellement ou par lots et
peuvent être certifiés avec une incertitude de mesure générique associée.
Les mélanges de gaz pour étalonnage de Classe II préparés individuellement sont produits de la même
manière que les mélanges de gaz pour étalonnage de Classe I, mais ces mélanges ne sont pas vérifiés
individuellement. La vérification des mélanges de gaz pour étalonnage de Classe II préparés individuellement
est basée sur des vérifications périodiques.
Les mélanges de gaz pour étalonnage de Classe II, qui sont produits par lots, étendent les principes de
préparation gravimétrique décrits dans l’ISO 6142-1.
Pour des mélanges contenant des constituants identiques avec des fractions molaires de constituants
théoriquement identiques, les mélanges de gaz pour étalonnage de Classe II auront généralement des
fractions molaires de constituants associées à des incertitudes de mesure plus élevées que leurs équivalents
de Classe I.
Le présent document a été élaboré pour être conforme à l’ISO 6142-1.
v
Norme internationale ISO 6142-2:2024(fr)
Analyse des gaz — Préparation des mélanges de gaz pour
étalonnage —
Partie 2:
Méthode gravimétrique pour les mélanges de Classe II
1 Domaine d'application
Le présent document décrit la préparation gravimétrique statique de mélanges de gaz pour étalonnage de
Classe II et décrit une méthode de calcul de l'incertitude de mesure associée à la fraction molaire de chaque
constituant. En plus de toutes les contributions à l’incertitude de mesure mentionnées dans l’ISO 6142-1, le
présent document tient également compte de l’incertitude due au processus de validation pour les mélanges
de Classe II qui ne sont pas vérifiés individuellement, comme c’est le cas pour les mélanges de Classe I.
Le présent document étend l’évaluation de l’incertitude décrite dans l’ISO 6142-1 de façon à inclure les effets
de la production par lots et le processus de vérification. Il fournit des recommandations sur la façon d’obtenir
un bilan d’incertitude représentatif d’une catégorie de mélanges en particulier.
Les méthodes de production par lots de plus d'un mélange au cours d’un seul processus sont incluses dans le
présent document.
Le présent document s'applique uniquement aux mélanges de constituants gazeux ou totalement vaporisés
qui peuvent être introduits dans la bouteille à l'état gazeux ou liquide. Les mélanges de gaz binaires et à
plusieurs constituants sont couverts par le présent document.
Le présent document est limité aux molécules/constituants non réactifs qui sont présents en quantité
supérieure ou égale à une fraction molaire de 100 µmol/mol. Le présent document exclut les constituants
qui réagissent entre eux, ou avec des contaminants courants tels que la vapeur d’eau ou l’oxygène, ou qui
réagissent avec la surface interne de la bouteille et le robinet sous forme d’absorption ou d’adsorption.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour
les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 6142-1:2015, Analyse des gaz — Préparation des mélanges de gaz pour étalonnage — Partie 1: Méthode
gravimétrique pour les mélanges de Classe I
ISO 6141, Analyse des gaz — Contenu des certificats des mélanges de gaz pour étalonnage
ISO 7504, Analyse des gaz — Vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l’ISO 7504 ainsi que les suivants
s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en normalisation,
consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
incertitude générique
incertitude attribuée à la fraction molaire d’un constituant d'une catégorie de mélanges (3.2), représentative
de tous les mélanges appartenant à cette catégorie
Note 1 à l'article: Cette incertitude est calculée d’après le processus de validation et n’est pas calculée individuellement
pour chaque bouteille. L’incertitude générique est généralement exprimée sous forme d'incertitude relative élargie.
3.2
catégorie de mélanges
groupe de mélanges ayant la même méthode de remplissage et la même méthode de vérification analytique
et dont les propriétés sont suffisamment similaires pour que l’incertitude de la composition de ces mélanges
puisse être décrite par une seule déclaration d’incertitude générique (3.1)
4 Symboles
n nombre de réplicats lors de la validation
u(.) incertitude-type (de la grandeur entre parenthèses)
U(.) incertitude élargie (de la grandeur entre parenthèses)
u(v ) incertitude-type pour le processus de validation pour le constituant k
k
y fraction molaire de constituant k
k
y
fraction molaire du constituant k mesurée par analyse lors de la validation du mélange
k,ver
y
fraction molaire du constituant k calculée lors de la préparation du mélange
k,prep
v différence de fraction molaire entre la préparation et la vérification pour le constituant k
k
vy=− y
()
kk,prep,k ver
s
composante de variance entre les unités d'après une étude d’homogénéité, exprimée sous
bb
forme d’écart-type
MS carré moyen entre les groupes (d’après une ANOVA)
among
MS carré moyen au sein des groupes (d’après une ANOVA)
within
n
nombre d’analyses individuelles effectuées sur un constituant dans un mélange
z nombre total de mélanges dans le lot
a nombre de mélanges analysés à partir du lot total
y fraction moyenne de quantité de matières pour un constituant du lot
avg
A résultats analytiques exprimés sous forme de réponse instrumentale
U (.) incertitude relative élargie (de la grandeur entre parenthèses)
rel
5 Principe
Les mélanges de gaz pour étalonnage de Classe II sont préparés conformément aux principes de préparation
détaillés dans l’ISO 6142-1 et les mélanges peuvent être préparés individuellement ou en production par lots
à l’aide d’un processus gravimétrique validé; cependant, la vérification individuelle du mélange final par
rapport à des mélanges de gaz de référence indépendants n’est pas requise.
Le processus relatif à la méthode gravimétrique de préparation de mélanges de gaz pour étalonnage
de Classe II avec une préparation individuelle est donné sous forme de logigramme à la Figure 1
de l’ISO 6142-1:2015. Les mélanges de Classe II sont généralement des mélanges préparés à intervalles
réguliers et en appliquant un mode opératoire de préparation défini.
Lors du processus de validation de cette méthode de préparation, l’incertitude des mélanges de gaz pour
étalonnage est évaluée comme il est décrit à l’Article 11 de l’ISO 6142-1:2015. Un contrôle statistique du
processus de validation est requis. Pour un certain nombre de mélanges fréquemment produits, la moyenne
des incertitudes calculées est ensuite utilisée pour obtenir une incertitude générique pour une gamme
définie de fractions molaires et de compositions. Des informations complémentaires sont données à
l’Article 6 et à l’Article 9.
Le conditionnement d’un lot de mélanges de gaz pour étalonnage est décrit à l’Article 7 avec une description
du processus de remplissage et du calcul de l’incertitude.
La prolongation de la validité de cette incertitude générique doit être reconfirmée périodiquement
conformément aux modes opératoires décrits à l’Article 8.
6 Production individuelle de bouteilles
6.1 Généralités
Le processus de préparation individuelle de mélanges de gaz pour étalonnage de Classe II est représenté à la
Figure 1.
Figure 1 — Schéma relatif à la méthode gravimétrique de préparation de mélanges de gaz pour
étalonnage de Classe II, préparation individuelle
6.2 Estimation de l’incertitude générique des mélanges de gaz pour étalonnage
Pour chaque gamme définie de constituants et de quantité de matière, un ensemble contenant de
préférence n = 10, avec un minimum de 6 mélanges gravimétriques, doit être préparé et vérifié conformément
à l’ISO 6142-1 dans des conditions spécifiées.
Les résultats de la vérification de chaque mélange doivent être examinés par rapport aux critères suivants:
— tous les mélanges doivent satisfaire au critère de vérification décrit dans le paragraphe 10.2
de l’ISO 6142-1:2015;
— l’écart-type de la moyenne des incertitudes élargies doit être inférieur à la moitié de l’incertitude
générique élargie prévue;
— dans l’incertitude générique, une composante supplémentaire de l’incertitude, provenant du processus
de validation, u(v ), est ajoutée, voir la Formule (1):
k
n 2
uv() = vv− (1)
()
kk∑ ,i k
i=1
n−1
où v désigne la différence entre la fraction molaire du constituant k, calculée à partir de la préparation et
k
celle provenant de la vérification, et n est le nombre de mélanges impliqués dans le processus de validation.
Une autre approche consiste à utiliser un modèle issu d’une méta-analyse, notamment le modèle
de DerSimonian-Laird.
L'incertitude-type composée de la fraction molaire du constituant k dans le mélange final doit être calculée à
l’aide de la Formule (9) de l’ISO 6142-1 modifiée comme suit:
22 2
uy = uy +uy +−yy +uv (2)
() () () ()
ck kk,, prepver ()kk,,prep ver k
L'incertitude générique doit être calculée d’après la moyenne des incertitudes élargies et doit être arrondie à
une valeur à deux chiffres significatifs.
Des exemples d’estimation d’une incertitude générique sont donnés à l’Annexe A.
Des informations sur la fréquence de validation de l’incertitude générique sont données à l’Article 8.
7 Production par lots
7.1 Généralités
Le remplissage par lots offre des avantages en matière de productivité par rapport au remplissage
gravimétrique individuel étape par étape. Lors du processus de remplissage par lots, l’ANOVA à un facteur
est utilisée pour déterminer la variation entre les bouteilles (s ) pour le constituant d'intérêt k. Celle-ci est
bb,k
ensuite utilisée pour calculer l’incertitude du lot en ajoutant la valeur s à l’incertitude gravimétrique de la
bb
bouteille sur la balance. Des recommandations supplémentaires sur la réalisation d’une ANOVA à un facteur
[1]
sont données dans le Guide ISO 35 .
7.2 Processus de remplissage par lots
La production gravimétrique de mélanges de gaz de composition théoriquement identique peut être effectuée
en préparant un lot de bouteilles identiques, en raccordant les bouteilles à une rampe de conditionnement et
en plaçant une bouteille sur une balance haute capacité à haute résolution. L’ajout des constituants gazeux
doit être contrôlé en mesurant et en enregistrant les masses de gaz ajoutées dans la bouteille située sur la
balance.
La bouteille doit être pesée après chaque ajout de gaz pour déterminer la masse de chaque constituant
gazeux ajouté dans la bouteille de contrôle située sur la balance. Spécifiquement:
— raccorder toutes les bouteilles à remplir à la rampe et placer une bouteille sur la balance;
— tirer au vide toutes les bouteilles raccordées à la rampe et consigner la masse à vide de la bouteille sur la
balance;
— remplir les bouteilles successivement avec les constituants gazeux jusqu’aux masses cibles spécifiées
dans les instructions de conditionnement du mélange;
— continuer jusqu'à ce qu’à la fin du processus de conditionnement du mélange;
— homogénéiser les mélanges, par exemple en faisant rouler les bouteilles.
Des effets aléatoires, de légères variations de prétraitement des bouteilles (par exemple, le tirage au vide)
et la conception de la rampe peuvent entraîner des écarts au niveau des fractions molaires individuelles
des mélanges de gaz préparés lors des processus par lots. Ces effets peuvent être exprimés sous la forme
d’une composante d’incertitude supplémentaire (incertitude du lot) lors du processus de préparation
gravimétrique.
L’homogénéité du lot peut être améliorée en utilisant une rampe symétrique ainsi qu’une longueur et un
diamètre similaires des lignes de remplissage de chaque bouteille (voir Figure 2).
Pour déterminer l’homogénéité et la contribution à l’incertitude due à l’inhomogénéité du lot, les actions
suivantes doivent être effectuées:
— effectuer le processus de remplissage comme il est décrit dans ce paragraphe;
— analyser toutes les bouteilles individuellement. Le nombre de répétitions des analyses a une influence
sur l’incertitude générique;
— effectuer l’ANOVA à un facteur comme il est décrit à l’Annexe B, cela
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
Loading comments...