ISO 10723:2012
(Main)Natural gas — Performance evaluation for analytical systems
Natural gas — Performance evaluation for analytical systems
ISO 10723:2012 specifies a method of determining whether an analytical system for natural gas analysis is fit for purpose. It can be used either to determine a range of gas compositions to which the method can be applied, using a specified calibration gas, while satisfying previously defined criteria for the maximum errors and uncertainties on the composition or property or both, or to evaluate the range of errors and uncertainties on the composition or property (calculable from composition) or both when analysing gases within a defined range of composition, using a specified calibration gas.
Gaz naturel — Évaluation des performances des systèmes d'analyse
L'ISO 10723:2012 spécifie une méthode permettant de déterminer si un système d'analyse pour l'analyse du gaz naturel est adapté à l'usage prévu. Elle peut être utilisée pour déterminer une gamme de compositions de gaz à laquelle la méthode peut s'appliquer, en utilisant un gaz d'étalonnage spécifié, tout en satisfaisant à des critères préalablement définis pour les erreurs et incertitudes maximales associées à la composition et/ou à la propriété, ou aux deux, ou évaluer la plage d'erreurs et d'incertitudes associées à la composition ou à la propriété (calculable à partir de la composition), ou aux deux, lors de l'analyse de gaz compris dans une gamme de composition définie, en utilisant un gaz d'étalonnage spécifié.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10723
Second edition
2012-12-01
Natural gas — Performance evaluation
for analytical systems
Gaz naturel — Évaluation des performances des systèmes d’analyse
Reference number
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ISO 2012
© ISO 2012
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms and definitions . 2
4 Symbols . 3
5 Principle . 4
6 General procedure . 5
6.1 Analytical requirements . . 5
6.2 Response function types . 6
6.3 Calibration gas reference data . 7
6.4 Working measurement standards (WMS) . 8
6.5 Experimental design . 9
6.6 Calculation procedures .11
7 Interpretation .16
7.1 General considerations .16
7.2 Pre-defined performance specification .16
7.3 Determination of the analytical range of the instrument .16
7.4 Criteria for selection of hypothetical compositions .17
Annex A (informative) Example of application using chromatography .18
Annex B (informative) Explanation of approach used for instrument benchmarking .30
Bibliography .32
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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International
Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies
casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 10723 was prepared by Technical Committee ISO/TC 193, Natural gas, Subcommittee SC 1, Analysis
of natural gas.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10723:1995), which has been technically
revised. It also incorporates Technical Corrigendum ISO 10723:1995/Cor.1:1998.
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Introduction
This International Standard describes a method for evaluating the performance of analytical systems
intended for the analysis of natural gas. Natural gas is assumed to consist predominantly of methane,
with other saturated hydrocarbons and non-combustible gases.
Performance evaluation makes no assumption about equipment for and/or methodology of analysis
but gives test methods which can be applied to the chosen analytical system, including the method,
equipment and sample handling.
This International Standard contains an informative annex (Annex A) that shows the application for an
on-line gas chromatographic system which, as described, is assumed to have a response/concentration
relationship for all components that is represented by a straight line through the origin. This International
Standard contains an additional informative annex (Annex B) that gives a rationale for the approach
used for instrument benchmarking.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 10723:2012(E)
Natural gas — Performance evaluation for analytical systems
1 Scope
1.1 This International Standard specifies a method of determining whether an analytical system for
natural gas analysis is fit for purpose. It can be used either
a) to determine a range of gas compositions to which the method can be applied, using a specified
calibration gas, while satisfying previously defined criteria for the maximum errors and uncertainties
on the composition or property or both, or
b) to evaluate the range of errors and uncertainties on the composition or property (calculable from
composition) or both when analysing gases within a defined range of composition, using a specified
calibration gas.
1.2 It is assumed that
a) for evaluations of the first type above, the analytical requirement has been clearly and unambiguously
defined, in terms of the range of acceptable uncertainty on the composition, and, where appropriate,
the uncertainty in physical properties calculated from these measurements,
b) for applications of the second type above, the analytical requirement has been clearly and
unambiguously defined, in terms of the range of composition to be measured and, where appropriate,
the range of properties which may be calculated from these measurements,
c) the analytical and calibration procedures have been fully described, and
d) the analytical system is intended to be applied to gases having compositions which vary over ranges
normally found in gas transmission and distribution systems.
1.3 If the performance evaluation shows the system to be unsatisfactory in terms of the uncertainty on the
component amount fraction or property, or shows limitations in the ranges of composition or property values
measurable within the required uncertainty, then it is intended that the operating parameters, including
a) the analytical requirement,
b) the analytical procedure,
c) the choice of equipment,
d) the choice of calibration gas mixture, and
e) the calculation procedure,
be reviewed to assess where improvements can be obtained. Of these parameters, the choice of the
calibration gas composition is likely to have the most significant influence.
1.4 This International Standard is applicable to analytical systems which measure individual component
amount fractions. For an application such as calorific value determination, the method will be typically
gas chromatography, set up, as a minimum, for the measurement of nitrogen, carbon dioxide, individual
hydrocarbons from C to C and a composite measurement representing all higher hydrocarbons of
1 5
carbon number 6 and above. This allows for the calculation of calorific value and similar properties
with acceptable accuracy. In addition, components such as H S can be measured individually by specific
measurement methods to which this evaluation approach can also be applied.
1.5 Performance evaluation of an analytical system is intended to be performed following initial
installation to ensure that errors associated with assumed response functions are fit for purpose.
Thereafter, periodic performance evaluation is recommended, or whenever any critical component of
the analytical system is adjusted or replaced. The appropriate interval between periodic performance
evaluations will depend upon both how instrument responses vary with time and also how large an
error may be tolerated. This first consideration is dependent upon instrument/operation; the second
is dependent on the application. It is not appropriate, therefore, for this International Standard to offer
specific recommendations on intervals between performance evaluations.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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/IEC Guide 98-3:2008, Uncertainty of measurement —Part 3: Guide to the expression of uncertainty in
measurement (GUM:1995)
ISO 6143:2001, Gas analysis — Comparison methods for determining and checking the composition of
calibration gas mixtures
ISO 6974-2, Natural gas — Determination of composition and associated uncertainty by gas
chromatography — Part 2: Uncertainty calculations
ISO 6976:1995, Natural gas — Calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe index
from composition
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
uncertainty of measurement
parameter, associated with the result of a measurement, that characterizes the dispersion of values that
can reasonably be attributed to the measurand
NOTE In keeping with ISO/IEC Guide 98-3, in this International Standard the uncertainty of the composition
is expressed as a standard uncertainty or as an expanded uncertainty calculated through the use of an appropriate
coverage factor.
3.2
certified reference gas mixture
CRM
reference gas mixture, characterized by a metrologically valid procedure for one or more specified
properties, accompanied by a certificate that provides the value of the specified property, its associated
uncertainty, and a statement of metrological traceability
[3]
NOTE 1 The above definition is based on the definition of “certified reference material” in ISO Guide 35 .
“Certified reference material” is a generic term; “certified reference gas mixture” is more suited to this application.
NOTE 2 Metrologically valid procedures for the production and certification of reference materials (such as
[4] [3]
certified reference gas mixtures) are given in, among others, ISO Guide 34 and ISO Guide 35 .
[5]
NOTE 3 ISO Guide 31 gives guidance on the contents of certificates.
2 © ISO 2012 – All rights reserved
3.3
working measurement standard
WMS
standard that is used routinely to calibrate or verify measuring instruments or measuring systems
[ISO/IEC Guide 99:2007, 5.7]
NOTE A working measurement standard is usually calibrated against a CRM.
3.4
calibration gas mixture
CGM
gas mixture whose composition is sufficiently well established and stable to be used as a working
measurement standard of composition
NOTE In this International Standard, a CGM is used for routine (e.g. daily) component calibration of the
analyser. It is independent of the WMSs used to perform the evaluation.
3.5
response
output signal of the measuring system for each specified component
NOTE In the case of gas chromatography this will be either peak area or peak height, depending upon the
instrument configuration.
3.6
response function
functional relationship between
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10723
Deuxième édition
2012-12-01
Gaz naturel — Évaluation des
performances des systèmes d’analyse
Natural gas — Performance evaluation for analytical systems
Numéro de référence
©
ISO 2012
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Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles . 4
5 Principe . 4
6 Mode opératoire général. 6
6.1 Exigences d’analyse . 6
6.2 Types de fonctions de réponse . 7
6.3 Données de référence pour les gaz d’étalonnage . 8
6.4 Mélanges de gaz de référence . 8
6.5 Étude expérimentale . 9
6.6 Modes opératoires de calcul .12
7 Interprétation .17
7.1 Préambule .17
7.2 Spécification de performances prédéfinies .17
7.3 Détermination de la gamme d’analyse de l’appareillage .18
7.4 Critères de sélection des compositions hypothétiques .18
Annexe A (informative) Exemple d’application utilisant la chromatographie .19
Annexe B (informative) Explication de l’approche utilisée pour l’étalonnage comparatif
de l’appareil .30
Bibliographie .32
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 (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives
ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de
Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote.
Leur publication comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 10723 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 193, Gaz naturel, sous-comité SC 1, Analyse
du gaz naturel.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10723:1995), qui a fait l’objet d’une
révision technique. Elle incorpore également le Rectificatif technique ISO 10723:1995/Cor.1:1998.
iv © ISO 2012 – Tous droits réservés
Introduction
La présente Norme internationale décrit une méthode pour l’évaluation des performances des systèmes
d’analyse destinés à l’analyse du gaz naturel. Le gaz naturel est supposé se composer principalement de
méthane, d’autres hydrocarbures saturés et de gaz incombustibles.
L’évaluation des performances ne se fonde sur aucune hypothèse particulière en matière de matériel
et/ou de méthodologie d’analyse mais donne des méthodes d’analyse applicables au système d’analyse
choisi que ce soit pour leur mode opératoire, l’appareillage à utiliser ou le mode d’échantillonnage.
La présente Norme internationale contient une annexe informative (Annexe A) présentant un exemple
d’application pour un système d’analyse par chromatographie en phase gazeuse en ligne qui, dans la forme
décrite, est supposé avoir, pour tous les constituants, une courbe de réponse en fonction de la concentration
linéaire depuis l’origine. La présente Norme internationale contient également une autre annexe (Annexe B)
qui donne une explication de l’approche utilisée pour l’étalonnage comparatif de l’appareil.
NORME INTERNATIONALE ISO 10723:2012(F)
Gaz naturel — Évaluation des performances des
systèmes d’analyse
1 Domaine d’application
1.1 La présente Norme internationale spécifie une méthode permettant de déterminer si un système
d’analyse pour l’analyse du gaz naturel est adapté à l’usage prévu. Elle peut être utilisée pour
a) déterminer une gamme de compositions de gaz à laquelle la méthode peut s’appliquer, en utilisant un
gaz d’étalonnage spécifié, tout en satisfaisant à des critères préalablement définis pour les erreurs
et incertitudes maximales associées à la composition et/ou à la propriété, ou aux deux, ou
b) évaluer la plage d’erreurs et d’incertitudes associées à la composition ou à la propriété (calculable
à partir de la composition), ou aux deux, lors de l’analyse de gaz compris dans une gamme de
composition définie, en utilisant un gaz d’étalonnage spécifié.
1.2 Il est supposé que
a) pour les évaluations du premier type ci-dessus, l’exigence d’analyse a été définie de manière claire et
sans équivoque en ce qui concerne la plage acceptable de l’incertitude associée à la composition et, le
cas échéant, de l’incertitude associée aux propriétés physiques calculées à partir de ces mesurages,
b) dans le cas d’applications du deuxième type ci-dessus, l’exigence d’analyse a été définie de manière
claire et sans équivoque en ce qui concerne la gamme de compositions à mesurer et, le cas échéant,
la gamme des propriétés qui peuvent être calculées à partir de ces mesurages,
c) les modes opératoires d’analyse et d’étalonnage sont décrits de manière exhaustive,
d) le système d’analyse est destiné à s’appliquer à des gaz ayant des compositions qui varient dans les
limites couramment rencontrées dans les réseaux de transport et de distribution de gaz.
1.3 Si l’évaluation des performances montre que le système n’est pas satisfaisant en ce qui concerne
l’incertitude associée aux fractions molaires des constituants ou aux propriétés, ou montre des limites au
niveau des plages de composition ou des valeurs des propriétés mesurables avec l’incertitude requise,
alors les paramètres opérationnels, y compris
— l’exigence d’analyse,
— le mode opératoire d’analyse,
— le choix des équipements,
— le choix du mélange de gaz pour étalonnage, et
— le mode opératoire de calcul,
sont censés être examinés en vue de déterminer les points où des améliorations peuvent être apportées.
Parmi ces paramètres, le choix de la composition du gaz d’étalonnage est probablement celui qui aura
l’incidence la plus notable.
1.4 La présente Norme internationale est applicable aux systèmes d’analyse qui mesurent les fractions
molaires des constituants individuels. Pour une application telle que la détermination du pouvoir
calorifique, la méthode sera en général la chromatographie en phase gazeuse configurée au minimum
pour le mesurage de l’azote, du dioxyde de carbone, des hydrocarbures individuels de C à C et pour un
1 5
mesurage mixte représentant tous les hydrocarbures supérieurs ayant un nombre d’atomes de carbone
supérieur ou égal à six. Ainsi, il est possible de calculer le pouvoir calorifique et les propriétés similaires avec
une exactitude acceptable. En outre, des constituants tels que H S peuvent être mesurés individuellement
par des méthodes de mesure auxquelles cette approche d’évaluation peut être également appliquée.
1.5 Il convient que l’évaluation des performances des systèmes d’analyse se fasse au moment de
l’installation initiale afin de s’assurer que les erreurs associées aux réponses estimées sont adéquates.
Ensuite, il est recommandé d’évaluer les performances périodiquement ou chaque fois qu’un élément
essentiel du système d’analyse est ajusté ou remplacé. L’intervalle approprié entre les évaluations
périodiques des performances dépendra à la fois des variations dans le temps de la réponse de l’appareillage
ainsi que de l’étendue jusqu’à laquelle une erreur peut être tolérée. Cette première considération dépend
de l’appareillage et/ou de son fonctionnement, alors que la deuxième dépend de l’application. Il n’est
donc pas pertinent que la présente Norme internationale donne des recommandations spécifiques sur les
intervalles entre les évaluations des performances.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application 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).
Guide ISO/CEI 98-3, Incertitude de mesure — Partie 3: Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure
ISO 6143:2001, Analyse des gaz — Méthodes comparatives pour la détermination et la vérification de la
composition des mélanges de gaz pour étalonnage
ISO 6974-2, Gaz naturel — Détermination de la composition avec une incertitude définie par chromatographie
en phase gazeuse — Partie 2: Calculs d’incertitude
ISO 6976, Gaz naturel — Calcul du pouvoir calorifique, de la masse volumique, de la densité relative et de
l’indice de Wobbe à partir de la composition
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
incertitude de mesure
paramètre, associé au résultat d’un mesurage, qui caractérise la dispersion des valeurs qui pourraient
raisonnablement être attribuées au mesurande
NOTE En accord avec le Guide ‘ISO/CEI 98-3, dans la présente Norme internationale, l’incertitude associée
à la composition est exprimée comme une incertitude-type ou une incertitude élargie calculée en utilisant un
facteur d’élargissement approprié.
3.2
mélange de gaz de référence certifié
MRC
mélange de gaz de référence, caractérisé par une procédure métrologiquement valable pour une ou
plusieurs propriétés spécifiées, accompagné d’un certificat qui fournit la valeur de la propriété spécifiée,
son incertitude associée, et une déclaration de la traçabilité métrologique
NOTE 1 La définition ci-dessus est fondée sur la définition de «matériau de référence certifié» du Guide
[3]
ISO 35 . «Matériau de référence certifié» est un terme générique; «mélange de gaz de référence certifié» est plus
adapté à cette application.
NOTE 2 Des procédures métrologiques valides pour la production et la
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.