ISO 6145-1:2019

Gas analysis — Preparation of calibration gas mixtures using dynamic methods — Part 1: General aspects

This document gives a brief overview of each of the dynamic techniques which are described in detail in the subsequent parts of ISO 6145. This document provides basic information to support an informed choice for one or another method for the preparation of calibration gas mixtures. It also describes how these methods can be linked to national measurement standards to establish metrological traceability for the composition of the prepared gas mixtures. Since all techniques are dynamic and rely on flow rates, this document describes the calibration process by measurement of each individual flow rate generated by the device. Methods are also provided for assessing the composition of the generated gas mixtures by comparison with an already validated calibration gas mixture. This document provides general requirements for the use and operation of dynamic methods for gas mixture preparation. It also includes the necessary expressions for calculating the calibration gas composition and its associated uncertainty. Gas mixtures obtained by these dynamic methods can be used to calibrate or control gas analysers. The storage of dynamically prepared gas mixtures into bags or cylinders is beyond the scope of this document.

Analyse des gaz — Préparation des mélanges de gaz pour étalonnage à l'aide de méthodes dynamiques — Partie 1: Aspects généraux

Le présent document donne un rapide aperçu de chacune des techniques dynamiques décrites en détail dans les parties ultérieures de l'ISO 6145. Le présent document fournit des informations de base pour permettre un choix informé de l'une des méthodes pour la préparation de mélanges de gaz pour étalonnage. Il décrit également comment ces méthodes peuvent être liées à des étalons de mesure nationaux pour établir une traçabilité métrologique de la composition des mélanges de gaz préparés. Comme toutes les techniques sont dynamiques et reposent sur les débits, le présent document décrit le processus d'étalonnage par mesurage de chaque débit individuel généré par le dispositif. Des méthodes sont également fournies pour évaluer la composition des mélanges de gaz générés par comparaison avec un mélange de gaz pour étalonnage déjà validé. Le présent document fournit des exigences générales pour l'utilisation et l'application des méthodes dynamiques pour la préparation des mélanges de gaz. Il comprend également les expressions nécessaires pour le calcul de la composition du gaz d'étalonnage et de son incertitude associée. Les mélanges de gaz obtenus par ces méthodes dynamiques peuvent être utilisés pour étalonner ou contrôler les analyseurs de gaz. Le stockage des mélanges de gaz préparés dynamiquement dans des sacs ou des bouteilles n'appartient pas au domaine d'application du présent document.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 01-Sep-2019
• ICS: 71.040.40 - Chemical analysis
• Technical Committee: ISO/TC 158 - Analysis of gases
• Drafting Committee: ISO/TC 158 - Analysis of gases
• Current Stage: 9020 - International Standard under periodical review
• Start Date: 15-Jul-2024
• Completion Date: 15-Jul-2024

Relations

• Consolidates: ISO 4136:2001 - Destructive tests on welds in metallic materials — Transverse tensile test
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Revises: ISO 6145-1:2003 - Gas analysis — Preparation of calibration gas mixtures using dynamic volumetric methods — Part 1: Methods of calibration
• Effective Date: 28-Feb-2009

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6145-1
Third edition
2019-09
Gas analysis — Preparation of
calibration gas mixtures using
dynamic methods —
Part 1:
General aspects
Analyse des gaz — Préparation des mélanges de gaz pour étalonnage
à l'aide de méthodes dynamiques —
Partie 1: Aspects généraux
Reference number
©
ISO 2019
© ISO 2019
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CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: [phone]
Fax: [phone]
Email: [e-mail]
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 2
5 Principle . 2
5.1 General . 2
5.2 Suitability of the method to the application . 3
5.3 Piston pumps . 3
5.4 Continuous (syringe) injection . 4
5.5 Capillary . 4
5.6 Critical flow orifices . 4
5.7 Thermal mass flow controller . 5
5.8 Diffusion . 5
5.9 Saturation . 5
5.10 Permeation method . 6
5.11 Electrochemical generation . 6
5.12 Summary . 6
6 Recommendations for handling the dynamic system . 7
6.1 Safety considerations . 7
6.1.1 Reactions between mixture components . 7
6.1.2 Reactions with dynamic system materials . 8
6.2 Quality considerations . 8
6.2.1 Purity of parent gas standards or "zero" gas . 8
6.2.2 Gas handling . 8
7 Calibration methods of a dynamic system . 8
7.1 Generalities on the calibration . 8
7.2 Calibration of each element . 9
7.2.1 General. 9
7.2.2 Calibration devices for flow rate: Principle and uncertainty .10
7.3 Single point calibration of a dynamic system by comparison with reference gas
mixtures .13
7.4 Calibration certificate .13
8 Calculation of the composition and its uncertainty .13
8.1 General .13
8.2 Calculations for volumetric methods . .14
8.2.1 General.14
8.2.2 Formulae .14
8.3 Calculations for gravimetric methods .15
8.3.1 General.15
8.3.2 Formula .15
9 Sources of uncertainty and uncertainty of the final mixture .15
10 Verification .16
10.1 Principle .16
10.2 Verification criteria .16
10.3 Recalibration criteria .16
Annex A (normative) Calculation details .17
Annex B (informative) Atomic weights and molar masses .21
Bibliography .23
iv © ISO 2019 – All rights reserved

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 documents 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).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on 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 the following
URL: www .iso .org/iso/foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 158, Gas analysis.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 6145-1:2003), which has been technically
revised. The main changes compared to the previous edition are as follows.
— The techniques for the preparation of gas mixtures are described in an abbreviated manner since
there is no need to repeat the text and formulae from each of the different parts of the ISO 6145
series. However, a summary table (Table 1) presenting the advantages and limitations of each
method has been introduced.
— Recommendations regarding the handling of the dynamic mixing systems and quality considerations
have been added.
— The methods and instruments to calibrate a dynamic system have changed and are better described.
— The calculations to obtain composition and uncertainties are more detailed, and the different ways
of mixing gases (volume flow rates or mass flow rates) have been taken into account.
— Clauses on certificates (7.4) and verification (Clause 10) have been added.
A list of all parts in the ISO 6145 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.
Introduction
This document is one of a series of standards which describes the various dynamic methods for the
preparation of calibration gas mixtures.
Several techniques are available and the choice between them is decided based on the desired gas
composition range, the consistency of equipment with the application and the required level of
uncertainty. This document aids with making an informed choice by listing all the advantages and
limitations of the methods.
The main techniques used for the preparation of gas mixtures are:
a) piston pumps;
b) continuous injection;
c) capillary;
d) critical orifices;
e) thermal
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 6145-1
Troisième édition
2019-09
Analyse des gaz — Préparation des
mélanges de gaz pour étalonnage à
l'aide de méthodes dynamiques —
Partie 1:
Aspects généraux
Gas analysis — Preparation of calibration gas mixtures using
dynamic methods —
Part 1: General aspects
Numéro de référence
©
ISO 2019
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2019
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
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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.: [phone]
Fax: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles . 2
5 Principe . 2
5.1 Généralités . 2
5.2 Adéquation de la méthode à l’application . 3
5.3 Pompes à piston . 4
5.4 Injection (à la seringue) en continu . 4
5.5 Capillaires . 4
5.6 Orifices de débit critiques . 5
5.7 Régulateur thermique de débit massique . 5
5.8 Diffusion . 5
5.9 Saturation . 6
5.10 Méthode par perméation . 6
5.11 Génération électrochimique . 7
5.12 Récapitulatif . 7
6 Recommandations pour la manipulation du système dynamique .8
6.1 Considérations relatives à la sécurité . 8
6.1.1 Réactions entre les constituants du mélange . 8
6.1.2 Réactions avec des matériaux du système dynamique . 8
6.2 Considérations relatives à la qualité . 8
6.2.1 Pureté des gaz parents étalons ou des gaz «zéro» . 8
6.2.2 Manipulation des gaz . 9
7 Méthodes d’étalonnage d’un système dynamique . 9
7.1 Généralités relatives à l’étalonnage . 9
7.2 Étalonnage de chaque élément . 9
7.2.1 Généralités . 9
7.2.2 Dispositifs d’étalonnage pour le débit: principe et incertitude .10
7.3 Étalonnage en un point unique du système dynamique par comparaison avec des
mélanges de gaz de référence .13
7.4 Certificat d’étalonnage .14
8 Calcul de la composition et de son incertitude .14
8.1 Généralités .14
8.2 Calculs pour les méthodes volumétriques .15
8.2.1 Généralités .15
8.2.2 Formules .15
8.3 Calculs pour les méthodes gravimétriques .15
8.3.1 Généralités .15
8.3.2 Formule .16
9 Sources d’incertitude et incertitude du mélange final .16
10 Vérification .17
10.1 Principe .17
10.2 Critères de vérification .17
10.3 Critères de ré-étalonnage .17
Annexe A (normative) Détails des calculs .18
Annexe B (informative) Masses atomiques et masses molaires .22
Bibliographie .24
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés

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’attention est attirée 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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/brevets).
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 le lien suivant: www .iso .org/iso/fr/avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 158, Analyse des gaz.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 6145-1:2003), qui a fait l’objet d’une
révision technique. Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
— les techniques pour la préparation des mélanges de gaz sont décrites de manière abrégée, car il n’est
pas nécessaire de répéter le texte et les formules de chaque différente partie de la série ISO 6145.
Cependant, un tableau récapitulatif (Tableau 1) présentant les avantages et les limitations de chaque
méthode a été introduit;
— des recommandations relatives à la manipulation des systèmes de mélange dynamiques et des
considérations de qualité ont été ajoutées;
— les méthodes et instruments pour l’étalonnage d’un système dynamique ont changé et sont mieux
décrits;
— les calculs pour obtenir la composition et les incertitudes sont plus détaillés, et les différentes
manières de mélanger les gaz (débits volumiques ou débits massiques) ont été prises en compte;
— des articles sur les certificats (7.4) et la vérification (Article 10) ont été ajoutés.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 6145 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.
Introduction
Le présent document fait partie d’une série de normes qui décrivent les diverses méthodes dynamiques
pour la préparation des mélanges de gaz pour étalonnage.
Plusieurs techniques sont disponibles et le choix parmi elles est effectué sur la base de la plage de
concentrations du gaz souhaitée, l
...