گاز کالیبراسیون چیست و چه کاربردهایی دارد؟

کالیبراسیون یا واسنجی به معنای مقایسه یک دستگاه اندازه‌گیری با استانداردهای تعیین شده است تا میزان خطای آن سنجیده شود. مخلوط گاز کالیبراسیون نیز معمولاً به همین منظور تولید و استفاده می‌شود. اما آیا این گاز دارای انواع گوناگونی است؟ روش‌های تولید آن چیست؟ آیا استاندارهای خاصی برای این گاز تعریف شده است؟

در ادامه این مطلب از پارس هوای البرز قصد داریم درباره همین موضوعات نکاتی را بیان کرده و شما را با این عناوین آشنا سازیم.

گاز کالیبراسیون چیست؟

شاید اولین سوالی که در ذهن افراد شکل می‌گیرد این باشد که گاز کالیبراسیون چیست؟ با یک بیان ساده می‌توان گفت گاز کالیبراسیون مخلوطی از دو یا چند گاز خالص است. این گازها در انواع گوناگون و غلظتهای مشخصی با یکدیگر ترکیب شده و گازهای ترکیبی یا همان کالیبراسیون را به وجود می‌آورند.

هنگام تولید این گازها یک گاز به عنوان پایه انتخاب شده و گازهای دیگر با غلظت‌های مختلف رفته رفته به مخلوط اضافه می‌شوند تا گاز پایه، استاندارد تولید شود.

برای ساخت گاز ترکیبی، از گازهای مختلف با غلظت‌های متفاوتی استفاده می‌کنند و در نهایت آن را درون سیلندرهای مخصوص ذخیره می‌کنند. این گازها ممکن است سمی نیز باشند. بنابراین هنگام کارکردن با آن‌ها حتماً باید از موارد ایمنی را در نظر بگیریم.

اهمیت استفاده از گاز کالیبراسیون

محیط‌هایی که خطر نشت گازهای سمی در آن‌ها وجود دارد، باید از یک دستگاه سنجش گاز محیط استفاده کنند تا به محض انتشار یک گاز سمی مانند مونواکسید کربن، با هشدار دستگاه از آن مطلع شوند. زیرا بعضی از گازها بدون بو و مزه هستند. بنابراین کسی متوجه انتشار آن‌ها نشده و امکان دارد غلظت آن‌ها در محیط، به مرزی برسد تا سبب مرگ افرادی شود که در آن محیط حضور دارند.

اما چگونه می‌توان از درست کار کردن این مانیتورها و دستگاه‌های هشدار دهنده مطمئن شد؟ نمی‌توانیم منتظر نشت یک گاز خطرناک باشیم تا کارکرد صحیح این دستگاه‌ها را بسنجیم و گازهای کالیبراسیون یک معیار سنجش عملکرد صحیح این دستگاه‌ها به حساب می‌آیند.

البته سنجش کارکرد صحیح تمام دستگاه‌های اندازه گیری، به وسیله همین مخلوط‌های گازی انجام می‌شود. موردی که پیش‌تر بیان کردیم، از رایج‌ترین و مهم‌ترین مصارف این گازها است. برای مثال در آزمایشگاه‌های مختلف نیز برای بررسی دقت وسایل اندازه گیری، از همین مخلوط‌های گازی استفاده می‌کنند.

کاربرد گاز کالیبراسیون

به صورت کلی می‌توان گفت وظیفه اصلی این گازها سنجش دقت ابزارهای اندازه گیری است. با کمک این گازها می‌توان میزان دقت و اعتبار اعدادی که این دستگاه‌ها نشان می‌دهند را اندازه گیری کرده و از صحت آن‌ها مطمئن شد. در ادامه چند نمونه از این کاربردها را با هم بررسی خواهیم کرد:

1. دستگاه های آزمایشگاهی

دستگاه‌های بسیار متنوعی در آزمایشگاه‌ها وجود دارند که وظیفه اندازه‌گیری را برعهده دارند. تمام این دستگاه‌ها باید در بازه‌های زمانی مشخصی مورد ارزیابی قرار گیرند تا از کارکرد درست آن‌ها اطمینان حاصل شود. دستگاه‌هایی مانند طیف سنجی، کروماتوگرافی گازی و مایع، چند نمونه از این دستگاه‌ها هستند.

2. سنسورها و مانیتورهای سنجش گاز

رایج‌ترین کاربرد گازهای کالیبراسیون همین موضوع است. در مکان‌های مختلفی مانند پتروشیمی، پالایشگاهها یا شرکت‌های تولیدکننده گاز، خطر انتشار گازهای سمی یا خفه کننده وجود دارد. این گازها معمولاً رفته رفته باعث مرگ افراد می‌شوند و هیچ گونه بو و مزه‌ای نیز ندارند که افراد متوجه انتشار آن‌ها شوند.

بنابراین در چنین مکان‌هایی از دستگاه‌های سنجش و آنالیزورهای گازی استفاده می‌کنند تا به محض انتشار این‌ گازها به افراد هشدار دهد.

اما آیا می‌توانیم منتظر انتشار گاز بمانیم تا متوجه کارکرد صحیح این تجهیزات شویم؟ خیر، این دستگاه‌ها با جان افراد ارتباط مستقیم دارند. بنابراین باید کارکرد صحیح آن‌ها به طور مرتب بررسی شود. این شرکت‌ها با استفاده از گازهای مخلوطی، دقت این دستگاه‌ها را سنجیده و از عملکرد صحیح آن‌ها مطمئن می‌شوند.

3. دستگاه های کروماتوگرافی

یکی دیگر از کاربردهای گاز کالیبراسیون در دستگاه های کروماتوگرافی (GC) است. در این دستگاه معمولا یک خط یا منحنی کالیبراسیون در محدوده اندازه گیری مورد نظر ایجاد شده و دستگاه کالیبره می شود. گاز کالیبراسیون در این وسیله برای به وجود آوردن نقاط کالیبراسیون این خطوط مورد استفاده قرار می گیرد.

4. دستگاه های سنجش آلودگی هوا

یکی دیگر از کاربردهای گاز کالیبراسیون، نقش مهمی است که در دستگاه‌های سنجش آلودگی هوا ایفا می کند. از این گاز برای تنظیم و کالیبره کرده سنسورهای دستگاه سنجش آلودگی هوا استفاده می شود. این سنسورها برای اندازه‌گیری غلظت گوناگون آلاینده‌ها مانند اکسیدهای نیتروژن (NOx)، کربن (CO)، اوزون (O3) و ذرات معلق به کار می‌روند و برای اطمینان از دقت اندازه گیری آنها، نیاز به استفاده از گاز کالیبراسیون است.

گاز کالیبراسیون با ارائه غلظت‌های دقیق گازهای استاندارد، به این سنسورها کمک می‌کند تا دقت خود را حفظ کرده و اندازه‌گیری‌های صحیحی انجام دهند. همچنین گاز کالیبراسیون برای بررسی کیفیت داده های دستگاه های سنجش آلودگی هوا نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

نحوه کار گاز کالیبراسیون

برای کار با گازهای کالیبراسیون، یک روش جامع وجود دارد که می‌توان از آن در همه موارد استفاده کرد. البته ویژگی‌های دستگاه‌های که قرار است مورد ارزیابی قرار بگیرند، باید در نظر گرفته شود:

• انتخاب گاز مخلوط مناسب

قبل از هرچیز باید متناسب با دستگاهی که قرار است مورد سنجش قرار بگیرد، گاز مخلوط خود را انتخاب کنید. برای مثال دستگا‌های سنجش گاز اکسیژن نیازمند مخلوط اکسیژن با گاز دیگری هستند که به طور دقیق مقدار اکسیژن ارزیابی شوند.

• آماده کردن دستگاه

دستگاه‌های سنجش دارای تنظیمات مختلف هستند. بنابراین هنگام سنجش و ارزیابی باید بر روی تنظیمات مطلوبی قرار بگیرند تا نتایج بدست آمده قابل اطمینان باشد.

• آماده سازی محیط

برای آن که بتوان روند کالیبره کردن را به درستی انجام داد، باید یک محیط مناسب را باتوجه به ویژگی‌های دستگاه و گاز انتخاب کرد. این محیط می‌تواند یک فضای کوچک یا یک محیطی بسیار بزرگ باشد.

• قرار دادن دستگاه در معرض گاز

برای انجام کار، ابزار سنجش را برای مدت معینی در معرض گاز کالیبراسیون قرار داده و نتایج را بادقت ثبت می‌کنیم.

• تحلیل نتایج

برای آن که نتایج را تحلیل نمایید، باید به دفترچه راهنمای سنجشگر خود مراجعه کنید و با توجه به مقیاس‌های گفته شده، عملکرد دستگاه را ارزیابی کنید.

دقت داشته باشید کالیبره کردن، صرفاً برای یک بار در شروع کار دستگاه انجام نمی‌شود، بلکه این کار باید در بازه‌های زمانی مشخصی صورت گیرد تا همیشه از عملکرد صحیح دستگاه اندازه گیری خود مطمئن باشید. بسیاری از این دستگاه‌ها با جان انسان و سلامت آن‌ها ارتباط مستقیم دارند. بنابراین درست کار کردن آن‌ها بسیار اهمیت دارد.

انواع گاز کالیبراسیون

دسته بندی‌های بسیار متفاوتی برای این محصول وجود دارد، اما رایج‌ترین دسته بندی برای این گازها، دسته بندی است که در ادامه آمده است:

گاز Zero یا صفر

گاز Zero یا گاز صفر، بدون هیچ ناخالصی به بازار عرضه می‌شود. برای درک بهتر روش کار گازهای صفر، به این مثال دقت کنید. زمانی که دستگاه‌های سنجش گازی به یک نوع خاص گاز مانند اکسیژن حساس باشند، برای Zero کردن آن، از خود گاز اکسیژن استفاده نمی‌کنند، بلکه از گاز صفر که شامل گاز نیتروژن بدون اکسیژنمی‌باشد، بهره برده می‌شود.

گاز کالیبراسیون یا Span

این نوع از گازهای مخلوطی در مقایسه با گازهای صفر، کارایی بیشتری داشته و پیشرفته‌تر هستند. زیرا به صورت دقیق‌تری کار خود را در رابطه با کالیبره کردن دستگاه‌های آنالیزور انجام می‌دهند. بنابراین بیشتر شرکت‌ها و آزمایشگاه‌هایی که نیازمند این گونه گازها هستند، درخواست تولید و خرید گاز کالیبراسیون اسپن را دارند.

شرکت پارس هوای البرز یکی از تولید کنندگان شاخص این نوع گازها در ایران است که محصولات خود را با استانداردهای روز جهانی تولید و عرضه می‌کند. سیلندرهای ذخیره سازی در بحث گازهای کالیبراسیون بسیار حائز اهمیت هستند و پارس هوای البرز تمام مخلوط‌های گازی خود را در باکیفیت‌ترین سیلندرها ذخیره می‌کند تا ایمنی و هرگونه استاندارد مرتبط با این مبحث را رعایت کرده باشد.

دسته بندی دیگری برای گازهای کالیبراسیون وجود دارد که براساس پایدار بودن گازها انجام می‌شود. براساس این معیار گازهای مخلوط را به دو دسته تقسیم می‌کنند:

مخلوط گازی واکنشی

این نوع از گازهای میکس، به عوامل محیطی مانند رطوبت و گرما واکنش نشان می‌دهند. بنابراین ماندگاری کوتاه‌تری نیز دارند. نمی‌توان مدتی بیشتر از 8 تا 12 ماه از این گازها نگهداری کرد. در همین مدت نیز باید با استفاده از روش‌هایی خاص از این گازها مراقبت کرد تا پایدار بمانند. دی اکسید گوگرد، آمونیاک و کلر نمونه‌هایی از این گاز هستند.

یکی از روش‌های افزایش پایداری این نوع از گازهای مخلوط، نگهداری آنها در سیلندرهای آلومینیومی است. زیرا آلومینیوم در واکنش با عوامل محیطی بسیار غیرفعال است. در نتیجه می‌تواند گاز مخلوط درون خود را از واکنش با عوامل محیطی حفظ کند.

مخلوط گازی غیرواکنشی

این گازها با عوامل محیطی واکنش خاصی انجام نمی‌دهند؛ در نتیجه ماندگاری بالاتری دارند. از این گازها به مدت سه سال یا بیشتر می‌توان نگهداری کرد، بدون آن که دچار تغییری شوند. این نوع از گازهای میکس را در سیلندرهای فولادی نیز نگهداری می‌کنند.

نحوه تولید گاز کالیبراسیون

مخلوط کردن گازها و به وجود آوردن گازهای کالیبراسیون نیازمند دانش خاصی است. بنابراین برای ساخت این گازها باید افراد متخصص دست به کار شوند و با انجام روش‌های مخصوص و به کارگیری ابزارها و دستگاه‌های خاصی این گازها را با یکدیگر مخلوط کنند. برای آنکه یک گاز کالیبراسیون تشکیل شود، روش‌های متنوعی وجود دارد که در ادامه به دو مورد از آن‌ها اشاره خواهیم کرد:

1. روش وزنی

رایج‌ترین روش تولید گازهای کالیبراسیون استفاده از روش وزنی است. در این روش متخصصان برای مخلوط کردن گازها از وزن مولکول‌های خود مواد کمک می‌گیرند و تناسب لازم بین گازها را برقرار می‌کنند.

2. فشار نسبی و حجمی

یکی دیگر از روش‌های تولید گاز میکس، استفاده از فشار و حجم است. در این روش از قوانین دالتون برای تولید، بهره می‌برند. این روش نسبت به روش قبل، محبوبیت کم‌تری دارد. اما با این حال بعضی صنایع و کارخانه‌ها از آن بهره می‌برند تا گاز مخلوط تولید کنند.

استانداردهای گاز کالیبراسیون

سه سطح مختلف برای استاندارد گازهای کالیبراسیون وجود دارد که این عبارت اند از:

1. مخلوط های گاز مرجع اولیه (PRGM)

این استاندارد در بالاترین مکان زنجیره استانداردهای گازهای مخلوط قرار دارد. یعنی بالاترین استاندارد مرتبط با گازهای کالیبراسیون است. این استانداردها باتوجه به معیارهای مرتبط با مواد تعیین می‌شود.

2. مخلوط ‌های گاز مرجع ثانویه (SRGM)

گازهایی که براساس این استاندارد تولید می‌شوند، یک رده پایین‌تر از گازهای PRGM قرار دارند و معیار تعیین این استانداردها، PRGM هستند. اما معمولاً مقرون به صرفه‌تر هستند، مخصوصاً اگر گازها برای حجم‌های بسیار بالا استفاده شوند.

3. استانداردهای کاری گاز

این استاندارها براساس وزن گازها توسط تولیدکنندگان تعیین می‌شوند و شرکت‌های متقاضی باید در این زمینه به تولیدکنندگان اعتماد کنند.

کلام پایانی

گاز کالیبراسیون یک معیار سنجش برای درستی و دقت دستگاه‌های مختلف اندازه گیری است. دستگاه‌هایی مانند دماسنج، فشارسنج، طیف سنج‌ها و … از خانواده این دستگاه‌ها به حساب می‌آیند. گازهای مخلوط باید با استاندارهای بالایی تولید شوند تا بتوانند کار خود را با دقت و به درستی انجام دهند.

انتخاب گاز میکس باید باتوجه به دستگاهی که قرار است مورد ارزیابی قرار بگیرد، انتخاب شود. بنابراین قبل از خرید گاز کالیبراسیون حتماً دفترچه راهنمای تجهیزات خود را با دقت مطالعه کنید تا گاز متناسب را خریداری کرده و روش‌های مناسب را به کار ببرید. همچنین می توانید از فعالین در این زمینه مشاوره بگیرید. این کار را می توانید از طریق تماس با ما انجام دهید. با این وجود می‌توانید از نتایج بدست آمده، مطمئن باشید و خیالتان از بابت کارکرد دستگاهتان راحت باشد.

سوالات متداول