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Gasgemische - Definitionen

Gasgemische sind homogene Mischungen unterschiedlicher Gase oder Dämpfe. Die Vielzahl der zur Verfügung stehenden Stoffe ergibt nahezu unbegrenzte Kombinationsmöglichkeiten. Die Herstellbarkeit eines Gasgemisches wird allerdings durch chemische, physikalische und sicherheitstechnische Aspekte eingeschränkt.

Als Komponenten werden die Bestandteile (Gase, Dämpfe, Flüssigkeiten) eines Gemisches bezeichnet. Bei Prüfgasen bezeichnet man mit Beimengung die den Anwendungszweck bestimmende „Messkomponente“ im Gemisch. Als Trägergas oder Grundgas wird der Hauptbestandteil des Gemisches bezeichnet.

Die Konzentration kann in verschiedenen Größeneinheiten angegeben werden. Oftmals wird der Stoffmengenanteil in ppm verwendet, da diese Einheit druck- und temperaturunabhängig ist. Weithin verbreitet sind auch der Volumenanteil sowie die Massenkonzentration. Für diese druck- und temperaturabhängigen Einheiten wird der Normzustand üblicherweise bei 0°C und 1013 mbar zugrunde gelegt.

Die Toleranz beschreibt die zulässige Abweichung der tatsächlichen Konzentration (Ist-Wert) einer Komponente von der geforderten Konzentration (Soll-Wert). Verfahrensbedingt liegt die Fertigungstoleranz üblicherweise bei 3% – 10% relativ, je nach Gehalt, Art und Anzahl der Komponenten.

                                        Sollwert (90 ppm)
                                         Toleranz +/- 5 %

                       Istwert (88,5 ppm)
                       Genauigkeit +/- 1 %

Tolerzanz und Genauigkeit von Gasgemischen Beispiel: 90 ppm NO Topline (Toleranz +/- 5 %, Genauigkeit +/- 1 %)

Der Ist-Wert einer Komponente kann nur mit einer gewissen Genauigkeit angegeben werden. Mathematisch wird die Unsicherheit nach der Formel U = k * s bestimmt, wobei s die Standardabweichung darstellt, k ist der Faktor für die „erweiterte Unsicherheit“. Messer rechnet bei der Bestimmung der erweiterten Unsicherheit mit k = 2. Je nach Art und Gehalt einer Komponente wird das erforderliche Analysenverfahren gewählt. Die erreichbaren Genauigkeiten liegen verfahrensbedingt bei 1 – 10% relativ. Bei entsprechend aufwändigen Herstellverfahren können Genauigkeitswerte bis unter 1% relativ (Topline) erreicht werden.

Prüfgase werden zur Kalibrierung von Messgeräten eingesetzt. Oftmals reicht der Inhalt eines Druckgasbehälters viele Monate. Daher gibt die Stabilitätsdauer den Zeitraum ab Herstelldatum an, für den die Angabe des Ist-Wertes im Analysenzertifikat gilt. Üblicherweise liegt dieser Zeitraum bei 12 Monaten, längere Stabilitätszeiträume sind allerdings durchaus möglich (Longlife-Option).