GBT 5274.2-2026 气体分析 校准用混合气体的制备 第2部分：称量法制备Ⅱ类混合气体标准立项发展报告

气体分析校准用混合气体的制备第2部分：称量法制备Ⅱ类混合气体标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:GasAnalysis—PreparationofCalibrationGasMixtures—Part2:GravimetricMethodforClassIIMixtures摘要随着我国工业气体产业、环境监测、碳排放核算及高端制造业的快速发展，对校准用混合气体的制备精度与溯源可靠性提出了更高的要求。称量法作为制备校准用混合气体的基准方法，其标准化水平直接影响气体分析结果的准确性和可比性。本报告围绕国家标准GB/T5274.2-2026《气体分析校准用混合气体的制备第2部分：称量法制备Ⅱ类混合气体》的立项背景、编制依据、技术内容及行业需求展开系统论述。报告分析了现行标准体系的发展沿革，对比了ISO6142-1等国际标准的技术框架，重点阐述了Ⅱ类混合气体区别于Ⅰ类混合气体的技术特征、适用场景及制备流程中的关键控制点。在此基础上，报告介绍了主要起草单位中国测试技术研究院在气体计量领域的技术积累和研究成果，并对标准实施后在我国碳排放监测、环境空气质量监测、电子特气质量管控等领域的应用前景进行了展望。本报告旨在为标准的技术审查、宣贯推广及后续修订完善提供参考依据。关键词：称量法；Ⅱ类混合气体；校准用气体；气体分析；标准化；ISO6142；计量溯源Keywords:gravimetricmethod;ClassIIgasmixture;calibrationgas;gasanalysis;standardization;ISO6142;metrologicaltraceability一、引言1.1立项背景混合气体作为气体分析领域的关键计量标准物质，广泛应用于环境监测、工业过程控制、碳排放核算、医疗卫生和科学研究等诸多领域。校准用混合气体是指以高精度已知浓度的组分气体配制而成、用于校准气体分析仪器或评价测量方法的标准气体。其质量直接决定了下游分析数据的准确性与可靠性。全球范围内，以称量法制备混合气体被公认为具有最高计量学等级的气体制备方法，也是国际公认的基准方法之一。我国现行气体分析标准体系中，GB/T5274《气体分析校准用混合气体的制备》系列标准是中国采用国际标准ISO6142系列转化而来的国家标准。该系列从第1部分到第5部分依次规定了不同类别混合气体的制备技术要求与通用框架。随着我国双碳目标的确立、大气污染防治攻坚战的深入推进，以及半导体、新能源等战略新兴产业的兴起，社会各界对高精度混合气体的需求呈井喷式增长，对标准的覆盖面、技术要求的精细化程度及与国际标准的对接水平均提出了更高的要求。GB/T5274.2-2026即为针对Ⅱ类混合气体（即组分浓度范围较宽、相对不确定度要求较宽松的一类混合气体）的专项技术标准，编号为GB/T5274.2-2026。该标准由全国气体标准化技术委员会归口管理，由中国测试技术研究院等单位联合起草，于2026年5月25日发布，将于2026年12月1日正式实施。1.2标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|GB/T5274.2-2026||标准名称|气体分析校准用混合气体的制备第2部分：称量法制备Ⅱ类混合气体||英文名称|Gasanalysis—Preparationofcalibrationgasmixtures—Part2:GravimetricmethodforClassIImixtures||标准状态|未生效（2026年12月1日实施）||发布机构|国家标准化管理委员会||分类|工业气体||发布日期|2026年5月25日||实施日期|2026年12月1日||国别|中国||语种|中文（简体）|二、标准体系发展沿革与编制依据2.1国内外相关标准发展现状称量法制备校准用混合气体的标准化工作具有悠久的国际历史。国际标准化组织ISO/TC158（气体分析技术委员会）自20世纪80年代便启动了相关标准的编制工作。历经多轮修订与结构性调整，目前ISO6142系列已形成较为完整的标准体系框架。其中，ISO6142-1:2015《气体分析校准气体的制备第1部分：一类混合气体的称量法》代表了当前国际称量法制备技术的最高水平，规定了不确定度最优级别的Ⅰ类混合气体的制备程序和评定方法。在国际标准向我国国家标准转化的过程中，原国家质量监督检验检疫总局和全国气体标准化技术委员会陆续推动了GB/T5274系列标准的制修订工作。从早期参照ISO6142（第一版）整体转化的GB/T5274-1985，到后来依据国际标准结构分别立项编制各部分，我国已逐步形成了涵盖混合气体制备全链条的标准体系。GB/T5274.1对应ISO6142-1，专门针对不确定度要求最高的Ⅰ类混合气体；而GB/T5274.2则对应ISO6142-2，面向组分浓度范围更宽泛、不确定度要求相对宽松但实际应用同样广泛的Ⅱ类混合气体。2.2编制依据与标准引用GB/T5274.2-2026在编制过程中，遵循了以下核心文件和法规依据：-《中华人民共和国标准化法》（2017年修订）：确立了国家标准制定的基本原则和程序要求；-《中华人民共和国计量法》：赋予标准气体作为计量标准物质的法律地位；-《国家标准化发展纲要》（中共中央、国务院2021年印发）：强调推动重点领域标准升级和国际标准转化；-ISO6142-2:2024：本标准的国际对应文件，规定了Ⅱ类混合气体称量法制备的技术要求；-GB/T5274.1《气体分析校准用混合气体的制备第1部分：称量法制备Ⅰ类混合气体》：同系列已发布标准，为本标准的制定提供了框架参考。标准编制还参考了GB/T6285《气体中微量氧的测定电化学法》、GB/T37180《气体分析校准用混合气体纯度的验证方法》等配套标准，在组分纯度分析、杂质干扰评估及最终浓度验证等方面保持了技术协同。2.3Ⅱ类混合气体的定义与技术定位根据ISO6142-2的定义，Ⅱ类混合气体是指用称量法制备的、各组分摩尔质量分数相对扩展不确定度通常不低于Ⅰ类混合气体要求（即相对扩展不确定度一般大于0.2%，k=2）的一类混合气体。与Ⅰ类混合气体相比，Ⅱ类混合气体在浓度范围选择上具有更大灵活性，可在极低浓度（ppm级甚至ppb级）到较高浓度（百分比级）的宽范围内满足分析仪器的校准需求。其制备过程在继承称量法基本流程框架的基础上，对某些精细化控制措施进行了合理简化，从而在保证计量溯源性的前提下降低了制备门槛和成本，更利于广泛推广和应用。值得特别指出的是，Ⅱ类混合气体并非简单的"低精度"版本——对于微量组分而言，其制备技术难度并不亚于Ⅰ类气体，在制备方法、组分纯度修正、称量策略等若干环节仍有独特的科学技术问题需要解决。三、标准主要内容与技术分析3.1标准适用范围GB/T5274.2-2026规定了采用称量法制备Ⅱ类校准用混合气体的术语和定义、符号与缩略语、原理、制备器材要求、制备程序、计算方法、不确定度评定、验证方法、安全要求以及标识和证书等内容。标准适用于通过称量方式向配气容器（气瓶）中充入已知纯度的组分气体配制而成的含有两个或两个以上组分的校准用混合气体。该标准适用于相对扩展不确定度介于0.2%至若干百分比之间（k=2时），且满足Ⅱ类混合气体各项技术要求的混合气体的制备与评定。3.2核心技术内容（一）制备原理与流程。标准明确规定了称量法制备Ⅱ类混合气体的核心原理，即依据质量守恒定律，在精密天平上依次称量充入配气瓶中的各组分气体的净质量，根据各组分的净质量和纯物质的摩尔质量计算各组分在最终混合气体中的摩尔分数。制备流程主要包括：气瓶预处理、气瓶称量（空瓶质量测定）、组分气体依次充入、逐次称量、组分纯度修正分析、浓度计算与不确定度评定、均匀性验证等关键环节。（二）器材要求与环境条件。标准对配气瓶（气瓶材质、容积规格、阀门类型、内壁处理方式）、称量天平（最大秤量、分辨力、重复性指标）、恒温系统及压力测量仪表等器材提出明确技术要求。对于天平这一核心设备，标准特别强调了砝码校准溯源、天平环境控制与漂移修正的要求，规定了对称量室温度波动的限制范围，以确保称量结果的准确性。（三）组分纯度修正与杂质处理。与Ⅰ类混合气体标准一脉相承，GB/T5274.2-2026对组分气体的纯度分析提出了系统性要求。制备所用原料气应经过纯度测定，其已知杂质的含量应通过专门分析予以确认。标准详细规定了杂质信息收集、纯度修正方程、杂质干扰评估等内容，明确要求制备完成后应对最终混合气体浓度进行杂质修正计算，以保证浓度赋值结果的准确性。（四）Ⅱ类混合气体的技术特征。与Ⅰ类混合气体逐项严格的管理措施相比，本标准的条款在保持溯源性核心要求的同时，对下列内容做出了合理调整：允许对组分气体纯度校正的重复频次做出差异化安排、对充气压力平衡方式的选择给出更多灵活性空间、对最终验证方法的技术路线给出与浓度水平相适应的可选项。与此同时，对其他一些Ⅱ类气体特有的技术环节提出了额外明确的要求，例如对低浓度组分的顺序充入策略、高压下组分在气瓶内壁的吸附/解吸效应评估等。（五）不确定度评定。标准规定了称量法测量不确定度的来源分析与评定方法。不确定度分量包括：称量重复性引入的不确定度、天平校准不确定度、砝码质量不确定度、组分纯度分析引入的不确定度、杂质修正过程中的不确定度、称量过程中的浮力修正不确定度、气体在制备过程中可能发生的质量损失（如泄漏）引入的不确定度等。标准要求在计算各组分摩尔分数的同时，给出完整的扩展不确定度报告，置信水平取95%（包含因子k=2）。（六）安全要求。标准专设安全条款，对高压气瓶操作、易燃易爆及有毒气体的安全防护、实验室通风和应急处置措施等提出明确要求，保障操作人员安全和实验场所安全。3.3与ISO6142-2的对应关系GB/T5274.2-2026在技术内容上修改采用ISO6142-2:2024。结合我国工业气体行业的发展实际及应用需求，标准在以下方面进行了适应性调整：一是对术语定义进行了本土化表述，与我国已有气体标准术语体系保持一致；二是在规范性引用文件上整合了我国现行有效的气体分析标准；三是结合国内可供使用的器材与原料气条件，对部分技术参数给出了差异化的选择建议；四是在标准编写格式和相关要求上遵循了GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》等国家标准编写规定。这些调整使该标准在保持与国际标准协调一致的前提下，更好地贴合国内行业实际。四、主要起草单位介绍4.1中国测试技术研究院中国测试技术研究院（NationalInstituteofMeasurementandTestingTechnology,NIMTT，简称中测院）是GB/T5274.2-2026的主要起草单位之一，也是标准编制工作的核心技术支撑力量。中国测试技术研究院创建于1956年，前身为国家计量局成都计量测试研究院，是我国西部地区唯一一家国家级综合性计量测试研究机构，现隶属于四川省人民政府，同时接受国家市场监督管理总局的业务指导。研究院承担着国家计量基准、副基准的研究建立和维护运行工作，是国家级科技成果检测鉴定机构、国家扩展不确定度评定培训基地。经过数十年的发展，研究院在几何量、热工、力学、电磁、时间频率、化学、气体等计量领域形成了雄厚的科研基础和人才储备。在气体计量领域，中国测试技术研究院拥有国内领先的气体分析计量研究团队和实验室条件。研究院建有国家气体分析仪器质量检验检测中心，具备混合气体国家一级标准物质的研制能力，长期承担气体成分分析领域的量值溯源与传递任务。在标准气体研制方面，研究院自主建立了高精度称量法配气平台，配备了质量比较仪、高精度分析天平等核心设备，具备从原料气纯化、纯度分析、称量配气、均匀性检验到稳定性考察的完整技术链，已研制发布数百种国家标准物质。在标准化工作方面，中国测试技术研究院是全国气体标准化技术委员会气体分析分技术委员会（SAC/TC206/SC1）的秘书处承担单位和核心成员单位。研究院先后主持或参与制修订了数十项气体分析领域国家标准和行业标准，涵盖气体分析方法通则、标准气体研制技术规范、气体分析仪器性能评价等多个方向。同时，该院长期代表中国参与ISO/TC158国际标准化活动，在气体分析国际标准的制修订过程中不断发出中国声音，为促进我国气体计量标准与国际接轨做出了持续贡献。在本标准的研制过程中，中国测试技术研究院气体计量科研团队承担了关键技术指标的实验验证工作。团队基于自身长期的标准气体研制实践，对Ⅱ类混合气体的制备流程、不确定度评估模型及验证方案进行了系统性实验研究，为标准技术条款的确定提供了扎实的实证依据。特别是在低浓度组分（ppm级至ppb级）混合气体的制备工艺优化方面，团队开展了气瓶内壁吸附效应、微量组分气体在高压条件下可凝性等专题研究，有效解决了称量法制备低浓度混合气体过程中若干关键工艺瓶颈，相关研究成果直接转化纳入了标准技术条款。4.2其他参编单位除中国测试技术研究院外，参与本标准编制的单位还包括中国计量科学研究院（NIM）、西南化工研究设计院有限公司、上海计量测试技术研究院、广东省气体行业协会等单位，以及多家国内主要标准气体生产企业和气体分析仪器制造商。各参编单位在气体纯化技术、高精度分析仪器研制、标准气体生产实践经验等方面发挥各自优势，共同保障了标准技术内容的科学性、全面性和可操作性。五、标准需求分析与行业应用前景5.1经济社会发展对Ⅱ类混合气体的需求标准气体的制备与供应是工业气体产业链中的高端环节，也是诸多战略性产业发展的基础支撑。近年来，以下几个领域对Ⅱ类混合气体形成了尤为突出的需求：-温室气体监测与碳排放核算。我国"双碳"目标的实施对固定污染源排放监测和环境空气温室气体浓度监测提出了法定的精度要求。碳监测中使用的多个浓度梯度的CO₂、CH₄、N₂O等标准气体大多属于Ⅱ类混合气体范畴。生态环境部陆续出台的技术规范中明确要求使用具有溯源性的标准气体进行校准，为本标准的应用提供了明确的市场空间。-环境空气质量监测。《环境空气质量标准》（GB3095-2012）及其修改单对SO₂、NO₂、CO、O₃等污染物的监测方法和质量控制提出了技术要求。环境空气质量连续自动监测系统的日常校准和期间核查需要大量不同浓度水平的混合气体，该类气体的精度等级和质量稳定性直接关系到环境监测数据的公信力。-电子特气与半导体制造。半导体、平板显示、光伏等高端制造领域大量使用ppm级至ppb级的掺杂气、校准气，用于在线质量控制气体分析仪器的校准。随着国内电子气体产业规模的高速增长，对Ⅱ类混合气体的需求呈快速增长态势。此类应用中的二元和三元低浓度混合气体均可采用本标准所规定的称量法进行制备。-工业过程分析与安全监控。石油化工、煤化工、冶金等领域在线气体分析系统广泛应用于过程优化控制、安全报警和产品质量监控，其在线分析仪的校准维护需要持续消耗大量混合气体标准物质。5.2标准实施预期效益本标准的发布实施将在多个层面产生积极效益：在技术层面，标准将为国内标准气体生产企业和计量技术机构提供一个统一、规范、可验证的Ⅱ类混合气体称量法制备技术依据，有效提升各类混合气体的研制水平和质量一致性。对具备较强技术能力的大中型生产企业而言，按