rmjournalЭталоны. Стандартные образцыMeasurement Standards. Reference Materials2687-0886D. I. Mendeleyev Institute for Metrology10.20915/2077-1177-2025-21-4-37-47rmjournal-584Research ArticleЭталоныStandardsПрименение кориолисовых регуляторов расхода для разработки эталонной газосмесительной установки в целях совершенствования метрологического обеспечения газоаналитических измеренийApplication of Coriolis Flow Controllers for the Development of a Reference Gas Mixing Installation to Improve the Metrological Support of Gas Analysis Measurementshttps://orcid.org/0000-0001-9030-446XКолобоваА. В.KolobovaA. V.

Колобова Анна Викторовна – канд. техн. наук, руководитель научно-исследовательского отдела госэталонов в области физико-химических измерений

190005, г. Санкт-Петербург, пр. Московский, 19

Anna V. Kolobova – Cand. Sci. (Eng.), Deputy Head of the Research Department of State Standards in the field of Physical and Chemical Measurements

19 Moskovsky ave., St. Petersburg, 190005

akol@b10.vniim.ruНечаевА. А.NechaevA. A.

Нечаев Александр Алексеевич – аспирант, инженер

190005, г. Санкт-Петербург, пр. Московский, 19

Aleksandr A. Nechaev – Postgraduate Student, Engineer

19 Moskovsky ave., St. Petersburg, 190005

nech@b10.vniim.ruФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева»РоссияD. I. Mendeleyev Institute for MetrologyRussian Federation2025180120262143747Copyright © Колобова А.В., Нечаев А.А., 20262026Колобова А.В., Нечаев А.А.Kolobova A.V., Nechaev A.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rmjournal.ru/jour/article/view/584

Метрологическое обеспечение газоаналитических измерений содержания компонентов в газовых средах по мере развития аналитического приборостроения сопровождается повышением требований к точности. Современные требования к аналитическому приборостроению предполагают расширение диапазонов измерений, уменьшение погрешности, возможность анализа сложных матриц. Однако не все существующие генераторы газовых смесей удовлетворяют этим требованиям.Цель описанного в статье исследования – оценить возможности кориолисовых регуляторов расхода для создания эталонной динамической установки, способной воспроизводить и передавать единицу молярной доли компонентов в газовых средах с высокой точностью.Отправной точкой исследования стал анализ опубликованных в литературе результатов приготовления газовых смесей статическими и динамическими способами. Выделены сильные и слабые стороны обоих способов. Проведен собственный эксперимент по приготовлению газовых смесей с применением кориолисовых регуляторов расхода газа.Сделан вывод о преимуществах кориолисовых регуляторов расхода газа – отсутствии зависимости от физико-химических свойств газа и высокой точности измерений расхода. Представлены основные метрологические и технические характеристики кориолисовых регуляторов. Доказана возможность их применения в эталонных динамических установках для приготовления бинарных и многокомпонентных газовых смесей.Исследование показало возможность применения кориолисовых регуляторов расхода для создания эталонной динамической установки, способной воспроизводить и передавать единицу молярной доли компонентов в газовых средах с высокой точностью. Результаты работы могут быть использованы для совершенствования метрологического обеспечения газоаналитических измерений и повышения достоверности результатов анализа.

The metrological support for gas analysis measurements of component content in gas media is facing increasing accuracy requirements as analytical instrumentation advances. Modern demands on analytical instrumentation involve expanding measurement ranges, reducing errors, and enabling the analysis of complex sample matrices. However, not all existing gas mixture generators meet these requirements. The aim of the research described in the article is to evaluate the capabilities of Coriolis flow controllers for creating a reference dynamic installation capable of reproducing and disseminating the unit of molar fraction of components in gas media with high accuracy.The starting point of the research was an analysis of published results on the preparation of gas mixtures by static and dynamic methods. The analysis identified the strengths and weaknesses of both approaches. An experiment on the preparation of gas mixtures using Coriolis flow controllers was subsequently conducted. It was concluded that Coriolis flow controllers offer significant advantages, primarily their independence from the physicochemical properties of the gas and their high flow measurement accuracy. The main metrological and technical characteristics of the Coriolis controllers were presented. The study demonstrated the feasibility of their application in reference dynamic installation for the preparation of binary and multicomponent gas mixtures.The study demonstrated the feasibility of using Coriolis flow controllers to create a reference dynamic installation capable of reproducing and disseminating the unit of molar fraction of components in gas media with high accuracy. Furthermore, the results of this work can be used to enhance the metrological support for gas analysis measurements and improve the reliability of analytical results.

газовые смесиповерочные газовые смесикориолисовый расходомеррегулятор расхода газагазоаналитические измеренияэталонная установкаметрологическое обеспечение измеренийобеспечение единства измеренийgas mixturescalibration gas mixturesCoriolis flow metergas flow controllergas analytical measurementsreference installationmetrological support of measurementsassurance of measurement uniformityАвторы выражают благодарность ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» за предоставление технической базы для проведения экспериментов.The authors expresses gratitude to the D. I. Mendeleyev Institute for Metrology for providing the technical base for conducting the experiments.ReferencesБузмаков С. А. Антропогенная трансформация природной среды // Географический вестник. 2012. № 4 (23). С. 46–50.Buzmakov SA. Anthropogenic transformation of environment. Geographical Bulletin. 2012;4(23):46–50. (In Russ.).Колобова А. В., Конопелько Л. А., Попов О. Г. Государственный первичный эталон единиц молярной доли, массовой доли и массовой концентрации компонентов в газовых и газоконденсатных средах ГЭТ 154-2019 // Эталоны. Стандартные образцы. 2020. Т. 16, № 3. С. 23–35. https://doi.org/10.20915/2687-0886-2020-16-3-23-35Kolobova AV, Konopelko LA, Popov OG. State primary standard of units of molar part, mass part and mass concentration of components in gas and gas condensate environs GET 154-2019. Measurement Standards. Reference Materials. 2020;16(3):23–35. (In Russ.). https://doi.org/10.20915/2687-0886-2020-16-3-23-35Динамические методы приготовления газовых смесей / А. В. Колобова [и др.] // Эталоны. Стандартные образцы. 2024. Т. 20, № 4. С. 76–88. https://doi.org/10.20915/2077-1177-2024-20-4-76-88Kolobova AV, Malginov AV, Nechaev AA, Koshev VA. Dynamic methods for preparing gas mixtures. Measurement Standards. Reference Materials. 2024;20(4):76–88. (In Russ.). https://doi.org/10.20915/2077-1177-2024-20-4-76-88Мальгинов А. В., Евдокимов А. А., Громова Е. В. Передача единиц молярной доли и массовой концентрации газовых компонентов с помощью рабочих эталонов 1-го разряда на основе динамических генераторов газовых смесей // Измерительная техника. 2011. Т. 54, № 9. С. 8–12.Malginov AV, Evdokimov AA, Gromova EV. Dissemination of units of mole fraction and mass concentration of gas components by means of first-grade working standards based on dynamic gas mixture generators. Measuring technique. 2011;54(9):8–12. (In Russ.).Хмельник С. И. Сила Кориолиса и центробежная сила в электродинамике и механике // Доклады независимых авторов. Серия: Физика. 2020. Т. 48, № 1. С. 67–73. https://doi.org/10.5281/zenodo.3886486Khmelnik S. Coriolis and centrifugal forces in electrodynamics and mechanics. The Papers of Independent Authors. 2020;48(1):67–73. (In Russ.). https://doi.org/10.5281/zenodo.3886486Романов В. А., Тараненко П. А. Оценка диссипативных свойств колебательной системы серийного образца расходомера Кориолиса // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2020. № 2. С. 134–144. https://doi.org/10.15593/perm.mech/2020.2.11Romanov VA, Taranenko PA. The dissipative properties assessment of the oscillatory system of a serial sample of the Coriolis flowmeter. PNRPU Mechanics Bulletin. 2020;(2):134–144. (In Russ.). https://doi.org/10.15593/perm.mech/2020.2.11Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report) / Th. Prohaska [et al.] // Pure and Applied Chemistry. 2022. Vol. 94, № 5. P. 573–600. https://doi.org/10.1515/pac-2019–0603Prohaska Ths, Irrgeher Jo, Benefield Ja, et al. Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry. 2022;94(5):573–600. https://doi.org/10.1515/pac-2019–0603

The authors declare that there are no conflicts of interest present.