Prüfgas

Ein Prüfgas ist ein Gasgemisch, das zur Überprüfung von Mess- und Analysegeräten eingesetzt wird.

Definition

Ein Prüfgase besteht in der Regel aus einem Grundgas und einer oder mehreren Beimengungen.<ref name="VDI3490-1">VDI 3490 Blatt 1:1980-12 Messen von Gasen; Prüfgase; Begriffe und Erläuterungen. VDI-Verlag, Düsseldorf, S. 2.</ref><ref name="VDILexikon">Franz Joseph Dreyhaupt (Hrsg.): VDI-Lexikon Umwelttechnik. VDI-Verlag Düsseldorf, 1994, ISBN 3-18-400891-6, S. 942–943.</ref> Das Grundgas wiederum kann ein reines Gas oder ein Gasgemisch sein.<ref name="VDI3490-1" />

Der Begriff Kalibriergas wird in Fragen der Kalibrierung häufig synonym verwendet.<ref>VDI 2100 Blatt 1:2008-06 Messen gasförmiger Verbindungen in der Außenluft; Messen von Innenraumluftverunreinigungen; Gaschromatografische Bestimmung organischer Verbindungen; Grundlagen (Gaseous ambient air pollution measurement; Indoor air pollution measurement; Gas chromatographic determination of organic compounds; Fundamentals). Beuth Verlag, Berlin, S. 43.</ref>

Als Nullgas wird ein Grundgas bezeichnet, das keine Beimengung enthält.<ref name="VDI3490-1" />

Herstellung

Für die Herstellung von Prüfgasen werden meistens Luft oder Stickstoff als Grundgas verwendet.<ref name="VDILexikon" /> Diesem wird eine bekannte Menge einer interessierenden Komponente hinzugefügt.<ref>Günter Baumbach: Luftreinhaltung. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, 2. Auflage 1992, ISBN 3-540-55078-X, S. 241.</ref>

Prüfgase können mittels unterschiedlicher Verfahren hergestellt werden. Es wird zwischen statischen und dynamischen Verfahren unterschieden. Bei statischen Verfahren werden Volumina miteinander vermischt, bei dynamischen Verfahren Volumenströme.<ref name="VDI3490-2">VDI 3490 Blatt 2:1980-12 Messen von Gasen; Prüfgase; Herstellungsverfahren; Übersicht. VDI-Verlag, Düsseldorf, S. 2.</ref> Geräte zur dynamischen Herstellung von Prüfgasen werden Prüfgasgeneratoren genannt.<ref name="VDILexikon" />

Es haben sich unter anderem folgende Herstellungsverfahren etabliert:

Gravimetrische Methode: Wägung eines abgeschlossenen Behälters vor und nach der Beaufschlagung mit Gas<ref>VDI 3490 Blatt 4:1980-12 Messen von Gasen; Prüfgase; Herstellung mit gravimetrischen Methoden. VDI-Verlag, Düsseldorf, S. 2.</ref>
Dynamische Herstellung mit Gasmischpumpen: Ansaugen zweier Gase durch wechselseitiges Zusammenarbeiten von Dosierpumpen<ref>VDI 3490 Blatt 6:1988-12 Messen von Gasen; Prüfgase; Dynamische Herstellung mit Gasmischpumpen. Beuth Verlag, Berlin, S. 2.</ref>
Herstellung durch Injektion: Injektion einer Beimengung in einen Grundgasstrom; die Injektion kann kontinuierlich<ref>VDI 3490 Blatt 8:1981-01 Messen von Gasen; Prüfgase; Herstellung durch kontinuierliche Injektion. VDI-Verlag, Düsseldorf, S. 2.</ref> oder periodisch<ref>VDI 3490 Blatt 7:1980-12 Messen von Gasen; Prüfgase; Dynamische Herstellung durch periodische Injektion. VDI-Verlag, Düsseldorf, S. 2.</ref> erfolgen.
Herstellung durch Permeation der Beimengung: Permeation der Beimengung durch eine geeignete Membran in einen Grundgasstrom<ref>VDI 3490 Blatt 9:1980-12 Messen von Gasen; Prüfgase; Herstellung durch Permeation der Beimengung in einen Grundgasstrom. VDI-Verlag, Düsseldorf, S. 1.</ref>
Herstellung durch manometrische Methoden: Aufeinander folgende Befüllung eines evakuierten Druckbehälters mit Grundgas und Beimengungen sowie jeweils nachfolgende Druckmessung<ref>VDI 3490 Blatt 12:1988-12 Messen von Gasen; Prüfgase; Herstellung von Prüfgasen durch manometrische Methoden. Beuth Verlag, Berlin, S. 2.</ref>

Die Auswahl des Herstellungsverfahrens richtet sich unter anderem nach den Eigenschaften der Beimengungen, dem gewünschten Druck des Prüfgases und der angestrebten Konzentration der Beimengung. Konzentrationen werden als Masse pro Volumen, Stoffmenge pro Volumen, Massengehalt, Volumengehalt oder Stoffmengengehalt angegeben.<ref name="VDI3490-2" />

Viele Prüfgase können in Druckgasflaschen über den Handel bezogen werden.<ref name="VDILexikon" />

Verwendung

Prüfgase dienen zum Kalibrieren von Gasmess- und Gaswarngeräten, deshalb ist die Einhaltung der definierten Konzentration, Stoffmengenanteile oder Volumenanteile bei der Produktion von Prüfgasen besonders wichtig.

In Ringversuchen werden Prüfgase zur Qualitätskontrolle von Messstellen eingesetzt.<ref>Franziska Raschick, Christian Monsé, Krista Gusbeth, Brigitte Maybaum, Yvonne Giesen, Dietmar Breuer, Christian Monz: Ringversuche für innerbetriebliche und außerbetriebliche Messstellen an der Prüfgasstrecke des Instituts für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA). In: Gefahrstoffe – Reinhalt. Luft. 76, Nr. 3, 2016, S. 78–84.</ref>

Literatur

VDI 3490 Blatt 2:1980-12 Messen von Gasen; Prüfgase; Herstellungsverfahren; Übersicht. VDI-Verlag, Düsseldorf.

Einzelnachweise