混合标准气体是一种具有已知气体组成和浓度的气体混合物，用于校准气体分析仪器和进行气体测量。它是通过严格的混合气体制备过程和测量技术来获得的，具有复现、保存和传递量值的基本作用。
混合标准气体的制备过程需要使用高纯度的气体原料和配气设备。制备过程中，按照预定的比例和浓度，将所需气体原料混合在一起。常见的气体原料包括
氧气、
氮气、氢气、
氩气等。
为了确保标准混合气体的可追溯性，制备过程需要遵循国际标准和相关规范。这包括严格控制气体流量、压力、温度和湿度等参数，以及使用气体流量计和校准设备进行测量和调整。
混合标准气体的应用范围广泛，涵盖环境监测、工业过程控制、医学诊断和科学研究等领域。它们被用作校准气体分析仪器，以确保仪器的可靠性。标准混合气体也可用于验证分析方法、验证生产过程的合规性，以及进行实验室研究和比对分析结果等。
总之，混合标准气体是一种浓度和已知组成的气体混合物，用于校准气体分析仪器和进行气体测量。
二、混合标准气体的制备方法
（一）重量法
重量法是绝对测量法，其量值可以直接溯源到国际单位制，具有最高的准确度。将混合气体的每个组分逐次加入已处理好的钢瓶中，充气之前和之后分别称量气瓶，充入气体组分的重量由两次称量的差值来确定。混合气中每个组分的浓度被定义为该组分的重量与混合气总重量之比，以质量比或摩尔比表示。当浓度低时，可采用稀释法配气。配制方法应遵照国际标准 ISO6142-1981 (E) 和 ISO6142DADI 的规定。
（二）分压法
分压法是一种静态方法。将混合气的各组分及稀释气依次充入已预先清洗和抽空的假定为恒定容积的气瓶中，在每次充入组分气后测量气瓶压力。标准气浓度以压力比表示，它等于充入该组分而引起压力的变化与混合气的总压之比。对于实际气体需用压缩系数来修正，但计算比较麻烦，现在一般采用高精度分析方法如气象色谱法分析定值。
汇流排所并联支管的多少，可按配入组分数的多少及一次配气瓶数的多少来确定，一般为 5 - 10 支。用分压法配置钢瓶标准混合气体时，钢瓶应预先处理、清洗和抽空，必要时先在 80℃下烘烤 2 小时以上，每次导入一组分后，需静置 1 - 2 分钟，待瓶壁温度与室温相近时，测量钢瓶内压力。
为提高配置的准确度，必须注意以下几点：
1.必须使用纯度已知的稀释气、组分纯气以及稀释气中所含的预配组分含量。
2.合理选择压力表的量程和级别，建议采用高精度压力表。
3.对钢瓶进行抽空处理，选用密封性好的钢瓶阀，如 PX - 32，QF - 90A 等阀门。
4.充压速度应当缓慢，条件允许时，待加入的组分冷却到室温时，再测量钢瓶中的压力。
5.正确测量钢瓶体的温度，因为充气时会造成一定的温度升高，影响计算各组分压力的准确性。
6.纯气体的压缩系数可以从手册中查到，但当冲入第二种气体组分时，混合气体的量与第一种纯气体的计算的量不同，需要在实践中不断摸索，积累经验，提高制备的准确度。
7.不适用于含液组分的混合气。
8.配置好的钢瓶混合标准气体，需采用合适的混匀技术进行混匀处理或者静置一段时间使各组分自然混匀，待完全混匀后，再进行分析。
（三）动态体积法
该法是将二股或多股流动的气流，在规定条件下，以已知体积流量混合为一股气流。在所得的混合气中，各组分的体积比都是根据体积流量比计算的。为了计算摩尔比，必须了解混合气对理想状态的偏离。如果所有气体的流速均以单位时间质量流量测得，则可以直接计算出质量比或摩尔比。
例如，氢氧校准仪通过模拟特定浓度的氢气和氧气环境，对气体分析仪器进行校准和验证。其核心工作原理基于电化学发生法和动态体积法，利用电解槽与现场载气配合的方式产生标准气体。通过精确控制电解气体的流量和载气的流量，确保标准气体的浓度稳定且准确。
（四）渗透法
渗透法的原理是靠组分的渗透通过适当的薄膜而进入载气流中。气流中该组分的浓度由气流的流速和组分渗透率来决定。物质透过薄膜的扩散速率取决于物质本身，薄膜性质，管内外气体分压差等因素。如果保持扩散速率恒定，就可在相隔适当的时间以简单的称重来测定。所制备的标准混合气浓度是管子扩散速率和稀释气体流速的函数。本法通常用于所需要组分浓度范围为 10⁻⁹～10⁻⁵(体积比)，可达准确度为组分浓度的 2%。在所述浓度范围内，要保持混合气浓度稳定是困难的，因此，必须在使用前配制混合气，且以尽可能短的途径将其送到使用点。配制方法应遵照国际标准 ISO6349 的规定。
（五）饱和法
气流通过一种保持在一定温度下，能够蒸发或升华的物质，达到平衡时，气流中该物质的浓度由所定温度下该物质的饱和蒸汽压决定。其原理是，同液体相平衡的纯气蒸汽压只取决于温度。若混合气的温度和总压已知，则它的浓度就可以计算出来。该法可用于连续制备标准混合气，配气准度可达到 3%。配制方法应遵照国际标准 ISO6147 的规定。
（六）静态容积法
该法是将充装在两个或多个分别校准过体积的容器中的，处于已知温度和压力下的两种或多种气体进行混合，以制备混合气。所得混合气中某组分的体积比，可以由已知的经过校准的容器体积比来计算。假如混合气不呈理想状态，计算的体积比可能不同于摩尔比。该法适用于制备浓度为 10⁻⁶～10⁻¹(体积比) 的标准混合气，其相对误差为 10⁻³～10⁻²。配制方法应遵照国际标准 ISO6144 的规定。
三、混合标准气体的用途
（一）普遍用途
普遍的标准气按主要用途包含：气体警报类标准气、能源类标准气、石油化工类标准气、环境监测类标准气、医疗类标准气、仪表设备类标准气等。还可用于环保监测，有害的有机化合物测量，汽车排出气检测，天然气 BTU 测量，压缩校准规范，超临界流体加工工艺等。标准气体具有良好的均匀性和稳定性，能保存物质的化学成分与特性量值，并在不同空间和时间传递其量值，从而建立测量的溯源性。它能保证测量结果准确一致，进行量值的传递，促进测量技术和质量监督工作的发展。例如，在建筑家居环境监测中，标准气体可用来校准仪器，准确测定苯、甲醛、氨等室内有害物质的含量；在大气环境污染监测中，标准气体用于校准监测仪器，保证监测的准确性和治理的有效性；在仪器仪表的检与校准中，标准气体可定期对各种仪器仪表进行检定或校准，保证高效与高质量的生产；在医疗卫生及临床化验中，标准气体应用于血液气体分析、肺功能测定等方面；在气体产品质量控制中，标准气体作为定量标准，保证测量结果的准确性。
（二）工业用途
1.标准气体工业用途：环境检测、气体警报、医疗卫生、机动车尾气监测、仪器仪表校准、电力能源、煤矿等。标准气体在汽车尾气检测中起着至关重要的作用，用于校准尾气分析仪，确保测量的准确性和可靠性，进行质量控制以及验证汽车排放控制系统是否正常工作。在环境检测中，标准气体可用于大气分析和环境监测。在电子行业，用于电子、半导体和光伏行业的外延生长、扩散、蚀刻等工艺应用及最终气体的检测和分析。在环氧乙烷杀菌中，用于医疗器械等的消毒。在气体仪器测试中，用于分析气体的燃烧潜能 CP。
2.混合气体工业用途：焊接用混合气体、氩甲烷标混合气体、电光源混合气体、二氧化碳激光混合气体、检漏及报警混合气体、杀毒灭菌混合气体、医疗生物研究混合气体、保鲜混合气体等。在焊接中，不同的焊接混合气体可满足不同的焊接需求。在激光领域，氦氖激光混合气、二氧化碳激光混合气等激光混合气体发挥着重要作用。在保鲜方面，由二氧化碳、氮气和氧气等组成的保鲜混合气体可用于肉类、水果、蔬菜以及粮食的保鲜。在医疗及生物研究领域，混合气体主要用于肺功能研究、临床血液、脑循环测定等。在检漏方面，氦气、卤碳素、六氟化硫和氪 - 85 等检漏（报警）混合气体品种规格多。在电子工业中，用于气相外延生长、化学气相淀积、掺杂、蚀刻和离子注入等工艺的特殊电子混合气有着广泛应用。此外，混合气体还可用于仪表分析，纯气体和混合物常用于操作和校准分析仪表；用于气体的估量，允许将分析装置校准到与已知浓度值一致；在带有火焰离子探测器的仪器中，燃料气要求供应以燃料加上具有一定物理性质的稀释剂。在郑州，含微量产物砷化三氢、磷化氢或乙硼烷等的气体，例如氢气、氦气、氩气或氮气等气体，用来制造硅半导体；高度净化的氨的混合物用来作渗氮用；硅烷可用于硅的沉积；和上述混合气之一相似的混合气体，若砷化三氢和磷化氢的含量高，通常用来制造稼半导体。用于焊接、冷却、烟熏、化学检验、冶金、泄漏探测、触媒添加剂、照明、放射性其他混合物的使用等方面也有广泛应用。在汽车排放尾气监测中，汽车排放尾气监测用混合气体标准物质可用于汽车尾气对环境影响的监测。
