一氧化碳（CO）标气怎么选？零气/跨度气/多点标定一次讲清

在 CO 检测仪器的日常运维、项目验收和计量检定中，“标定”几乎是必做项。但很多人真正卡住的不是要不要标定，而是三件事：零气选什么、跨度气选多少、多点标定怎么配点位。标气选对了，仪器才能校得准、校得稳，数据才具备可比性；选错了，轻则零点漂移反复、线性跑偏，重则验收不过、排查成本大幅增加。

本文从实验室与现场校准通用的角度出发，用更清晰的逻辑把 CO 标气选型与标定方式一次讲明白，帮助你快速确定一套可执行、可复现的标定方案。

一、先把三个关键概念讲清楚

1. 零气是什么
   零气指尽可能不含 CO 的气体，用于建立和校准仪器的零点，评估零点漂移、基线噪声与系统泄漏对读数的影响。

常见零气选择主要有两类：
其一是高纯氮。它适用性强、成本可控，常用于实验室吹扫、系统检漏以及多数 CO 分析仪的零点标定。
其二是零级空气或净化空气。它更接近环境监测与以空气为基体的应用场景，适合需要“基体一致性”的仪器与方法。

零气选择的核心不是“越贵越好”，而是 CO 含量足够低、含水和杂质受控，并与仪器类型和应用基体相匹配。

2. 跨度气是什么
   跨度气也称量程标气或标准气，用于校准仪器的量程斜率。直观理解就是用一个已知浓度的 CO 把仪器的“刻度”拉到正确位置。

跨度气浓度的选取往往决定标定效果是否稳定。最通用、最不容易踩坑的原则是：跨度气浓度尽量选在仪器量程的 40% 到 80% 区间。

3. 多点标定是什么
   多点标定是使用多个浓度点建立或验证仪器的线性关系，常用于新仪器验收、年度计量检定、线性验证、低量程数据要求严格的场景，或使用动态稀释、混气系统时对稀释比进行准确性确认。

多点标定并不是每次都必须做，但一旦要做，就应当把点位设计得合理。点位不合理会导致“点做得很多”，却无法提高准确性和可追溯性。

二、CO 标气选型的核心参数
选 CO 标气，建议从以下六个维度逐项确认。

1. 浓度范围与量程匹配
   先明确仪器量程与真实工作区间，再决定标定策略：
   日常校准通常用零点加一个跨度点即可。
   验收、检定或线性验证更建议采用 3 点到 6 点。

常见点位设计思路：
环境监测类可选 0、10%、25%、50%、80% 量程。
工业排放与过程监测类可选 0、20%、40%、60%、80% 量程。

如果你的应用长期集中在低量程，例如主要测 0 到 20 ppm，却把跨度气选得过高，低端误差可能会被放大，表现为低浓度不准、报警阈值波动等问题。点位应贴近你最关心的工作区间。

2. 标气证书与不确定度
   标气浓度并非“标在瓶身上就一定准”。建议重点关注：
   是否提供可追溯的分析证书。
   证书给出的不确定度或误差范围是否满足项目要求。

用于计量检定、验收或对外报告的数据，优先选择不确定度更小、可追溯性更清晰的标气。日常运维可在满足要求前提下兼顾成本。

3. 基体气选择
   CO 标气的“背景气”会影响部分仪器的响应和现场一致性。常见基体包括：
   氮气基体：适用范围最广，实验室与工业场景常用。
   空气基体：更贴近环境监测与空气基体应用。
   模拟烟气基体：用于贴近工况的验证，适合排放监测、过程气氛模拟等场景。

基体选择的原则是尽量与真实样品一致，至少避免基体差异成为系统误差来源。

4. 含水要求
   不同测量原理对湿度敏感程度不同：
   电化学传感器通常对湿度变化更敏感。
   部分红外仪器可能受水汽干扰，需要干燥或补偿。
   气路较长或低温环境下，水分可能导致冷凝、吸附与响应变慢。

因此在选标气与制定流程时，应明确是做干标定还是湿标定。如果现场样品含水较高，而标定使用完全干燥的标气，可能出现校准状态与实际工况不一致的问题。

5. 包装规格与稳定性
   低 ppm 级别标气或复杂基体标气更需要关注稳定期。选型时建议考虑：
   预计用量与使用频次。
   是否需要外出携带或固定站房使用。
   是否更适合小瓶便携或长期供气。
   标气稳定期是否覆盖你的使用周期。

如果用量不大但精度要求高，通常更建议选更合适的小规格并按周期更新，避免大瓶长期放置导致超期使用或性能风险。

6. 气路与减压阀匹配
   CO 属于有毒可燃气体，气路配置需要兼顾安全与稳定：
   使用合规减压阀与匹配接头规格。
   低浓度标气更应重视微漏与管路吸附影响。
   气路尽量缩短，减少死体积。
   多点标定时保证每个浓度点达到稳态后再记录。

三、零气怎么选才不踩坑
零气常见问题集中在三类：
把普通空气当作零气，空气本身可能含低水平 CO，导致零点偏移。
零气含水或杂质较多，引发零点不稳、传感器漂移。
零气基体与样品基体差异过大，标定后现场误差变大。

更稳妥的策略是：
环境监测类优先选零级空气或净化空气。
实验室通用校准可用高纯氮。
若仪器长期在空气基体条件下工作，优先考虑空气基体零气以减少基体差异。

四、跨度气怎么选更稳
跨度气的选取建议遵循一条主线：
优先选择量程 40% 到 80% 区间，并尽量贴近你最常用的工作浓度。

典型场景示例：
环境空气 CO 分析，量程 0 到 50 ppm 或 0 到 100 ppm，可选 20 ppm 或 40 ppm 作为跨度点。
工业排放或过程监测，量程 0 到 500 ppm 或 0 到 1000 ppm，可选 200 到 800 ppm 区间中最贴近实际排放水平的点。
安全报警或过程控制类，建议以报警阈值附近为重点，跨度点可选接近阈值的可信浓度，并视要求增加一个高点验证上端线性。

跨度气过低，噪声影响更大，斜率不稳；跨度气过高，低端可能不准，尤其当你主要使用低浓度区间时更明显。

五、多点标定点位怎么配，一次做到位
多点标定的目标是覆盖关键工作区间并识别潜在非线性，而不是点位越多越好。

三点标定适合快速线性确认：
0、约 40% 量程、约 80% 量程。

五点标定适合验收或年度检定：
0、10%、25%、50%、80% 量程。

若你更关注低浓度，例如 0 到 10 ppm，应当把点位向低端倾斜：
0、2 ppm、5 ppm、10 ppm，再加一个中高点用于全量程约束。

多点实现方式通常有两种：
购买多瓶不同浓度标气，复现性更好但成本更高。
使用动态稀释或混气系统，灵活但必须验证稀释比准确性，并关注稳态时间与系统死体积。

无论哪种方式，都建议建立独立验证机制，例如在线分析或第三方对照，确认实际进入仪器的浓度与设定一致。

六、CO 标定流程建议
以下流程适用于多数 CO 分析仪，可用于建立标准操作步骤：
第一步，检漏与吹扫。先用零气吹扫，确认系统无明显泄漏、基线趋于稳定。
第二步，零点校准。通零气至稳定后记录零点与噪声水平。
第三步，跨度校准。通跨度气至稳定后校准斜率并记录响应时间。
第四步，多点标定或验证。按从低到高顺序进气，确保每个点达到稳态再记录。
第五步，回零检查。再次通零气，检查零点回归情况，用于判断漂移、记忆效应或管路吸附影响。

如果回零不回去，常见原因包括气路吸附、稳态时间不足、仪器漂移或存在微漏，需要优先从气路与稳态时间排查。

七、常见问题与快速判断
问题一，校准时很准，上线后数据飘
常见原因是基体差异、湿度差异、采样系统漏气或标定点不贴近真实工作区间。

问题二，多点线性不好
常见原因是点位设置不合理、低端点不足、稀释系统未验证、稳态时间不足或存在记忆效应。

问题三，低浓度标气不稳定
常见原因是微漏、死体积、管路吸附、稳态时间不够。建议缩短气路、提升密封性、延长稳态时间，并结合实际工作区间优化跨度点选择。

八、安全提示
CO 是高毒气体且无色无味。标定与放空必须保证良好通风，建议配置一氧化碳报警器；气瓶固定存放并规范搬运；所有接头阀门定期检漏；放空遵循实验室或站房安全规范，避免室内积聚。