Khí Zero và khí Span là gì? Khi nào cần dùng trong hiệu chuẩn máy đo khí?

Khi hiệu chuẩn máy đo khí, người vận hành thường nghe nhắc đến khí Zero và khí Span nhưng không phải ai cũng phân biệt rõ hai loại khí này khác nhau ở điểm nào và dùng đúng lúc nào trong quy trình. Bài viết này giải thích khái niệm khí Zero, khí Span, sự khác biệt giữa hai loại khí chuẩn này và cách sử dụng đúng để đảm bảo thiết bị đo khí hoạt động chính xác.

Khí Zero là loại khí sạch, không chứa thành phần khí cần đo, thường là Nitơ tinh khiết hoặc không khí tổng hợp (synthetic air) tùy theo loại thiết bị. Khí Zero được dùng làm điểm tham chiếu ban đầu trong quá trình hiệu chuẩn, giúp thiết bị xác định mức tín hiệu tương ứng với nồng độ bằng 0 của khí cần đo.

Vai trò của khí Zero trong hiệu chuẩn thiết bị đo khí

Trước khi đưa khí chuẩn nồng độ vào để kiểm tra độ nhạy, thiết bị cần được thiết lập điểm gốc chính xác bằng khí Zero. Nếu điểm gốc bị lệch ngay từ đầu, toàn bộ kết quả đo sau đó sẽ bị sai lệch theo, dù cảm biến vẫn hoạt động bình thường về mặt cơ học. Đây là lý do khí Zero luôn là bước đầu tiên trong bất kỳ chu trình hiệu chuẩn hai điểm nào.

Khí Span là khí chuẩn có nồng độ chất cần đo đã biết chính xác, thường được chọn ở mức gần với dải đo tối đa của thiết bị hoặc gần ngưỡng cảnh báo cần giám sát trong thực tế vận hành. Khác với khí Zero, khí Span chứa đúng thành phần khí mà thiết bị được thiết kế để phát hiện, ví dụ CO, H2S hoặc CH4 với nồng độ cụ thể ghi trên COA.

Vai trò của khí Span trong hiệu chuẩn thiết bị đo khí

Sau khi thiết lập điểm gốc bằng khí Zero, khí Span được đưa vào để kiểm tra xem thiết bị có hiển thị đúng nồng độ thực tế hay không. Nếu giá trị hiển thị lệch so với nồng độ ghi trên khí chuẩn, kỹ thuật viên sẽ điều chỉnh độ nhạy của cảm biến cho đến khi giá trị khớp với chuẩn. Bước này quyết định độ chính xác của thiết bị trong toàn bộ dải đo, không chỉ tại một điểm nồng độ duy nhất

Tìm hiểu thêm: Khí chuẩn H2S, CH4, CO cho hệ thống  đo lường cảnh báo khí

Dù cùng phục vụ mục đích hiệu chuẩn, khí Zero và khí Span khác nhau ở ba điểm cơ bản sau.

• Thành phần: khí Zero không chứa chất cần đo, trong khi khí Span chứa nồng độ chất cần đo đã được xác định chính xác trên COA.
• Mục đích sử dụng: khí Zero dùng để thiết lập điểm gốc của thiết bị, còn khí Span dùng để kiểm tra và điều chỉnh độ nhạy đo lường theo nồng độ thực tế.
• Thứ tự sử dụng trong quy trình: khí Zero luôn được đưa vào trước để thiết lập điểm gốc, sau đó khí Span mới được sử dụng để hoàn tất bước hiệu chuẩn.

Quy trình hiệu chuẩn hai điểm sử dụng khí Zero và khí Span

Phần lớn thiết bị đo khí công nghiệp áp dụng phương pháp hiệu chuẩn hai điểm, trong đó khí Zero được sử dụng đầu tiên để đưa thiết bị về mức nền, tiếp theo khí Span được đưa vào để kiểm tra và hiệu chỉnh độ nhạy tại một điểm nồng độ cụ thể. Cả hai bước cần thực hiện trong cùng một lần hiệu chuẩn để đảm bảo tính nhất quán của kết quả.

Khi nào cần lặp lại bước Zero trong quá trình hiệu chuẩn

Ngoài chu kỳ hiệu chuẩn định kỳ, khí Zero còn được sử dụng riêng để kiểm tra nhanh điểm gốc của thiết bị trước mỗi ca vận hành hoặc sau khi thiết bị tiếp xúc với nồng độ khí cao bất thường. Nếu điểm zero bị lệch nhưng chưa đến chu kỳ hiệu chuẩn đầy đủ bằng khí Span, việc điều chỉnh lại điểm zero bằng khí Zero vẫn giúp giảm sai số trong thời gian ngắn trước khi thực hiện hiệu chuẩn toàn diện.

Tìm hiểu Thêm: Quy định thời gian hiệu chuẩn thiết bị đo khí bạn cần biết

Tiêu chí chọn khí Zero

Khí Zero cần đạt độ tinh khiết cao, không lẫn tạp chất có thể gây nhiễu tín hiệu tại điểm gốc. Với các thiết bị nhạy, ngay cả một lượng nhỏ tạp chất trong khí Zero cũng có thể khiến điểm gốc bị lệch, ảnh hưởng đến độ chính xác của toàn bộ dải đo phía sau. để lựa chọn được khí tinh khiết cao cho thiết bị phân tích bạn có thể xem qua khí N2 99,999%

Tiêu chí chọn khí Span

Khí Span cần có nồng độ khớp với dải đo của thiết bị, đi kèm COA rõ ràng thể hiện sai số cho phép và còn hạn sử dụng tại thời điểm hiệu chuẩn. Việc dùng khí Span đã hết hạn hoặc bảo quản sai cách có thể khiến quá trình hiệu chuẩn cho ra kết quả sai dù các bước thực hiện đều đúng kỹ thuật.

Khí Zero và khí Span đóng vai trò bổ trợ lẫn nhau trong quy trình hiệu chuẩn máy đo khí, một bên thiết lập điểm gốc, một bên kiểm tra độ nhạy theo nồng độ thực tế. Hiểu đúng vai trò và thời điểm sử dụng của từng loại khí giúp người vận hành thực hiện hiệu chuẩn đúng quy trình, tránh sai số tích lũy và đảm bảo thiết bị đo khí hoạt động chính xác trong suốt quá trình sử dụng.