气体浓度表示单位ppm和mg/m3之间的换算关系

气体传感器作为环境监测必备的仪器，能够监测空气中可燃、易爆、有毒等气体的浓度，因此在工业生产、农业种植、畜牧养殖业等易含有这些气体的场所中被广泛安装使用。

畜牧养殖业是使用气体传感器最多的行业之一智能养殖环境监测系统，但是在选择设备量程的时候犯了愁？如在国家无公害养殖标准中规定猪舍内氨气浓度<25mg/m3，但在选择氨气变送器时发现大部分气体检测仪器标注的气体浓度都是用ppm表示，这该如何选择呢？

在我国的标准规范中都是使用质量浓度单位（如：mg/m3）来表示气体浓度，特别是环保部门就是要求气体浓度以质量浓度的单位（如：mg/m3）表示。那为什么气体检测仪要使用ppm来表示气体浓度呢？

使用质量浓度单位（mg/m3）作为空气污染物浓度的表示方法，它的优势就是可以方便计算出污染物的真正量；但质量浓度与检测气体的温度、压力环境条件有关，其数值会随着温度、气压等环境条件的变化而有所不同；所以在实际测量时，需要同时测定气体的温度和大气压力；而使用ppm描述气体浓度时采取的是体积比，就不会出现这个问题。

那么，mg/m3与ppm这两种表示气体浓度表示单位是如何定义的？二者之间如何换算呢？

（1）定义

• 体积浓度表示法：指的是一百万体积的空气中所含污染物的体积数，常用ppm表示，即1ppm＝cm³/m³=10-6，如5ppm一氧化碳指的是空气中含有百万分之5的一氧化碳。
• 质量体积浓度表示法：每立方米空气中所含污染物的质量数，常用的表示单位是mg/m³或g/m³。

（2）ppm与mg/m³之间的换算关系

在标准状况（STP）0℃( 273K)、1.01×10^5Pa下，1摩尔任何理想气体所占的体积都约为22.4升，这个体积叫做该气体摩尔体积，单位是L/ mol（升/摩尔） ，即标准状况下(STP)气体摩尔体积为 22.4L/mol；若环境温度为25℃，则1.01×10^5Pa时的气体摩尔的体积约为24.5L/mol。

在通常情况下，mg/m³与ppm的换算关系可以表示为

X=M·C/24.5，C=24.5·X/M，

上述公式中的X代表代表污染物以每标立方米的毫克数表示的浓度值（mg/m³）；C代表污染物以ppm表示的浓度值，M代表污染物的分子量。

由此我们推出ppm与mg/m³之间的换算公式为：

体积浓度(ppm)=24.5x质量浓度(mg/m³)/分子量

若当前环境的空气温度为25℃，氨气气体的浓度为6mg/m³时，我们如何计算出它当前的ppm值呢？

通过ppm与mg/m³之间的换算公式，列出算式当前氨气的ppm值=24.5x6/17=8.65ppm。

同理，已知大气中二氧化硫的浓度为5ppm，如果用mg/m³表示浓度该是多少？我们知道二氧化硫的分子量为64，根据换算公式可列为SO2=5x64/24.5ppm，计算出结果可知5ppm二氧化硫的浓度用mg/m³表示应为13.06mg/m³。

下面是小编整理的几种常见气体表示单位ppm与mg/m³之间的换算数值，可以在不知如何选择适宜的量程时作为参考：

此外，气体浓度除常用ppm和mg/m³表示以外，偶尔还会用ppb和ppt表示，此时我们只要记住一下ppm与ppb和ppt换算公式，

1ppm=10-6=一百万分之一 

1ppb=10-9=十亿分之一

1ppt=10-12=万亿分之一

1ppm=10³ppb=10²10²10²ppt

就可以很快的计算出结果，选择适合的气体传感器了。

气体浓度PPM与mg/m3的换算

人在草木间 那些茶事 2020-04-21

1、标准状态下的换算

版）》（中国环境科学出版社）空气中气体污染物浓度的表示方法。

  空气中污染物的浓度是以单位体积内所含污染物的质量来表示，即毫克每立方米（mg/m3）和微克每立方米（ug/m3）。

  用体积分数表示气体污染物浓度，即ppm或ppb（1ppm=1000ppb），它表示1000000单位体积空气中含气体污染物的体积数。

  在标准状态下，mg/m3和PPM两个单位可以用以下公式互相换算：

             mg/m3=ppm*M/22.4

  式中：

        mg/m3表示气体污染物浓度；

        ppm表示的气体污染物浓度；

  M为污染物的分子量；

        22.4为空气在标准状态下（0℃，101.325kPa）的平均摩尔体积。

2、非标准状态下的换算

  使用质量浓度单位（mg/m3）作为空气污染物浓度的表示方法，可以方便计算出污染物的真正量。但质量浓度与检测气体的温度、压力环境条件有关，其数值会随着温度、气压等环境条件的变化而不同，实际测量时需要同时测定气体的温度和大气压力。在使用ppm作为描述污染物浓度时，由于采取的是体积比，不会出现这个问题。

浓度单位ppm与mg/m3的换算：

                       mg/m3=ppm*M/22.4*273/(273+t)*Pa/101325

式中：

mg/m3表示气体污染物质量浓度；

ppm表示的气体污染物体积浓度；

M为污染物的分子量；

22.4为空气在标准状态下（0℃，101.325kPa）的平均摩尔体积；

t为大气环境温度，℃；

Pa为大气压力，Pa。

3、例子

 GB50030-2013《氧气站设计规范》中要求空分装置吸风口处空气中乙炔允许含量≤2.5mg/m3；

在0℃，101.3kPa条件下：2.15ppm=2.5mg/m3；

在25℃，101.3kPa条件下：2.35ppm=2.5mg/m3；