JJF(津) 79-2022 环境空气颗粒物采样器校准规范

JJF(津)79-2022CalibrationSpecificationforAmbientAirParticulateSamplers2023-01-30实施2022-10-30发布环境空气颗粒物采样器校准规范布发JJF（津）79-2022天津市地方计量技术规范天津市市场监督管理委员会JJF(津)79-2022环境空气颗粒物采样器校准规范CalibrationSpecificationforAmbientAirParticulateSamplers归口单位：天津市市场监督管理委员会主要起草单位：天津市计量监督检测科学研究院本规范委托天津市计量监督检测科学研究院负责解释JJF(津)79-2022JJF(津)79-2022本规程主要起草人：施鑫（天津市计量监督检测科学研究院）甄杨（天津市计量监督检测科学研究院）王锡钢（天津市计量监督检测科学研究院）李坡（天津市计量监督检测科学研究院）参加起草人：陈文亮（天津同阳科技发展有限公司）樊海春（天津同阳科技发展有限公司）汪锋（天津同阳科技发展有限公司）张涛（天津同阳科技发展有限公司）JJF(津)79-2022I引言…………………………………………………………………………………（II）1范围…………………………………………………………………………………（1）2引用文件……………………………………………………………………………（1）3术语和定义…………………………………………………………………………（1）3.1环境空气颗粒物采样器…………………………………………………………（1）3.2采样流量…………………………………………………………………………（1）4概述…………………………………………………………………………………（1）4.1工作原理…………………………………………………………………………（1）4.2用途………………………………………………………………………………（2）5计量性能要求………………………………………………………………………（2）6校准条件及设备……………………………………………………………………（3）6.1校准环境条件……………………………………………………………………（3）6.2校准工作条件……………………………………………………………………（3）7校准项目和校准方法………………………………………………………………（3）7.1外观及工作正常检查……………………………………………………………（3）7.2校准项目…………………………………………………………………………（4）8校准结果的表达……………………………………………………………………（7）9复校时间间隔………………………………………………………………………（7）附录A校准记录内容参考格式………………………………………………………（8）附录B校准证书内页信息及格式……………………………………………………（9）附录C环境空气颗粒物采样器流量校准结果不确定度评定示例………………（10）目录JJF(津)79-2022II引言环境空气颗粒物采样器主要应用于环境保护、空气质量监测领域中。此《环境空气颗粒物采样器》校准规范根据天津市环境空气颗粒物采样器的行业现状和技术水平，制定了统一的校准方法，适用于环境空气颗粒物采样器的流量校准。此规范中标准器技术指标参考JJG956-2013《大气采样器检定规程》，HJ93-2013《环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）采样器技术要求及检测方法》HJ656-2013《环境空气颗粒物（PM2.5）手工监测方法（重量法）技术规范》。此规范中的不确定度评定依据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》进行，给出了一个校准示例的评定。本规范首次制定。JJF(津)79-20221环境空气颗粒物采样器校准规范1范围本校准规范适用于采用滤膜称重法测量颗粒物浓度环境空气颗粒物采样器的校准。2引用文件JJG956大气采样器检定规程HJ93环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）采样器技术要求及检测方法HJ656环境空气颗粒物（PM2.5）手工监测方法（重量法）技术规范使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3术语和定义3.1环境空气颗粒物采样器ambientparticulatesamplers采集环境空气中空气动力学当量直径为PM10和PM2.5的仪器或装置。3.2采样流量samplingflow在工作环境条件下，采样器采样流量保持定值，同时保证切割器切割特性的流量称为采样器的采样流量。4概述4.1工作原理环境空气颗粒物采样器是对大气环境空气中颗粒物PM10和PM2.5采样的主要工具。采样器通过不同粒径的切割头对颗粒物进行筛选，将筛选出的颗粒物进行手工称重，同时计算采样时间并结合采样流量，得到颗粒物的质量浓度。环境颗粒物采样器的工作原理如图1所示。JJF(津)79-20222图1环境空气颗粒物采样器工作示意图环境空气颗粒物采样器由采样入口、PM10或PM2.5切割器、滤膜夹、连接杆、流量测量及控制装置、抽气泵等组成。PM10或PM2.5采样器通过抽气泵以采样流量抽取环境空气，环境空气样品以恒定的流量依次经过采样器入口、切割器，PM10或PM2.5颗粒物被采在滤膜上，采样后的气体经流量计、抽气泵由排气口排出。采样器实时测量流量计前压力、流量计前温度、环境大气压、环境温度等参数对采样流量进行控制。4.2用途环境空气颗粒物采样器主要用于环境中颗粒物（PM10和PM2.5）的采集，结合采样后称重实现对环境空气中颗粒物质量浓度的测量，广泛应用环境保护、空气质量监测领域。5计量性能要求采样流量示值误差：±5%；平均流量偏差：±5%采样流量；流量重复性：≤2%；流量稳定性：≤2%；温度示值误差：±2℃；压力示值误差：±1kPa。注：以上指标不适用于仪器设备的合格性判断，仅供参考。JJF(津)79-202236校准条件及设备6.1校准环境条件环境相对湿度：≤85%；环境温度：（15～35）℃，温度波动度：≤5℃；大气压力：（80～106）kPa。6.2校准工作条件仪器放置于水平台面上，周围无强烈振动，实验室内不得有强烈的机械振动和电磁干扰，不得存放与实验无关的易燃、易爆和强腐蚀性气体或试剂。6.3测量标准及配套设备校准用设备均应经计量检定/校准合格并在有效期内方可使用，计量性能如表1所示。表1校准用设备性能表序号设备名称技术要求用途1流量标准装置最大允许误差：±1%校准环境空气颗粒物采样器的流量2温度测量仪表最大允许误差：±0.1℃测量温度3气压表（计）最大允许误差：±2.5hPa测量大气压力4计时器最大允许误差：±0.02s时间测量7校准项目和校准方法7.1外观及工作正常检查7.1.1仪器应有以下标志：名称、型号、制造日期、生产编号和制造厂名。7.1.2仪器外表不应有影响正常工作的机械损伤，各配件及接头、线缆等应完好。7.1.3气路连接正确，不应有漏气现象。数字显示应清晰、完整。7.1.4仪器运行与测量功能正常，仪器配套切割器满足HJ93-2013《环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）采样器技术要求及检测方法》的要求。JJF(津)79-202247.2校准项目7.2.1采样流量示值误差接通仪器气路系统，将流量标准装置与采样进气口相连。设定采样流量，启动仪器，待稳定后，分别读取标准流量值和待校仪器示值3次，按公式（1）计算采样流量相对示值误差。%100ssvqqqE(1)式中：E——采样流量相对示值误差，%；qv——被校仪器工作点流量3次测量值的平均值，L/min；qs——流量标准装置的3次测量结果平均值，L/min。流量校准示意图如图2所示。图2流量校准示意图被测采样器处的校准流量值按公式（2）进行计算ssmmsqTPTPqm（2）式中：mq——被测采样器处的校准流量，L/min；sP——流量测量标准装置出口端的绝对压力，kPa；mP——定流量发生器出口端的绝对压力，kPa；mT——定流量发生器出口端的热力学温度，K；JJF(津)79-20225sT——流量测量标准装置出口端的热力学温度，K；sq——流量测量标准装置测量的流量值，L/min。7.2.2平均流量偏差在校准环境中，待仪器稳定后，使用标准流量装置测量仪器的工况流量，重复测量3次，按公式(3)计算平均流量偏差。%100ssrqqqq(3)式中：q——平均流量偏差；rq——标准装置流量的算术平均值，L/min；sq——仪器的工作点流量，在设定流量点下工作，通常为16.67L/min。7.2.3流量重复性在校准环境中，待仪器稳定后，使用流量标准装置测量仪器工况流量，重复测量6次，按照公式(4)计算流量重复性。2112)()1(1)(njiijirEEnE(4)式中：(��)�——第i校准流量点j次校准流量点的重复性，%。7.2.4流量稳定性待仪器稳定后使用流量标准装置测量采样流量的初始值q，并开始计时，以后每隔10min读取一次，共4次，取5个读数中的最大值和最小值用公式(5)计算出采样流量稳定性。%100minmaxqqqq(5)JJF(津)79-20226式中：q——流量稳定性，%；maxq——标准装置被校采样点最大流量示值，L/min；minq——仪器被校采样点最小流量示值，L/min；q——仪器被校采样点流量初值。7.2.5温度示值误差待被校仪器稳定后，每隔1min读取并记录一次标准温度所测量的环境温度值Tsi和被校仪器大气温度传感器测得的环境温度值Tmi,共记录3次，按公式(7)计算温度平均示值误差。simiiTTT(6)331iiTT(7)式中：Ti——第i次的温度示值误差，ºC；Tsi——第i次测量的标准温度计温度示值，ºC；T——温度平均示值误差，ºC。7.2.6大气压示值误差待被校仪器稳定后，每隔1min读取并记录一次标准气压计压力值Psi和被校仪器大气环境压力显示值Pmi，按公式(9)计算被校仪器大气压示值误差。simiiPPP(8)331iiPP(9)式中：Pi——第i次的大气压示值误差，kPa；Pmi——第i次测量的仪器环境大气压示值，kPa；Psi——第i次测量的标准气压计的示值，kPa；JJF(津)79-20227P——大气压平均示值误差kPa。8校准结果的表达校准实验完成后，根据校准结果开具相应的校准证书。校准记录格式参考附录A，校准证书数据页格式可参见附录B，校准结果不确定度分析可参见附录C。9复校时间间隔根据环境空气颗粒物采样器的使用要求、使用频次、环境条件等因素决定其复校时间间隔，为了确保环境空气颗粒物采样器在其规定的技术性能下使用，建议复校周期不超过1年。JJF(津)79-20228附录A校准记录内容参考格式校准日期：年月日温度：°C相对温度%气压：kPa仪器名称：型号：证书编号：送校单位：制造商名称：校准依据：校准地点：一、外观与结构：二、气路系统性能参数采样流量示值误差（L/min）：3次测量值（L/min）平均值（L/min）误差（%）流量指示值流量标准值平均流量偏差（L/min）：123平均值平均流量偏差值流量值（L/min）流量重复性（%）次数123456平均值流量（L/min）流量稳定性（%）时间（min）010203040流量稳定性（%）流量（L/min）温度示值误差（℃）标准温度值测量值示值误差平均示值误差大气压示值误差（kPa）：仪器示值大气压示值误差平均示值误差校准员核验员JJF(津)79-20229附录B校准证书内页信息及格式流量校准结果：序号校准项目技术要求校准结果不确定度1流量示值误差±5%2平均流量偏差±5%/3流量重复性≤2%/4流量稳定性≤2%/5温度示值误差±2℃/6大气压示值误差±1kPa/JJF(津)79-202210附录C环境空气颗粒物采样器流量校准结果不确定度评定示例C.1概述C.1.1环境条件：环境温度为22.5℃，温度波动度≤5℃，环境相对湿度：≤85%。C.