HJ 653-2021  环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检测方法

5. 3.2 绝缘强度

在环境温度为15℃～35℃，相对湿度≤85%RH条件下，设备在1500V（有效值）、50Hz正弦 波实验电压下持续1min，不应出现击穿或飞弧现象，

花纹板标准5.3.3β射线源安全

PM1o和PM2.5自动监测系统所配置监测仪的测量方法为β射线吸收法时，使用的β射线源应符合 《放射性同位素与射线装置安全和防护管理办法》的要求。

5.4.1数据显示、记录和输出要求

5.4.1.1具备显示、记录和输出表1中所列的测量数据的功能，数据的单位和显示值的小数位数应符 合表1要求，数据记录要求见附录A。 5.4.1.2具备数字信号输出功能。 5.4.1.3具备数据的标记功能，应能标记维护、校准、故障或其他异常情况。 5.4.1.4应能显示软件版本号。软件应对全部人员控制操作均自动记录、保存，形成系统操作记录日 志，不可修改，并可查询

显示、记录和输出测量类

5.4.2参数显示、记录和输出要求

5.4.2.1具备显示、记录和输出表2中所列参数的功能。

5.4.2.1具备显示、记录和输出表2中所列参数的功能。

注：样品采集单元参数应根据实际配置选择

2.2具备参数修改后留痕功能，应能记录和输出被修改的参数名称、修改用户、修改时间、修

5. 4.3气密性检查功能要求

具备气密性检查功能。

5.4.4断电恢复功能要求

5.4.5滤纸带（膜）要求

在仪器正常采样流量下，采样滤纸带（膜）对空气动力学直径为0.3um颗粒物的截留效率≥99.7%

5.4.6切割器性能要求

5.4.6.1PM切割器性能

应满足“50%切割粒径Da50=10μm土0.5μum”和“捕集效率的几何标准偏差og=1.5 检测方法见HJ93的相关要求。

5.4.6.2PM,切割器性能

应满足“50%切割粒径Da50=2.5um土0.2μum”和“捕集效率的几何标准偏差og=1.2土0.1”的要求 方法见HJ93的相关要求。

5.4.6.3PMz切割器加载测试

切割器性能按HJ93的相关要求进行加载测试，应符合5.4.6.2的要求

PM1o和PM2.5自动监测系统的测量范围应为0μg/m~1000μg/m或0ug/m310000μg/m（可选） √显示单位为0.1ug/m，其性能指标应符合表3的要求。

表3PM1和PM2.5自动监测系统性能指标要求

式中：S 待测监测仪第i天示值误差，%； i—测试天数，=1，2，3； P；—待测监测仪第i天测量平均值，μg/cm（ug)； 校准物质的标称值，ug/cm（ug）。

7.3温度测量示值误差

HI653—2021

将待测监测仪的环境温度检测单元放入恒温环境中，在一30℃～50℃温度范围内分别设置4 个温度检测点：一20℃、0℃、20℃、50℃，恒温装置的实际控制温度与上述设定温度允许偏差 土2℃。待恒温装置温度稳定后，每隔5min记录1次标准温度值和待测监测仪环境温度值，每个温 度点连续测试3次。按照公式（4）计算待测监测仪的温度测量示值误差4tij，每次测试结果应符合表3 中的要求。

7.4大气压测量示值误差

将待测监测仪的压力检测单元放入气压舱中，在大气压测量的范围80kPa～106kPa内，选取以下 5个检测点：80kPa、90kPa、100kPa、106kPa和当前环境气压，各检测点的实际稳定值与上述规定 值允许偏差土0.5kPa。待气压舱的压力稳定后，每隔5min记录1次标准压力值和待测监测仪显示压 力值，每个检测点测量3次。按公式（5）计算待测监测仪的大气压测量示值误差4pi，每次测试结果 应符合表3中的要求。

中：4pj 第i个检测点第次待测监测仪大气压测量示值误差，kPa； Pp.ij 第i个检测点第i次待测监测仪压力测量值，kPa； Ps.ij 第i个检测点第j次标准压力值，kPa； 第j次，j=l，2，3； 检测点序号，=1，2，3，4，5。

7.5湿度测量示值误差

将待测监测仪和标准湿度计放人恒温恒湿装置申，保持待测监测仪正常运行（如采样管配备动态 加热系统，则在测试时将动态加热系统关闭），将恒温恒湿装置温度设置为25℃土2℃状态下，分别 设置2个湿度检测点：35%RH和55%RH，恒温恒湿装置的实际控制湿度与上述设定湿度允许偏差 土3%RH。待湿度稳定后，每隔5min记录1次标准湿度值和待测监测仪采样气流相对湿度值，每个 湿度点连续测试3次。按照公式（6）计算待测监测仪的湿度测量示值误差4j，每次测试结果应符合 表3中的要求，

2—第i个检测点第i次湿度测量示值误差，

取下采样入口和切割器，将标准流量计的出气口通过流量测量适配器连接到待测监测仪的进气口。 干启待测监测仪，预热后进入流量检测界面 义显示的流量稳定后开始测试。测试连续进行6h 少每隔5min记录1次标准流量计和待测监测仪的瞬时流量值（实际状态）。测试完成后，按照公式（7） 公式（11）计算流量测试的相关指标，测试结果应符合表3中的要求

式中：qVR 测试期间标准流量计平均流量值，L/min； qVRi一 测试期间标准流量计瞬时流量值，L/min; n——测试期间记录瞬时时间点的总个数； i—测试期间记录瞬时时间点的序号，i=1，2，..n

式中：qvc 测试期间待测监测仪平均流量值，L/min； qVCi 一测试期间待测监测仪瞬时流量值，L/min； n——测试期间记录瞬时时间点的总个数；

式中：4qVR 平均流量偏差，%； 4vR——测试期间标准流量计平均流量值，L/min; 待测监测仪设定的采样流量，L/min。

qVRi 测试期间标准流量计瞬时流量值，L/min； AVR 测试期间标准流量计平均流量值，L/min； 测试期间记录瞬时时间点的序号，i=1，2，..n; 测试期间记录瞬时时间点的总个数。

武中: v.dif 平均流量示值误差，%：

qVR 测试期间标准流量计平均流量值，L/min； qc 测试期间待测监测仪平均流量值，L/min。

7. 8 电压影响测试

按照以下步骤完成电压影响测试： a）依次连接调压器、待测监测仪和标准流量计，调节调压器至交流电压为198V土2V，稳定至 少30min; b 在此状态下进行6h连续测试，测试期间至少每隔5min记录1次交流电压值、标准流量计 和待测监测仪的瞬时流量值； 缓慢调节调压器至交流电压为242V土2V，稳定至少30min，重复进行b）的测试步骤； d 按照公式（7）～公式（11）分别计算2种电压下的流量测试指标，测试结果应符合表3中的 要求。

按照以下步骤完成大气压影响测试： a 依次连接待测监测仪和标准流量计，将其全部置于气压舱内。调整设置气压测试舱内气压 为80kPa。在舱内气压达到80kPa土1kPa后至少稳定30min，保证待测监测仪内的压力达 到均衡状态； b） 在此状态下进行6h连续测试，测试期间至少每隔5min记录1次舱内气压值、标准流量计 流量值和待测监测仪瞬时流量值； C 缓慢调节气压测试舱内的气压至106kPa。在舱内气压达到106kPa土1kPa后至少稳定30min， 保证待测监测仪内的压力达到均衡状态。重复进行b）的测试步骤； d）完成测试后，缓慢调节气压测试舱内气压至测试现场气压值，当舱内气压指示达到测试现场 气压时，方可打开气压舱门取出待测监测仪：

e）按照公式（7）～公式（11）分别计算2种气压状态下的流量测试指标。测试结果应符合表 中的要求。

在同一环境条件下，将3台待测监测仪的采样入口调整到同一高度，分别进行采样流量校准和设 置后，进行平行性测试。每组样品连续测试23h土1h，共测试至少23组样品；记录每台待测监测仪 每次测量浓度值pc.j，i为待测监测仪的编号（i=l，2，3），j为样品的序号（j=1，2，...n，n≥23），3 台待测监测仪每组样品测量结果的平均值记为pcj，当pcj<3μg/m"时，测试结果无效。 按照以下步骤完成平行性测试：

式中：Pc.j——3台待测监测仪测量第j组样品浓度的平均值， 待测监测仪的编号，i=1，2，3; 有效样品的序号，j=1，2，...n； n有效样品总数，n≥23。 b）按照公式（14）计算3台待测监测仪测试结果的相对

式中：S;一—3台待测监测仪第j组样品测量结果的相对标准偏差，%； Pc.ij—第i台待测监测仪测量第j个样品的浓度值，μg/m’； Pc.j——3台待测监测仪测量第j组样品浓度的平均值，μg/m’； i待测监测仪的编号，i=1，2，3; j一有效样品的序号，j=l，2，...n； 一有效样品总数，n≥23。 c）按照公式（15）计算3台待测监测仪的平行性S，测试结果应符合表3中的要求：

式中：S,——3台待测监测仪第j组样品测量 Pc.ij—第i台待测监测仪测量第j个 Pc.j——3台待测监测仪测量第j组样 一待测监测仪的编号，=1，2，3； j—有效样品的序号，j=1，2，...n； 一有效样品总数，n≥23。 c）按照公式（15）计算3台待测监测1

式申：S一3台待测监测仪的平行性，%； S，3台待测监测仪第组样品测量结果的相对标准偏差，%： j——有效样品的序号，j=1，2，...n；

2(s,) ×100% n

7.11参比方法比对测试

7.11.1测试地点要求

PM1o和PM2.5自动监测系统应分别在北方和南方两个地区、不同季节进行参比方法比对测试，主 要考察待测监测仪在不同的颗粒物浓度、半挥发性有机污染物浓度、环境温度和环境相对湿度四方面 的环境适用性情况。PM2.5自动监测系统应在两个地区进行总计4次参比方法比对测试，且比对季节应 至少包含北方和南方地区的夏季。PM10自动监测系统应在两个地区进行总计2次参比方法比对测试。

7. 11.2比对测试程序

比对测试按照以下程序进行： 在开展比对测试时，应在测试现场同时安装3台待测监测仪和至少3台参比采样器，采样器 性能应满足HJ93技术要求，参比方法操作规范应符合HJ618、HJ656技术要求；参比采样 器和待测监测仪应确保安放位置相距1m4m（当采样流量高于200L/min时，距离应不 小于2m），采样入口位于同一高度，并避免受到邻近障碍物或污染源的干扰； b）参比方法的每组样品的采样时间为23h土1h，取相同采样时间段内的待测监测仪数据和参比 方法测试数据作为1组数据对，每组数据对必须包含3台参比方法测试数据和至少2台待测 监测仪数据。对于缺失的待测监测仪数据，应提供解释说明： c）在每个测试场地开展的每次比对测试，应获得至少23组有效的测试数据对。若有效数据对超 过23组，则应将所有有效数据纳入数据分析中； d 单组样品中参比方法测试数据的平均值应尽量控制在一定浓度范围内，其中PM10应控制在 15μg/m~300μg/m，PM2.5应控制在3μg/m~200μg/m; e 测试期间，待测监测仪的系统修正参数、动态加热系统参数（或挥发性颗粒物补偿系统参数） 应与出厂设置保持一致； 所有测试数据均应保留原始数据，不得对数据进行修约、修改或删除，计算平均值或中间量 时，其结果应较原始数据位数多1位。

7. 11.3 计算步骤

按照以下步骤进行计算： a）按公式（16）计算参比方法测试每组样品浓度的平均值B，i

ZPrs PR.j =

中：PRj——采样器第j组样品浓度的平均值，ug/m’； m一采样器总个数，m≥3； i一采样器的编号，i=l，2，...m； j—有效样品的序号，j=l，2，...n（n≥23）； 一有效样品总数，n≥23。 b） 分别计算每组参比方法测试数据的标准偏差或相对标准偏差，应小于等于5ug/m或5%，否 则该组参比方法测试数据无效：

c）按照公式（13）计算3台待测监测仪测试对应时间段内浓度的平均值pcj； d） 按照公式（14）计算3台待测监测仪测试数据的相对标准偏差S，按照公式（15）计算3台 待测监测仪平行性S，应符合表3中平行性的要求，否则该组待测监测仪数据无效； e 当参比方法测试数据和待测监测仪数据都有效时，组成1组有效数据对。将参比测试数据与 相应的待测监测仪数据进行线性回归分析，以参比测试数据为横轴，待测监测仪数据为纵轴， 按照公式（17）计算回归曲线的斜率k：

式中：k一一比对测试回归曲线斜率； PR.j——采样器第j组样品浓度的平均值，ug/m； Pr——n组参比方法测量浓度的平均值，ug/m; pcj——3台待测监测仪测量第j组样品浓度的平均值，μg/m； Pc——n组待测监测仪测量浓度的平均值，μg/m’； 有效样品总数，n≥23； j——有效样品的序号，j=l，2，...n。 f）按照公式（18）计算回归曲线的截距b；

式中：b—比对测试回归曲线截距，μg/m"； Pc——n组待测监测仪测量浓度的平均值，ug/m； k一一比对测试回归曲线斜率； PR——n组参比方法测量浓度的平均值，μg/m; n—有效样品总数，n≥23。 g）按照公式（19）计算回归曲线的相关系数r:

采样器第j组样品浓度的平均值，ug/m； PR——n组参比方法测量浓度的平均值，μg/m; c.j——3台待测监测仪测量第j组样品浓度的平均值，uμg/m; Pc——n组待测监测仪测量浓度的平均值，μg/m; n—有效样品总数，n≥23； j—有效样品的序号，j=1，2，.n。 h）测试结果应符合表3中的要求。 注：PMs参比方法比对测试截距指标要求可结合比对测试浓度情况及委托机

HI653—2021

进行参比方法比对测试的同时，考核待测监测仪的有效数据率。期间要对每次维护时间、故障时 间及内容进行详细记录，且两次维护间隔不得小于14d（如测试过程中遇到沙尘暴或极端情况时，可 缩短维护时间间隔）。 按照公式（20）计算有效数据率，测试结果应符合表3中的要求，

式中：D有效数据率，%； T——参比方法比对测试期间总时间，d; 参比方法比对测试期间维护和故障的时间，d

（规范性附录） 环境空气PM1o和PM2.5连续自动监测系统数据记录和输出要求

A.1.1PM1o和PM2.5自动监测系统处理实时数据和定时段数据时，应采用的数据格式见表A.1。 A.1.2系统应至少能显示并记录颗粒物的标准状态浓度、实际状态浓度、流量（实际状态）、标准状 态累积体积、实际状态累积体积、环境温度、环境大气压、采样气流温度、采样气流相对湿度等实时 数据。 A.1.3小时数据应至少记录该时间段内PM1o或PM2.5的标准状态浓度、实际状态浓度、标准状态累 积体积、实际状态累积体积、环境温度、环境大气压、采样气流温度、采样气流相对湿度的测量值 并且具备3个月以上数据存储能力。 A.1.4分钟数据应至少记录该时刻的环境大气压、环境温度、流量（实际状态）、采样气流温度、采 样气流相对湿度的测量值，并且具备3个月以上数据存储能力。 A.1.5应统计记录当日小时数据的最大值、最小值和日均值，并且具备3个月以上数据存储能力

表A.1数据时间标签一览表

A.2.1颗粒物标准状态浓度小时数据

颗粒物标准状态浓度小时数据按照公式（A.1）计算： Vs.

监测仪第i小时颗粒物标准状态浓度，ug/ 监测仪第i小时所采集到的颗粒物质量，山

一监测仪第i小时的标准状态累积体积，L

A.2.2颗粒物实际状态浓度小时数据

颗粒物实际状态浓度小时数据按照公式（A.2）计算：

式中：Pi一—监测仪第i小时颗粒物实际状态浓度，ug/m； V——监测仪第i小时的实际状态累积体积，L。

A.2. 3采样流量转换计算

采样流量转换计算按照公式（A.3）计算：

采样流量转换计算按照公式（A.3）计算：

式中：qVs 标准状态流量，L/min； 环境大气压力，kPa； 环境温度，℃。

剪力墙标准规范范本A.2.4颗粒物标准状态浓度目均值

颗粒物标准状态浓度日均值按照公式（A.4）计算：

式中：Ps—监测仪标准状态日均值浓度，ug/Nm； Ps,i 监测仪当日第i小时标准状态浓度，μg/Nm 监测仪当日第i小时；

A.2.5颗粒物实际状态浓度日均值

颗粒物实际状态浓度日均值按照公式（A.5）计算

式中：p—监测仪实际状态日均值浓度，ug/m； P:—监测仪当日第i小时实际状态浓度广场标准规范范本，μg/m； i一监测仪当日第i小时；

m,×1000 0 V.

273.15 Av,=Qv× 273.15+t 101.325