JJF(鲁) 156-2022 机动车排放用颗粒物粒子数量测量仪校准规范.pdf
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图1PN测量仪结构简图
表1台架式PN测量仪检测效率
技术交底表2PEMS检测效率
5.9颗粒数浓度衰减因子(PCRF)
0.95PCRF100
5.10挥发性颗粒去除效率(VRE)
6.1.1环境温度:(10~35)°℃C; 6.1.2湿度:(20~80)%RH; 6.1.3其他:远离振动、电磁干扰、避免阳光直射。
6.1.1环境温度:(10~35)°C; 6.1.2湿度:(20~80)%RH; 6.1.3其他:远离振动、电磁干扰、避免阳光直射
6.2.1标准颗粒计数器
于99%(电迁移粒径为30nm正四十烷颗
标准颗粒计数器为已经过静电计校准的CPC,其中CPC的截止粒径为4nm。 粒浓度校准结果不确定度优于5%(k=2)
零电压零点、检测效率、线性度、颗粒计数器的计数重复性及PCRF等的校准应 先择燃烧产生碳烟颗粒物的颗粒发生器,其中颗粒发生器输出模式(即输出颗粒物 的几何平均粒径)可调,发生器输出体积流量应不低于300L/min。 VRE校准应选择电加热式颗粒发生器,颗粒物应为标准正四十烷颗粒。发生器 出口颗粒物经分级器筛分后,所得电迁移粒径为30nm颗粒物浓度不低于10000 cm3
6.2.4气溶胶调节器
气溶胶调节器稀释比应连续可调,且配有挥发性颗粒去除装置,挥发性颗粒物 去除效率应大于99%。
6.2.5气溶胶分级器
在(4~600)nm粒径范围内,可根据气溶胶颗粒电迁移率对其进行选择和分离 并得到几何标准偏差小于1.1的单分散气溶胶样品。气溶胶分级器筛分颗粒粒径偏差 应不低于10%。 颗粒发生器产生的颗粒经气溶胶分级器分级后,带多个电荷颗粒分数不得高于
分流器偏差范围为0.95~1.05,
高效过滤器过滤效率对于0.3um颗粒的过滤效率应不小于99.95%。
图2PN测量仪校准装置原理图
用多分散颗粒检查PEMS线性度校准装置原理
零点检查分为两种,一种为过滤后零点,即用满足6.2.7条件的高效过滤器直接 车接在颗粒计数器或VPR进口端检查零点,第二种为零电压零点,即当颗粒计数器 或VPR进口端在DEMC后端时,设定DEMC电压为零,并检查零点
7.1.1 过滤后零点
将高效过滤器与颗粒计数器或VPR原料气进气口端连接,待系统稳定后,连续 测量30次,记录每次得到的浓度值,按公式(1)计算所得数据的算术平均值,作 为过滤后零点。
将DEMC电压设为零,待系统稳定后,连续测量30次,记录每次得到的浓度值 按公式(2)计算所得数据的算术平均值,作为零电压零点,
Zi, Covi Cov 30
式中: Cov 一—零电压零点,cm3; 第i次测量值,cm3。
使用标准颗粒计数器测量环境颗粒数量浓度大于2000cm3的环境中,待校准的颗 粒数量测量仪直接测量未经任何过滤器处理的空气中颗粒数量浓度,测量值应大于 1500cm3
7.3.1流量示值误差
将皂膜流量计安装在分流器和颗粒计数器之间,待系统稳定后,连续测量6次 记录每次得到的流量值,按公式(3)计算流量示值误差。
7.3.2 流量重复性
将皂膜流量计安装在分流器和颗粒计数器之间,待系统稳定后,连续测量6次 记录每次得到的流量值,按公式(4)计算流量重复性。
式中: αFM一一皂膜流量计6次测量值的平均值,L/min;
7.4 响应时间Ta0
将颗粒计数器入口处颗粒物浓度从0调到其满量程80%附近或系统能发生的 分散颗粒最高浓度,测量稳定示值,并统计颗粒计数器浓度从0至稳定在稳定值 90%所需时间,重复上述步骤三次,按公式(5)计算颗粒计数器响应时间T90
T g0.i 颗粒计数器第i次T9o测量值,s。
7.5颗粒计数器的计数重复性
系统运行稳定后,通入约为满量程80%的气溶胶,待读数稳定后,连续测量30 次,记录每次测得的浓度值,按公式(6)计算颗粒计数器计数重复性
7.6颗粒数浓度检测效率
按表1或表2将气溶胶分级器粒径设定到相应值。通过气溶胶调节器将N测量 仪测量值调节至其量程内,且浓度均匀分布成6个梯度(其中一个为零点),在每个 农度梯度下,待系统运行稳定后,连续测量五次,每次记录30s内标准器与PN测量 的数值。计算五次测量结果的平均值。7.6.1粒径为检测效率不随粒径变化的平坦 区,该粒径记作d1,对于CPC的情况按照公式(7)、对于DC的情况(8)计算得 到不同浓度下PN测量仪的颗粒数浓度检测效率。
Cref CDcxnrefxβ nDc(di) = Cref×Zn≥1 Pp.P
Ccpc×nrer×β(对于CPC的情况) ncPC,α(d2) = Cref Cpc×nref×β NDC,α(d2) : = Cref×Zp≥1 Pp,P (对于DC的情况)
ncPC,α(d2)一一粒径为d2时基于CPC原理PN测量仪的无多电荷修正颗粒数浓 度检测效率; nDC,α(d2)一一粒径为d2时基于DC原理PN测量仪的无多电荷修正颗粒数浓度 检测效率; 注: ncPC,α(d2)与nDC,α(d2)统称为nPNC,a(d2)。 考虑多电荷修正时的检测效率。 按照公式(11)、(12)计算得到不同浓度下PN测量仪的颗粒数浓度检测效率。
式中: 度检测效率; 检测效率; 注:ncPC,b(d2)与nDC,b(d2)统称为nPNC,b(d2) 按公式(13)计算粒径在d2时的检测效率
npNc(d2)一一粒径为d,时,PN 测量仪的检测效率
nPNC,a(d2)+npNC,b(d2) nPNc(d2): = 2
按7.6方法,在粒径为(50±5)nm及不同浓度范围下分别得到标准器和PN测量 仪的颗粒物浓度,以这两组值做线性图并得到斜率及R。 按公式(14)计算SEE
7.8颗粒数浓度衰减因子(PCRF)
个一级稀释因子在对数上隔开,并且二级稀释至少应使用3种稀释设置。对于稀释 比设置有限的VPR,按设备具体设置情况选择PCRF设定值个数。在不同粒径下及 不同稀释比设置下,使用具有相关性的CPC,连续测量并记录五次VPR上下游颗粒 数浓度。取五次浓度的平均值分别代入等式(15)、(16)计算并校准颗粒数浓度衰 减因子。
PCRF(d;) = Nin(di) Nout(d;) PCRFr = PCRF(30nm)+PCRF(50nm)+PCRF(100nm) 3
使用电加热式颗粒发生器,对标准正四十烷颗粒进行颗粒发生。调节DEMC电 压值,选择30nm颗粒物,其颗粒数浓度值不得低于10000cm3。设置VPR二级稀 释比为10,一级稀释比为量程内最小值,使用同型号标准CPC,连续测量并记录五 次VPR上下游颗粒数浓度。取五次浓度的平均值分别代入等式(17)计算挥发性颗 粒物去除效率,
Nout(d)xPCRFs Nin(d.)
PCRFs 一二级稀释比为10,一级稀释比为量程内最小值及粒径为30nm时 颗粒物浓度衰减因子,该值由待检VPR提供(由7.8计算得出); EVRE 一二级稀释比为10,一级稀释比为量程内最小值及粒径为30nm时挥 发性颗粒物去除效率
经校准后的PN测量仪应出具校准证书,校准结果应在校准证书上反映。校准 书至少应包括以下信息:
a)标题:“校准证书”; b)实验室名称和地址; c)进行校准的地点; d)校准证书或报告的编号,页码以及总页数; e)客户的名称和地址; f)被校仪器的制造单位,名称,型号和编号; g)校准单位校准专用章; h)校准日期; i)本文件所依据的技术规范名称及编号: i)本次校准所用有证标准物质和主要测量设备名称,型号,准确度等级或不确定 度最大允许误差,仪器编号,证书(报告)编号和有效期; k)校准时的环境温度,相对湿度; 1)校准结果以及测量不确定度: m)对校准规范偏离的说明(若有); n)复校时间间隔的建议; o)“校准证书"的校准人,核验人,批准人签名及签发日期; p)校准结果仅对被校仪器本次测量有效声明; 9)未经实验室书面批准,部分复制证书或报告的无效声明。
PN测量仪复校时间间隔建议为1年。复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、 使用者、仪器本身质量等诸多因素所决定的,送校单位可根据实际使用情况自主确 定复校周期间隔
机动车排放用颗粒物粒子数量测量仪校准原始记录
表A.1待校准颗粒物粒子数量测量仪基本信息
表A.11颗粒数浓度衰减因子校准原始记录
表B.10经斜率修正后检测效率校准结果
C.1.1环境条件:环境温度:26.3℃,湿度:57%RH。 C.1.2测量标准:标准器:凝结核粒子计数器,相对扩展不确定度如表C.1:
C.1.1环境条件:环境温度:26.3℃,湿度:57%RH。
2测量标准:标准器:凝结核粒子计数器乳制品标准,相对扩展不确定度如表C.1
不同测量范围的相对扩展
效率; CPN 一一PN测量仪5次测量结果的平均值,cm3; nref 一一标准器的颗粒数浓度检测效率; Cref 一一标准器5次测量结果的平均值,cm=3; β 一一分流器偏差; ΦP 一一气溶胶中携带p个电荷的分数,无量纲量; P 颗粒所带电荷数,无量纲量。
园林造价CpN × Nref ×β
C.3不确定度计算公式
参考本规范7.6可知,影响测量结果的因素主要有:PN测量仪检测效率重复性 (nPNC,rep)、分流器偏差(β)、标准器检测效率(nPNC,cert)、标准器流量偏差(qref) 及多电荷分数(Φ)。不确定度计算公式可由公式(C.2)导出
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