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[PDF] HJ 653-2013 - 中国标准 英文版

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HJ 653-2013 230 HJ 653-2013 9秒内发货PDF 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
基本信息
标准编号 HJ 653-2013 (HJ653-2013)
中文名称 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
英文名称 Specifications and Test Procedures for Ambient Air Quality Continuous Automated Monitoring System for PM10 and PM2 - 5
行业 环保行业标准
中标分类 Z15
国际标准分类 13.040.20
字数估计 23,216
引用标准 GB 3095-2012; GB/T 17214.1; HJ 618
标准依据 环境保护部公告2013年第48号;
发布机构 生态环境部
范围 本标准规定了环境空气颗粒物(PM10和PM2.5)连续自动监测系统的技术要求、性能指标和检测方法。本标准适用于环境空气颗粒物(PM10和PM2.5)连续自动监测系统的设计、生产和检测。

HJ 653-2013: 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 HJ 653-2013 英文名称: Specifications and Test Procedures for Ambient Air Quality Continuous Automated Monitoring System for PM10 and PM2 - 5 中华人民共和国国家环境保护标准 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 1 适用范围 本标准规定了环境空气颗粒物（PM10 和 PM2.5）连续自动监测系统的技术要求、性能指标和检测方法。 本标准适用于环境空气颗粒物（PM10 和 PM2.5）连续自动监测系统的设计、生产和检测。 5 技术要求 5.1 外观要求 5.1.1 PM10和 PM2.5 连续监测系统应有产品铭牌，铭牌上应标有仪器名称、型号、生产单位、 出厂编号、制造日期等信息。 5.1.2 PM10和 PM2.5 连续监测系统外观应完好无损，无明显缺陷，各零、部件连接可靠，各 操作键、按钮灵活有效。 5.2 工作条件 5.2.1 切割器在以下环境条件中应能正常工作： 5.2.2 监测仪在以下环境条件中应能正常工作： 5.2.3 供电电压 注：低温、低压等特殊环境条件下，仪器设备的配置应满足当地环境条件的使用要求。 5.3 安全要求 5.3.1 绝缘电阻 在环境温度为（15～35）℃，相对湿度≤85%条件下，监测仪电源端子对地或机壳的绝 缘电阻不小于 20MΩ。 5.3.2 绝缘强度 在环境温度为（15～35）℃，相对湿度≤85%条件下，监测仪在 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。 5.3.3 β射线源安全 PM10 和 PM2.5 连续监测系统所配置监测仪器的测量方法为 β 射线吸收法时，使用的 β 射线源应符合放射性安全标准。 5.4 功能要求 5.4.1 滤膜要求 在规定膜面流速下，PM10 采样滤膜要求对 0.3μm 颗粒物的截留效率≥99%，PM2.5 采样 滤膜要求对 0.3μm 颗粒物的截留效率≥99.7%； 5.4.2 具备显示和设置系统时间的功能及时间标签功能，数据为设置时段的平均值； 5.4.3 具备记录或输出测量过程中的环境大气压、环境温度、流量和浓度等数据的功能； 5.4.4 具备数字信号输出功能，数据采集和存储记录要求应符合附录 A 的要求； 5.4.5 具备三个月以上数据的存储能力。 5.4.6 仪器掉电后，能自动保存数据；恢复供电后系统可自动启动，恢复运行状态并正常开始工作。 6 性能指标 6.1 PM10 连续监测系统 6.1.1 浓度测量范围 （0～1000）µg/m3 或（0～10000）µg/m3（可选），最小显示单位 0.1µg/m3。 6.1.2 切割性能50%切割粒径； 捕集效率的几何标准偏差。 6.1.3 时钟误差 （1）在监测仪正常工作状态下测试 6h，时钟误差±20s。 （2）断开监测仪的供电总计 5 次（各次断电的持续时间分别为 20s、40s、2min、7min 和 20min，且在每次断电之间应保证不少于 10min 正常电力供应），测试 6h，时钟误差±2min。 6.1.4 温度测量示值误差在（-30～50）℃范围内，温度测量示值误差±2℃。 6.1.5 大气压测量示值误差在（80～106）kPa 范围内，大气压测量示值误差≤1kPa。 6.1.6 流量稳定性 24h 内，每一次测试时间点流量变化±10%设定流量，24h 平均流量变化±5%设定流量。 6.1.7 校准膜重现性监测仪校准膜重现性±2%（标称值）。 6.1.8 电压变化稳定性供电电压变化±10%，监测仪标准膜测量值的变化±5%（标称值）。 6.1.9 仪器平行性三台（套）仪器平行性≤10%。 6.1.10 参比方法比对测试 使用参比方法进行至少 10 组有效数据的比对测试，测试结果进行线性回归分析，符合以下要求： 6.1.11 有效数据率连续运行至少 90 天，有效数据率不低于 85%。 6.2 PM2.5 连续监测系统 6.2.1 浓度测量范围 6.2.2 切割性能 50%切割粒径：Da50=（2.5±0.2）µm； 捕集效率的几何标准偏差：σg=1.2±0.1。 6.2.3 时钟误差 （1）在监测仪正常工作状态下测试 6h，时钟误差±20s。 （2）断开监测仪的供电总计 5 次（各次断电的持续时间分别为 20s、40s、2min、7min 和 20min，且在每次断电之间应保证不少于 10min 正常电力供应），测试 6h，时钟误差±2min。 6.2.4 温度测量示值误差 在（-30～50）℃范围内，温度测量示值误差±2℃。 6.2.5 大气压测量示值误差 在（80～106）kPa 范围内，大气压测量示值误差≤1kPa。 6.2.6 流量测试 在监测仪正常工作条件下，使用标准流量计在采样入口处检测流量，符合以下指标： （1）平均流量偏差±5%设定流量； （2）流量相对标准偏差≤2%； （3）平均流量示值误差≤2%。 6.2.7 校准膜重现性 监测仪校准膜重现性±2%（标称值）。 6.2.8 环境气压、环境温度及供电电压变化的影响 监测仪分别在不同的气压、温度和供电电压等 6 种环境条件下进行测试，其流量性能指 标应符合 6.2.6 要求。 6.2.9 气溶胶传输效率采样管气溶胶传输效率≥97%。 6.2.10 切割器加载测试 在一个维护周期内，加载后的切割器切割性能指标符合 6.2.2 要求。 6.2.11 仪器平行性三台（套）仪器平行性≤15%。 6.2.12 参比方法比对测试 使用参比方法进行至少 23 组有效数据的比对测试，测试结果进行线性回归分析，符合以下要求： 6.2.13 有效数据率连续运行至少 90 天，有效数据率不低于 85%。 7 检测方法 7.1 PM10 连续监测系统 7.1.1 切割性能切割性能测试可使用分流测试法或静态箱测试法。 7.1.1.1 分流测试法 发生单一粒径、均匀、稳定的气溶胶粒子，分别测试待测切割器上游的气溶胶浓度和切 割器下游的气溶胶浓度，计算不同粒径气溶胶的捕集效率；拟合捕集效率与粒径的关系得到 该切割器的 50%切割粒径和捕集效率的几何标准偏差。 （1）气溶胶的生成 通过单分散固态气溶胶发生器发生单分散固态的气溶胶颗粒。采用气溶胶检测仪器（例 如气溶胶粒径谱仪）测量单分散固态气溶胶的粒径和浓度。实验粒子的粒径要求见表 1。 （2）分流法测试 a）将待测切割器去除进气部件，通过分流管连接流量适配器、待测切割器和气溶胶检 测仪器，切割器应竖直放置。 b）采用单分散固态气溶胶发生器，发生表 1 中空气动力学当量直径（3±0.5）μm 的雾 化单分散固态气溶胶颗粒。 c）采用气溶胶检测仪器测量单分散固态气溶胶的粒径，确认其稳定、均匀，符合要求。 d）采用气溶胶检测仪器分别测定切割器上、下游的气溶胶浓度。记录为 C111 和 C211。 e）分别依次生成表 1 中所列的 8 种粒径的雾化单分散固态气溶胶颗粒。重复以上 c）～ d）的操作，直至 8 种粒径的雾化单分散固态气溶胶颗粒测试完毕，得到 C1ij 和 C2ij。 f）重复 e）的操作三次，按公式（3）计算得到 8 组 24 个捕集效率的数据。 （3）数据处理 将得到的 8 个捕集效率平均值与对应的气溶胶空气动力学粒径进行拟合，得出捕集效率 与气溶胶空气动力学粒径之间的回归方程和曲线。通过回归曲线得出切割器捕集效率分别为 16%、50%、84%时对应的空气动力学当量直径 Da16、Da50、Da84，按照公式（1）、（2）计 算切割器捕集效率的几何标准偏差 σg，Da50 和 σg应符合 6.1.2 要求。 7.1.1.2 静态箱测试法 将待测切割器安装到静态箱中，在静态箱中发生单一粒径、均匀、稳定的气溶胶粒子， 用气溶胶检测仪器测量气溶胶浓度和均匀性；确保箱内的气溶胶浓度稳定，分布均匀。用气 溶胶检测仪器测量经待测切割器切割后的气溶胶浓度。计算不同粒径颗粒物的捕集效率，拟 合捕集效率与粒径的关系得到该切割器 50%切割粒径和捕集效率的几何标准偏差。 （1）安装待测切割器 将至少一台待测切割器安装到静态箱中，保证箱体密闭。 （2）气溶胶的生成 通过单分散固态气溶胶发生器发生单分散固态的气溶胶颗粒。采用气溶胶检测仪器（例 如气溶胶粒径谱仪）测量单分散固态气溶胶的粒径和浓度。实验粒子的粒径要求见表 1。 （3）静态箱法测试 a）将生成的空气动力学当量直径（3±0.5）μm 的雾化单分散固态气溶胶颗粒通入静态 箱并充分混合，使用气溶胶检测仪器测量静态箱中三个以上点位抽取的气溶胶样品粒径和浓 度，确保静态箱内气溶胶浓度均匀。三个点的气溶胶浓度相对标准偏差≤10%，记录三点的 气溶胶平均浓度 C111。 b）启动待测监测仪的采样泵，运行一段时间后，停止采样；使用气溶胶检测仪器测量 待测采样器采集的气溶胶粒子浓度 C211，按公式（3）计算该粒径下气溶胶捕集效率 η11。 c）分别依次生成表 1 中所列的 8 种粒径的雾化单分散固态气溶胶颗粒。重复以上 a）～ b）的操作，直至 8 种粒径的雾化单分散固态气溶胶颗粒测试完毕，得到 C1ij 和 C2ij。 d）重复 c）的操作三次，计算得到 8 组 24 个捕集效率的数据。 e）按公式（4）分别计算得到 8 个粒径点捕集效率的平均值。 f）按公式（5）计算每个空气动力学粒径点的捕集效率相对标准偏差 Cvi，如果 Cvi 超过 10%，则该粒径点的捕集效率测试无效。 （4）数据处理 将得到的 8 个捕集效率平均值与对应的气溶胶空气动力学粒径进行拟合，得出捕集效率 与气溶胶空气动力学粒径之间的回归方程和曲线。通过回归曲线得出切割器捕集效率分别为 16%、50%、84%时对应的空气动力学当量直径 Da16、Da50、Da84，按照公式（1）、（2）计 算切割器捕集效率的几何标准偏差 σg，Da50 和 σg应符合 6.1.2 要求。 7.1.2 时钟误差 7.1.2.1 监测仪正常工作过程条件下时钟误差 在待测监测仪正常工作过程中，读取并记录显示时间（时-分-秒）记为开始时间 t0，同 时启动秒表开始计时，当运行 6h±60s 时，分别读取和记录待测监测仪显示时间 t1和秒表显 示时间 t2。按公式（6）计算时钟误差。检测结果 Δt 应符合 6.1.3 中第（1）条要求。 7.1.2.2 监测仪断电条件下时钟误差 在待测监测仪正常工作过程中，读取并记录显示的时间（时-分-秒）记为开始时间 t0， 同时启动秒表开始计时。断电条件测试总时长为 6h，在这期间要求断电总计 5 次，各次断 电的持续时间分别为 20s、40s、2min、7min 和 20min 左右，且在每次断电之间应保证不少 于 10min 正常供电。当运行 6h±60s 时，分别读取和记录待测监测仪显示时间 t1和秒表显示 时间 t2。按公式（6）计算时钟误差。检测结果应符合 6.1.3 中第（2）条要求。 7.1.3 温度测量示值误差 将待测监测仪或温度检测单元放入恒温环境中，在（-30～50）℃温度范围内分别设置 4 个温度测试点：（-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±2℃。待恒温装置温度稳定后，分别读取并记录标准温度值 tsi 和待测监测仪显示温度值 tpi。按公式（7）计算待测监测仪的温度测量示值误差 Δti。重复测量 3 次，每个测试点的平 均值应符合 6.1.4 的要求。 7.1.4 大气压测量示值误差 将待测监测仪或压力检测单元放入气压舱中，在大气压测量的范围（80～106）kPa 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±0.5kPa。待气压舱的压力稳定后，分别读取并记录标准压力 值 Bi 和待测监测仪显示压力值 Pi。按公式（8）计算待测监测仪的大气压测量示值误差 δpi。 重复测量 3 次，每个检测点的平均值应符合 6.1.5 的要求。 7.1.5 流量稳定性 待测监测仪预热稳定后，调整系统初始进样流量为设定流量值 F（i）（0），待测监测仪连续 运行，分别在待测监测仪运行 6、12、18 和 24h 时记录采样流量值，将每天记录的 4 个采样 流量值进行算术平均，计算待测监测仪 24h 采样流量的平均值，按式（9）计算待测监测仪 24h 采样流量偏差 ΔFi，按式（10）计算待测监测仪当天每个测试时间点的采样流量偏差 ΔF （i）（t）。每天测试结束后可对待测监测仪采样流量进行重新调整，测试 7 天，重复上述操作， 每天的 ΔFi和 ΔF（i）（t）应符合第 6.1.6 要求。 7.1.6 校准膜重现性 待测监测仪预热稳定后，按照操作规程插入校准膜片，待读数稳定后记录显示值，重复 上述操作两次，计算标准膜读数的平均值。重复上述操作，测试 3 天，按式（11）计算每天 的标准膜重现性 SCi，每天的 SCi 应符合 6.1.7 的要求。 7.1.7 电压变化稳定性 待测监测仪预热稳定后，在正常电压条件下，放入校准膜，稳定后记录待测监测仪读数 W；调节电压为高于原初始电压值 10%，放入同一校准膜，稳定后记录待测监测仪读数 X； 同样调节待测监测仪电压为低于原初始电压值 10%，放入同一校准膜，稳定后记录待测监 测仪读数 Y。按式（12）计算电压变化的稳定性 V，应符合 6.1.8 的要求。 7.1.8 仪器平行性 在同一试验环境条件下，将三台待测监测仪的采样器入口调整到同一高度，待测监测仪 之间的距离为（2～4）m，分别进行采样流量校准和设置后，进行仪器平行性测试。测试环 境大气中的 PM10 浓度，每组样品连续测试 24h，共测试 10 组样品；记录每台待测监测仪每 次测量浓度值 Cij，i 为待测监测仪的编号（i=1～3），j 为检测样品的序号（j=1～10），每个 样品三台待测监测仪测量结果的平均值为 jC 。当 jC ＜30μg/m3 时，测试结果无效。按公式 （13）计算 3 台待测监测仪测试结果的相对标准偏差 Pj，按公式（14）计算 3 台待测监测仪 平行性 P，应符合 6.1.9 的要求。 7.1.9 参比方法比对测试 参比方法参照 HJ 618。参比方法使用的采样器至少 3 台，待测监测仪自动监测与参比 方法测试同步进行，采样器与待测监测仪安放位置相距（2～4）m（当采样流量低于 200L/min 时，距离应在 1m ......