PM2.5 切割器切割效率测试技术要求（试行）.docx

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1、附件3PM25切割器切割效率测试技术要求（试行）目录前言II1适用范围12规范性引用文件13术语和定义14计量特性15测试条件26系统组成27测试方法38质量保证与质量控制59测试结果与表示5附录A（资料性附录）PMzs切割器切割效率测试原始记录错误!未定义书签。附录B（资料性附录）PM2.5切割器切割效率测试报告错误!未定义书签。附录C（资料性附录）透过率曲线拟合示例错误!未定义书签。m.Z.,1刖百为贯彻中华人民共和国环境保护法、中华人民共和国大气污染防治法，实施环境空气质量标准（GB3095）、环境空气颗粒物（PMK）和PM2.5）采样器技术要求及检测方法（HJ93）,规范环境空气中细颗

2、粒物（PM15）切割器的性能、质量，制订本技术要求。本技术要求规定了PM”切割器切割效率计量特性、测试条件、系统组成、测试方法、质量保证和质量控制、测试结果表达。本技术要求附录AC为资料性附录。本技术要求由中国环境监测总站和中国计量科学研究院共同编制。本技术要求主要起草人：师耀龙、王瑜、王万里、吕怡兵、张文阁。本技术要求由中国环境监测总站解释。PM25切割器切割效率测试技术要求1适用范围本技术要求适用于进气口流量为16.67Lmin（工况流量）的细颗粒物（PM2.5）切割器切割效率的测试，其它流量范围的PM”切割器切割效率的测试也可参考本技术要求。2规范性引用文件HJ93环境空气颗粒物（PMK

3、）和PM-）采样器技术要求及检测方法HJ653环境空气颗粒物（PMlO和PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检测方法GB/T31159大气气溶胶观测术语凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本方法；凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本方法。3术语和定义3.1 空气动力学直径aerodynamicdiameter与所表征粒子具有相同的运动速度，密度为lgc?球形粒子的直径。（引自GB/T31159-2014大气气溶胶观测术语）3.2 切割器cutter具有分离大气中不同粒径粒子功能的装置。（引自HJ653环境空气颗粒物（PMlO和PM25）连续自动监测系统技术要求及检测方法）3.3

4、50%切割粒径（Doo）cut-pointdiameter（Da50）指切割器对颗粒物的透过率为50%时所对应的粒子空气动力学直径。3.4 透过率的几何标准偏差（%）geometricstandarddeviationofsamplingefficiency（Gg）切割器透过率的几何标准偏差分为%16和%84。其中，%16为16%透过率对应的粒子空气动力学直径DaI6与50%透过率对应的粒子空气动力学直径n50的比值；为84为50%透过率对应的粒子空气动力学直径n50与84%透过率对应的粒子空气动力学直径内84的比值。4计量特性4.150%切割粒径(Da50)：(2.50.2)m4.2透过率的

5、几何标准偏差（%i6和%84）：l20.15测试条件5.1环境条件环境温度：（153O）环境湿度：85%RH;5.2测试系统及其他设备5.2.1 标准粒子采用8种空气动力学直径范围为（L54.0）m的单分散标准聚苯乙烯（PSL）粒子，标准粒子标称的空气动力学直径应具有计量溯源性，如采用PM”监测仪检测用国家标准物质（如GBW1364213649等）。粒径范围详见表1。表1单分散粒子有证标准物质的粒径要求iI234Dai(Hm)1.50.252.0+0.252.20.252.50.25i5678Dai(Nm)2.80.253.00.253.50.254.00.505.2.2 标准粒子发生装置可发

6、生粒径为（l.O5.O）m的聚苯乙烯（PSL）标准粒子。5.2.3 粒径谱仪粒径测量范围为（0.510.0）m,0.5m粒径档的最大检测浓度每立方厘米不小于IoOoo个，颗粒计数效率（10020）%,5.2.4 标准流量计量程为（220）Lmin,准确度等级优于或等于1级。6系统组成切割效率测试系统由零气发生装置、标准粒子发生装置、切割器上下游控制系统、流量控制系统和粒径谱仪组成（图1）。零气分别通入雾化器、静电消除器和稀释管路，分散于去离子水中的单粒径PSL标准粒子通过雾化器形成雾化微粒,雾化后的微粒与稀释零空气、静电中和气混合后通过加热除水装置，通过高温气化微粒中的液态水后，进入到底部铺有

7、硅胶干燥管的圆柱形混匀腔，形成浓度均匀、稳定、干燥的标准粒子气体。混匀腔下方连接切割器上下游控制系统，未连接切割器的侧管路为上游管路；连接切割器的另侧管路为下游管路。在分流装置后端连接气溶胶粒径谱仪，分别测试切割粒子数量浓度Qij和未切割的粒子数量浓度Ctn/,并通过质量流量控制器控制采样流量。图1切割效率测试系统组成示意图7测试方法7.1 透过率测试方法7.1.1 将切割器以垂直于水平面的状态放置在标准粒子测量装置中。7.1.2 利用切割效率测试系统测量切割器上游和下游的标准粒子数量浓度，启动零气发生装置和抽气泵，打开上游开关，关闭下游开关，发生表1中L5m(i=l)粒径的PSL标准粒子，测

8、量其数量浓度(C)，不少于30s采集一次数据。上游测试完成后，关闭上游开关，打开下游开关，测量其数量浓度(CUij)，不少于30s采集一次数据，重复操作四次(j=l,2,3,4),分别记录为C必和C*/,按公式(1)计算得到该粒径透过率，并按公式(2)计算出平均透过率；m=也XlO0%(1),jCuij%=沟也(2)式中：i粒径序号(f=1,2.8)；j测t/嗷(J=L2,3,4)；Cuij切割器上游的固态单分散标准粒子数量浓度，个cCdij切割器下游的固态单分散标准粒子数量浓度，个cni,i每个粒径点单次测量的透过率(y=b2,3,4),%；l每个粒径点透过率的平均值，(i=l,2.8),%

9、。7.1.3 按表1依次对其他7种粒径进行测量，重复7.1.2,按公式(1)和(2)计算得到8组32个透过率的数据以及每个粒径粒子对应的透过率的平均值万。7.1.4 按公式(3)计算每个粒径点的透过率相对标准偏差SD.,如果SDi超过10%，则该粒径点的透过率测量应重做。SDi=F=吗曰100%(3)式中：RSD1每个粒径点透过率的平均标准偏差(z=l,2.8),%；itj每个粒径点单次测量的透过率(y=b2,3,4),%；7.2 曲线拟合与计算7.2.1 将得到的8组透过率平均值及空气动力学直径通过拟合曲线方程式(4)计算，确定拟合参数力、c、d、e。,1,(Di+dln(2e-l)-clz

10、.l=a+b1-1epxI-j(4)式中：Dai标准粒子的空气动力学直径(/=1,2.8),m;l实验获得的每个粒径点透过率的平均值(i=l,2.8),%；a、b、c、d、e拟合参数。(5)(6)(7)7.2.2 通过式(5)计算透过率为16%、50%和84%对应的切割粒径。al6、&50和Oa84。由式(6)、(7)计算得到透过率的几何标准偏差qS和分，计算示例参见附录C式中：Da计算得到的切割粒径，m:透过率，%:a、b、c、d、e拟合参数。式中：为1616%透过率的几何标准偏差；为8484%透过率的几何标准偏差；Dal616%透过率对应的粒子空气动力学直径，m;Da5050%透过率对应的

11、粒子空气动力学直径，m;Da8484%透过率对应的粒子空气动力学直径，m8质量保证与质量控制8.1 流量检查测试前需对测试系统进行流量和气密性检查。启动粒径谱仪和抽气泵，关闭上游开关，打开下游开关，测量下游端口工况流量是否满足16.67Lmin（误差2%）；下游测试完成后，关闭下游开关，打开上游开关，测量上游端口工况流量是否满足16.67Lmin（误差2%）；若未在要求范围，调节流量控制单元直至满足流量要求。8.2 上下游管路平行性测试每季度或在每批次测试前测试标准粒子数量浓度在切割/未切割管路的一致性。去除下游管路的切割器，启动零气发生装置和抽气泵，打开上游开关，关闭下游开关，发生表1中1.

12、5m（/=1）粒径的PSL标准粒子，测量其数量浓度（CQ,不少于30s采集一次数据。上游测试完成后，关闭上游开关，打开下游开关，测量其数量浓度（CG,每次发生时间不少于30s,重复操作四次（1,2,3,4）,通过公式（8）计算各次上下游相对偏差，并计算4次偏差的平均值表征切割/未切割管路中数量浓度的一致性，相对偏差平均值应小于5%o相对偏差=欠/XIOo%（8）8.3 量值溯源和传递要求切割效率测试装置中使用的粒径谱仪，流量检查使用的流量计，应按相关计量检定规程或校准规范的要求进行周期性的计量检定或校准，所有设备均应在有效期内使用。9测试结果与表示对测试后的PM2.5切割器出具测试报告。测试报

13、告格式见附录B,测试报告应包括以下信息：标题：“测试报告”；实验室名称和地址；测试地点；测试报告编号、页码及总页数的标识；客户名称；被测仪器的制造单位、名称、型号及编号；测试单位测试专用章：测试日期；测试所依据的技术规范名称及代号：本次测试所用有证标准物质和主要测量设备名称、型号、准确度等级/不确定度/最大允许误差、仪器编号、证书编号及有效期；测试时的环境温度、相对湿度；测试结果；对测试规范偏离的说明（若有）；复测时间间隔的建议；“测试报告”的测试人、核验人、批准人签名及签发日期；测试结果仅对被校仪器本次测量有效的声明；未经实验室书面批准，部分复制证书或报告无效的声明。附录A（资料性附录）PM

14、25切割器切割效率测试原始记录送测单位：仪器型号：仪器编号：制造厂商：测量原理：测试环境温度：测试环境湿度：测试用标准物质：标物名称标物型号标物不确定度证书编号有效日期50%切割粒径（。250）及切割器透过率的几何标准偏差（%）测量值直径范围（m）1.50.252.00.252.20.252.50.252.80.253.00.253.50.254.00.5标准粒径%(%)l(%)Cvi(%)(%)D216O502184%6吸84abCde核验员:测试员:附录B（资料性附录）PM25切割器切割效率测试报告测试报告报告编号：XXXX-XX-XXXX客户名称2器具名称2型号/规检出厂编号J生产厂商J

15、校准日期;批准人:地址:电话:网址:邮编：传真：电子邮箱:报告编号：XXXX-XX-XXXX测试所依据/参照的技术文件（代号、名称）测试环境条件及地点：温度：C湿度：%RH地点：气压：kPa测试使用的计量标准装置/主要仪器名称编号测量范围不确定度或最大允许误差证书有效期至PSL标准物质XXXXXXX粒径：（1.5-U=(0.040-0.072)XXXXXXX4.0)mm,k=2(7=3.2%,k=2粒径谱仪XXXXXXX浓度：（0-XXXXXXX10000)cm2报告编号：XXXX-XX-XXXX测试结果表一透过率记录表:空气动力学直径标准值(m)1.5541.9152.1682.5542.7

16、312.8243.4824.262平均透过率(%)透过率拟合曲线:报告编号：XXXX-XX-XXXX测试结果表二拟合曲线参数:abCder拟合曲线方程式:式中：Dai标准粒子的空气动力学等效直径(i=l,2.8)；i实验获得的每个粒径点透过率的平均值(i=l,2.8),单位：%b、c、d、e拟合参数。报告编号：XXXX-XX-XXXX测试结果表三测试结果:测试项目技术要求测试结果是否符合要求50%切割粒径(Da50)(2.5+0.2)m切割器透过率的几何标准差gi61.20.1g84说明：本次测试结果符合PM25切割器切割效率测试作业指导书的相关要求。声明：1、我单位仅对加盖“中国环境监测总站

17、业务章”的完整报告负责。2、本报告的测试结果仅对本次所检测的切割器有效。核验员:校准员:附录C（资料性附录）透过率曲线拟合示例对某公司某型号（流量为16.7Lmin）的PM”切割器的切割效率进行测试。根据粒径谱仪测得8个粒径（Daj）气溶胶上游、下游浓度，计算出对应的平均透过率（析）,结果见表C1。表Cl透过率记录表空气动力学直径标准值（m）1.5541.9152.1682.5542.7312.8243.4824.262平均透过率（）96.6992.8588.1156.5745.4731.607.770.21以使用某软件进行曲线拟合为例。在软件中输入X（即标准粒子的空气动力学直径）与），（即实

18、验获得的每个粒径点透过率的平均值），采用反向非对称S形方程（软件中方程代码：8092）进行拟合。曲线图如Cl。空气动力学直径标准值（um）平均要率(*)图Cl切割效率-粒径的校准曲线拟合参数a、b、c、d、e、r2与透过率为16%、50%和84%对应的切割粒径D50、Dl6、结果见表C2,16%与84%透过率的几何标准偏差%6和%弘结果见表C3,切割器性能符合技术规定要求。表C2拟合曲线参数表a96.44528b-97.606525C2.6608219d0.17164014e0.379126240.99720057/)163.16O502.640842.23表C3切割器测试结果表校准项目技术要求检测结果是否符合要求50%切割粒径（。）(2.50.2)m2.6352符合切割器透过率的几何标准偏差%161.20.11.20符合g841.18符合