JJF 2191-2025 固定污染源挥发性有机物在线监测系统校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范
JJF2191—2025
固定污染源挥发性有机物在线
监测系统校准规范
CalibrationSpecificationforOn-lineMonitoringSystemsofVolatileOrganic
CompoundsinStationarySources
2025-02-08发布2025-08-08实施
国家市场监督管理总局 发布
归口单位:全国环境化学计量技术委员会
主要起草单位:上海市计量测试技术研究院
参加起草单位:苏州市计量测试院
广东盈峰科技有限公司
聚光科技(杭州)股份有限公司
北京雪迪龙科技股份有限公司
本规范委托全国环境化学计量技术委员会负责解释
本规范主要起草人:
李亚飞(上海市计量测试技术研究院)
丁臻敏(上海市计量测试技术研究院)
刘 悦(上海市计量测试技术研究院)
参加起草人:
耿彦红(苏州市计量测试院)
戈燕红(广东盈峰科技有限公司)
齐 宇[聚光科技(杭州)股份有限公司]
吴 娟(北京雪迪龙科技股份有限公司)

目 录
引言……………………………………………………………………………………… (Ⅱ)
1 范围…………………………………………………………………………………… (1)
2 引用文件……………………………………………………………………………… (1)
3 术语…………………………………………………………………………………… (1)
4 概述…………………………………………………………………………………… (1)
5 计量特性……………………………………………………………………………… (2)
5.1 监测系统在非工况状态下的计量特性…………………………………………… (2)
5.2 监测系统在工况状态下的计量特性……………………………………………… (2)
6 校准条件……………………………………………………………………………… (3)
6.1 环境条件…………………………………………………………………………… (3)
6.2 测量标准及其他设备……………………………………………………………… (3)
7 校准项目和校准方法………………………………………………………………… (4)
7.1 校准前准备………………………………………………………………………… (4)
7.2 非工况状态下计量性能校准……………………………………………………… (4)
7.3 工况状态下计量特性校准………………………………………………………… (6)
8 校准结果表达………………………………………………………………………… (8)
9 复校时间间隔………………………………………………………………………… (9)
附录A 参考仪器的技术要求和校准方法…………………………………………… (10)
附录B 固定污染源挥发性有机物在线监测系统校准原始记录格式(参考) …… (11)
附录C 固定污染源挥发性有机物在线监测系统校准证书格式(参考) ………… (15)
附录D 挥发性有机物示值误差的不确定度评定示例(参考) …………………… (16)
附录E 摩尔分数(体积浓度)和质量浓度之间的换算关系……………………… (24)

引 言
本规范是针对固定污染源挥发性有机物在线监测系统制定的计量校准规范。JJF1001—
2011 《通用计量术语及定义》、JJF1071—2010 《国家计量校准规范编写规则》、
JJF1059.1—2012 《测量不确定度评定与表示》共同构成制定本规范的基础性系列
规范。
本规范的校准方法主要参考了HJ76—2017 《固定污染源烟气(SO2、NOx 、颗粒
物)排放连续监测系统技术要求及检测方法》,技术指标主要参考了HJ1013—2018
《固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法》。
本规范为首次发布。

1 范围
本规范适用基于氢火焰离子化检测原理的固定污染源挥发性有机物在线监测系统的
校准,其他测量原理的监测系统可参照本规范进行校准。
本规范的校准上限分别为300μmol/mol (非甲烷总烃)和10μmol/mol (特征污
染物)。
2 引用文件
本规范引用了下列文件:
HJ38 固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 气相色谱法
HJ76 固定污染源烟气(SO2、NOx 、颗粒物)排放连续监测系统技术要求及检
测方法
HJ1013 固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文
件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。
3 术语
3.1 非甲烷总烃 non-methanehydrocarbons (NMHC)[HJ1013—2018]
在HJ38标准规定的条件下,氢火焰离子化检测器上有响应的除甲烷外的其他气态
有机化合物的总和,除另有说明,结果以碳计。
3.2 特征污染物 characteristicpollutant
反映排放污染物中有代表的部分,主要是指脂肪烃、芳香烃、卤代烃等。
3.3 分析周期 analysisperiod[HJ1013—2018,××]
监测系统运行时连续两组测量结果之间的时间间隔。
3.4 响应因子 responsefactor[HJ1013—2018,××]
氢火焰离子化检测器测量其他气态有机化合物响应值相对于测量丙烷响应值的无量
纲比值。
4 概述
固定污染源挥发性有机物在线监测系统(以下简称监测系统)主要应用于工业有机
废气有组织排放的在线监测领域,通过采样和非采样方式,测定废气中非甲烷总烃或特
征污染物(苯系物等)浓度、废气温度、废气压力、废气流速或流量等参数,同时计算
废气中污染物折算浓度和排放量,显示和打印各种参数、图表并进行数据采集和传输。
该监测系统主要由样品采集单元、预处理单元、分析单元、数据处理及传输单元组成
1
JJF2191—2025
(见图1)。
图1 固定污染源挥发性有机物在线监测系统结构示意图
5 计量特性
5.1 监测系统在非工况状态下的计量特性
5.1.1 分析周期:≤2min (非甲烷总烃),≤6min (特征污染物)。
5.1.2 检出限:≤0.8mg/m3。
5.1.3 示值误差:±5%。
5.1.4 稳定性:零点漂移不超过±2%FS,量程漂移不超过±3%FS。
5.1.5 重复性:≤2%。
5.1.6 响应因子:
0.90~1.20 (甲烷),0.80~1.20 (脂肪烃、芳香烃),0.75~1.15 (卤代烃),
0.70~1.00 (含氧有机物)。
5.2 监测系统在工况状态下的计量特性
5.2.1 非甲烷总烃示值误差和重复性
a)≤50mg/m3 时,被校监测系统与挥发性有机物测试仪(参考仪器)测量结果
的误差不超过±20mg/m3,重复性不大于5mg/m3;
b)>50mg/m3~≤200mg/m3 时,被校监测系统与参考仪器测量结果的误差不超
过±30%,重复性不大于5%;
c)>200mg/m3 时,被校监测系统与参考仪器测量结果的误差不超过±20%,重
复性不大于5%。
5.2.2 特征污染物示值误差和重复性
a)≤20mg/m3 时,被校监测系统与参考仪器测量结果的误差不超过±8mg/m3,
重复性不大于2mg/m3;
b)>20mg/m3~≤50mg/m3 时,被校监测系统与参考仪器测量结果的误差不超
过±30%,重复性不大于5%;
c)>50mg/m3 时,被校监测系统与参考仪器测量结果的误差不超过±20%,重
复性不大于5%。
5.2.3 流速示值误差:±10%。
5.2.4 温度示值误差:±3℃。
5.2.5 湿度示值误差(相对误差):±25%。
注:
1 如无特殊说明,规范中气体浓度值均为标准状态(压力为101325Pa,温度为273K) 下
数值;
2 非甲烷总烃的质量浓度以碳计;
3 上述计量性能仅供参考,不作为合格判定依据。
2
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6 校准条件
6.1 环境条件
a)非工况状态的环境温度(15~35)℃,工况状态的环境温度(0~40)℃;
b)相对湿度≤85%;
c)大气压(80~106)kPa;
d)供电电压(220±22)V,供电频率(50±1)Hz。
注:特殊环境条件下,监测系统的设备配置应满足当地环境条件的使用要求。
6.2 测量标准及其他设备
6.2.1 非工况状态下校准用设备
6.2.1.1 气体标准物质
a)空气中甲烷和丙烷混合气体有证标准物质,混合气体浓度计量单位采用摩尔分
数(μmol/mol)表示,甲烷和丙烷的组分比例约为1∶1,Urel≤2% (k=2);
b)空气中甲苯气体有证标准物质,Urel≤2% (k=2);
c)空气中甲烷气体、乙烯气体、三氯乙烯气体、乙酸乙酯气体及丙烷气体有证标
准物质,Urel≤2% (k=2);
d)当采用气体稀释装置对气体标准物质进行稀释时,稀释后标准气体的扩展不确
定度应满足上述要求。
6.2.1.2 零点校准气
清洁空气或99.99%高纯氮气,其中碳氢化合物的含量不得高于0.3mg/m3。
6.2.1.3 秒表
分度值0.01s。
6.2.2 工况状态下校准用设备
6.2.2.1 参考仪器
a)测量原理:主要为氢火焰离子化检测原理,或者其他与被校监测系统相同的
原理;
b)分析周期:≤2min (非甲烷总烃),≤6min (特征污染物);
c)检出限:≤0.8mg/m3;
d)最大允许误差:±5%。
6.2.2.2 S型皮托管
a)皮托管系数k=0.81~0.86;
b)准确度等级:1.0级。
6.2.2.3 微差压计
a)压力范围:(-3735~3735)Pa;
b)使用皮托管时的风速测量范围:(1.27~78.7)m/s;
c)准确度等级:1.6级。
6.2.2.4 测温仪
a)测量范围:(0~300)℃;
3
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b)最大示值误差:±1℃。
6.2.2.5 含湿量测试仪
a)测量范围:0%~30%;
b)最大允许误差(相对误差):±10%。
6.2.2.6 大气压力表
a)测量范围:(80~106)kPa;
b)最大允许误差:±2.5hPa。
7 校准项目和校准方法
7.1 校准前准备
被校监测系统应部件齐全,所有紧固件均应安装牢固,连接件应连接良好,各调节
旋钮、控制按键和开关均能正常工作,无松动现象,氢气发生器的碱液充足受控,气路
连接正确,密封完好无漏气现象,数显部位显示清晰完整。
按照仪器使用说明书的要求对监测系统进行预热稳定。若说明书中有明确要求,则
按说明书的要求调整仪器的零点和示值;若说明书中没有明确要求,则用零点气体和满
量程80%的气体标准物质调整仪器的零点和示值。
7.2 非工况状态下计量性能校准
选用空气中甲烷和丙烷混合标准气体作为非甲烷总烃校准的标准气体,选用甲苯标
准气体作为特征污染物校准的标准气体,选用乙烯气体、甲苯气体、三氯乙烯气体、乙
酸乙酯气体分别作为脂肪烃、芳香烃、卤代烃和含氧有机物响应因子校准的标准气体。
7.2.1 分析周期
监测系统运行稳定后,从监测系统采样口通入约为满量程50%的非甲烷总烃或甲
苯标准气体,用秒表记录从上次测量结束、到本次测量结束的时间间隔。重复上述步骤
3次,则3次时间间隔的算术平均值即为分析周期。
7.2.2 检出限
监测系统运行稳定后,通入约为1mg/m3 的非甲烷总烃或甲苯标准气体,待监测
系统示值稳定后连续测量7次,记录每次测得的浓度值,计算所得数据的标准偏差,以
3.143倍标准偏差表示仪器检出限IDL,按公式(1)计算。
IDL=3.143× Σn
i=1 (xi -?x)2
n -1 (1)
式中:
IDL———仪器检出限,mg/m3;
3.143———连续测量7次,在99%置信区间内的t 值;
xi ———第i 次测量值,i=1~7,mg/m3;
?x ———重复测量7次的平均值,mg/m3;
n———测量次数,n=7。
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7.2.3 示值误差
监测系统运行稳定后,分别通入浓度约为60μmol/mol、150μmol/mol、240μmol/mol
的非甲烷总烃标准气体或约为2μmol/mol、5μmol/mol、8μmol/mol的甲苯标准气
体。当被校监测系统的测量上限超出本规范规定时,示值误差校准点仍选取上述校准
点;当被校监测系统的测量上限低于本规范规定时,则示值误差校准点按仪器满量程的
20%、50%、80%选取。待读数稳定后,记录监测系统示值。每个浓度点测量3次,取
3次示值的算术平均值作为监测系统各点的示值。按公式(4)计算各浓度点的示值
误差。
δlabi =
ci -csi
csi
×100% (2)
式中:
δlabi ———示值误差,%;
ci ———每个浓度点3次示值的算术平均值,μmol/mol;
csi ———通入标准气体的浓度,μmol/mol。
注:该类标准气体也可以通过动态稀释装置稀释高浓度标准气体获得,如果稀释后的气体压力
不足,可在稀释装置和被校监测系统之间串入无吸附影响的微型隔膜泵。
7.2.4 稳定性
a)监测系统运行稳定后,通入零点校准气,待示值稳定后记录为Z0;
b)然后分别通入满量程80%的非甲烷总烃标准气体和甲苯标准气体,待示值稳定
后记录为S0;
c)每隔2h通入零点校准气,记录示值Zi,再通入满量程80%的非甲烷总烃标准
气体和甲苯标准气体,记录示值Si。重复上述步骤4次,按照公式(3)、公式(4)计
算零点漂移ΔZ 和量程漂移ΔS。
ΔZ = MaxZi -Z0
FS ×100% (3)
ΔS = Max (Si -Zi)- (S0 -Z0)
FS ×100% (4)
式中:
Z0———零点读数初始值,μmol/mol;
Zi———第i 次零点测量值,i=1~4,μmol/mol;
ΔZ———零点漂移,%FS;
FS———监测系统满量程值,μmol/mol;
S0———满量程80%标准气体初始值,μmol/mol;
Si———第i 次满量程80%标准气体测量值,i=1~4,μmol/mol;
ΔS———量程漂移,%FS。
7.2.5 重复性
监测系统运行稳定后,通入浓度约为满量程50%的标准气体,待读数稳定后,记
录监测系统示值,连续测量6次,重复性按公式(5)计算。
5
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sr=1
?
c
Σn
j=1
cj-c? 2
n -1 ×100% (5)
式中:
sr———重复性,%;
cj———第j 次的测量值,j=1~6,μmol/mol;
?c———6次测量值的算术平均值,μmol/mol;
n———测量次数,n=6。
7.2.6 响应因子
监测系统运行稳定后,分别通入约为满量程50%的各标准气体和相同摩尔分数的
丙烷标准气体,待读数稳定后,记录监测系统示值和氢火焰离子化检测器示值,通过待
测组分与丙烷之间进行比较以获得相对质量响应因子。按公式(6)进行计算。
fc=
Si
cc,i Sref
cc,ref (6)
式中:
fc———物质与丙烷相比的响应因子,无量纲;
Si———物质i 的氢火焰离子化检测器示值(测量信号);
Sref———丙烷的氢火焰离子化检测器示值(测量信号);
cc,i———物质i 的监测系统示值(以碳计浓度),mg/m3;
cc,ref———丙烷的监测系统示值(以碳计浓度),mg/m3。
7.3 工况状态下计量特性校准
7.3.1 挥发性有机物示值误差和重复性
将参考仪器按照说明书的要求放置在现场操作平台,连通管路,开机并预热稳定。
在工况条件相对稳定的情况下,将参考仪器的采样探头放入监测系统测试断面进行测
量,待示值稳定后,连续读取至少3个气态污染物浓度数据,取平均值作为该时间段参
考仪器的测量值,并记录参考仪器测量的起止时间;从参考仪器开始记录数据起,同时
记录监测系统在相同测量时间段内至少3个数据,取平均值作为该时间段监测系统的测
量值。重复测量6次。
对于50mg/m3 (非甲烷总烃)和20mg/m3 (特征污染物)以下浓度范围的污染
物,按公式(8)计算示值误差。
对于50mg/m3 (非甲烷总烃)和20mg/m3 (特征污染物)及以上浓度范围的污
染物,按公式(9)计算示值误差。
对于50mg/m3 (非甲烷总烃)和20mg/m3 (特征污染物)以下浓度范围的污染
物示值误差的重复性可按公式(10)进行计算。
对于50mg/m3 (非甲烷总烃)和20mg/m3 (特征污染物)及以上浓度范围的污
染物示值误差的重复性可按公式(11)进行计算。
6
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Δwi =ci -csi (7)
Δw =16
Σ6
i=1
Δwi (8)
δw =16
Σ6
i=1
Δwi
csi ×100% (9)
s1 = Σn
i=1
Δwi-Δw 2
n -1 (10)
s2 = Σn
i=1
Δwi
csi
-δw 2
n -1 ×100% (11)
式中:
Δw———50mg/m3 (非甲烷总烃)和20mg/m3 (特征污染物)以下浓度范围的污
染物示值误差,mg/m3;
δw———50mg/m3 (非甲烷总烃)和20mg/m3 (特征污染物)及以上浓度范围的
污染物示值误差,%;
csi———参考仪器第i 次测量的污染物浓度,i=1~6,mg/m3;
ci———监测系统第i 次测量的污染物浓度,i=1~6,mg/m3;
Δwi———监测系统与参考仪器第i 次测量的污染物浓度差值,i=1~6,mg/m3;
s1———50mg/m3 (非甲烷总烃)和20mg/m3 (特征污染物)以下浓度范围的污
染物重复性,mg/m3;
s2———50mg/m3 (非甲烷总烃)和20mg/m3 (特征污染物)以上浓度范围的污
染物重复性,%。
7.3.2 流速示值误差
将标准皮托管与流速测量装置连接调试好后,放入监测系统测试断面,与监测系统
流速测量探头安装位置一致。取同一时间区间内(参比方法测得一个示值的时间)参比
方法与监测系统测量的平均值Vi组成一个数据对,连续测量6次。按照公式(12)计
算流速的示值误差。
δv =16
Σ6
i=1(Vi -Vsi
Vsi )×100% (12)
式中:
δv———流速的示值误差,%;
Vsi———流速测量装置测量的第i 次烟气流速,i=1~6,m/s;
Vi———监测系统测量的第i 次烟气平均流速,i=1~6,m/s。
7.3.3 温度示值误差
将测温仪放入监测系统测试断面,与监测系统温度探头安装位置一致。监测系统和
烟尘(气)测试仪上的测温模块同时进行废气温度的测量,同时读取6组监测系统温度
测量示值和参比方法的实际温度,按照公式(13)计算温度的示值误差。
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ΔT =16
Σ6
i=1(Ti -Tsi) (13)
式中:
ΔT ———监测系统温度测量装置的示值误差,℃;
Ti———监测系统温度测量装置测量的第i 组烟气温度,i=1~6,℃;
Tsi———测温仪测量的第i 组实际温度值,i=1~6,℃。
7.3.4 湿度示值误差
将含湿量测试仪放入监测系统测试断面,与监测系统湿度探头安装位置一致。监测
系统的湿度测量模块和含湿量测试仪同时进行废气湿度的测量,同时记录监测系统示值
和参比方法的示值,连续测量6次。根据公式(14)计算湿度的示值误差。
ΔH =16
Σ6
i=1(Hi -Hsi
Hsi ) (14)
式中:
ΔH ———湿度的示值误差,%;
Hsi ———湿度测量仪第i 次测量的湿度,i=1~6,%;
Hi ———监测系统第i 次测量的湿度,i=1~6,%。
8 校准结果表达
校准结果应在校准证书或校准报告上反映,校准证书或报告至少包括以下信息:
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)证书的唯一性标识(编号),每页及总页数的标识;
e)客户的名称和地址;
f)被校对象的描述和明确标识;
g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校对象的
接收日期;
h)如果与校准结果的有效性和应用有关时,应对被校样品的抽样程序进行说明;
i)校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;
j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;
k)校准环境的描述;
l)校准结果及测量不确定度的说明;
m)对校准规范的偏离的说明;
n)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;
o)校准结果仅对被校对象有效的声明;
p)未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。
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9 复校时间间隔
送检单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔,建议监测系统的复校时间间
隔一般为1年。在相邻两次校准期间,如果对监测系统的检测数据有怀疑或监测系统更
换主要部件及修理后,应对监测系统重新校准。
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附录A
参考仪器的技术要求和校准方法
A.1 技术要求
A.1.1 分析周期:≤2min (非甲烷总烃),≤6min (特征污染物)。
A.1.2 检出限:≤0.8mg/m3。
A.1.3 示值误差:±5%。
A.1.4 稳定性:零点漂移不超过±2%FS,量程漂移不超过±3%FS。
A.1.5 重复性:≤2%。
A.1.6 响应因子:
0.90~1.20 (甲烷),0.80~1.20 (脂肪烃、芳香烃),0.75~1.15 (卤代烃),
0.70~1.00 (含氧有机物)。
A.2 校准方法
A.2.1 分析周期:参照7.2.1的相关要求。
A.2.2 检出限:参照7.2.2的相关要求。
A.2.3 示值误差:参照7.2.3的相关要求。
A.2.4 稳定性:参照7.2.4的相关要求。
A.2.5 重复性:参照7.2.5的相关要求。
A.2.6 响应因子:参照7.2.6的相关要求。
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附录B
固定污染源挥发性有机物在线监测系统校准原始记录格式(参考)
原始记录编号证书编号
送校单位规格型号
仪器名称出厂编号
生产企业测量范围
校准项目
和校准依据
主要校准设备:
名称/型号编号测量范围
不确定度/准确度等
级/最大允许误差
证书编号有效期
环境条件温度: ℃ 相对湿度: % 大气压: kPa
校准地点校准时间
校准员核验员
备 注
B.1 非工况状态下计量性能校准:
1. 分析周期
气体名称
测量值/min
1 2 3
平均值/min
非甲烷总烃
甲苯
2. 检出限
气体名称
测量值/ (mg/m3) 检出限/ (mg/m3)
1 2 3 4 5 6 7
非甲烷总烃
甲苯
11
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3. 示值误差
气体标准物质浓度值
μmol/mol
测量值/ (μmol/mol)
1 2 3
平均值
μmol/mol
示值误差
%
扩展不确定度U
k=2
非甲烷总烃
甲苯
4. 稳定性(零点漂移和量程漂移)
气体名称时间0h 2h 4h 6h 8h 漂移/%FS
非甲烷总烃
Z ΔZ =
S ΔS =
甲苯
Z ΔZ =
S ΔS =
5. 重复性
气体标准物质浓度值
μmol/mol
测量值/ (μmol/mol)
1 2 3 4 5 6
重复性
%
非甲烷总烃
甲苯
6. 响应因子
特征污染物丙烷甲烷乙烯甲苯三氯乙烯乙酸乙酯
物质以碳计浓度
mg/m3
检测器示值
响应因子———
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B.2 工况状态下计量性能校准:
1. 挥发性有机物
次数1 2 3 4 5 6
时间
非
甲
烷
总
烃
监测系统示值/ (mg/m3)
参考值/ (mg/m3)
示值误差
Δw/ (mg/m3)
δw/ (%)
重复性
s1/ (mg/m3)
s2/%
扩展不确定度U = mg/m3 k=2
特
征
污
染
物
监测系统示值/ (mg/m3)
参考值/ (mg/m3)
示值误差
Δw/ (mg/m3)
δw/%
重复性
s1/ (mg/m3)
s2/%
扩展不确定度U = mg/m3 k=2
2. 流速
次数1 2 3 4 5 6
时间
监测系统示值/ (m/s)
参考值/ (m/s)
示值误差/%
3. 温度
次数1 2 3 4 5 6
时间
监测系统示值/℃
参考值/℃
示值误差/℃
13
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4. 湿度
次数1 2 3 4 5 6
时间
监测系统示值/%
标准示值/%
示值误差/%
14
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附录C
固定污染源挥发性有机物在线监测系统校准证书格式(参考)
非工况状态下计量特性校准结果
校准项目
校准结果
非甲烷总烃苯系物
分析周期/min
检出限/ (mg/m3)
零点漂移/ (%FS)
量程漂移/ (%FS)
校准浓度/ (μmol/mol)
示值误差/%
校准结果的不确定度(k=2)
重复性/%
响应因子
甲烷乙烯甲苯三氯乙烯乙酸乙酯
工况状态下计量特性校准结果
校准项目
校准结果
非甲烷总烃苯系物
示值误差
Δw/ (mg/m3)
δw/%
校准结果的不确定度U ,k=2
重复性
s1/ (mg/m3)
s2/%
流速示值误差/%
温度示值误差/℃
湿度示值误差/%
注:
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附录D
挥发性有机物示值误差的不确定度评定示例(参考)
D.1 非工况状态下挥发性有机物示值误差的不确定度评定
D.1.1 建立测量模型
将气体标准物质、零点校准气、动态稀释装置和被校监测系统通过管路连接起来,
待监测系统开机预热稳定后,分别通入不同浓度的非甲烷总烃气体标准物质和甲苯气体
标准物质,待监测系统稳定后,读取监测系统的示值,重复测量3次,并计算其平均
值,与标准气体的标准值进行比较,两者的差值即为示值误差Δlabi 。
按示值误差计算公式(D.1)建立测量模型。
Δlabi =?ci -csi (D.1)
式中:
Δlabi ———浓度示值误差,μmol/mol;
?ci ———被校监测系统第i 次测得的浓度,μmol/mol;
csi ———通入气体标准物质的浓度,μmol/mol。
D.1.2 输入量的不确定度来源分析
D.1.2.1 被校监测系统测量值引入的标准不确定度u(ci),包括:
a)由被校监测系统测量随机因素引入的标准不确定度u1(ci);
b)由被校监测系统分辨力引入的标准不确定度u2(ci)。
由被校监测系统测量随机因素引入的标准不确定度和分辨力引入的标准不确定度合
成作为被校监测系统测量值引入的标准不确定度。
D.1.2.2 由标准气体定值引入的标准不确定度u(csi)。
D.1.3 输入量的标准不确定度评定
D.1.3.1 被校监测系统测量值引入的标准不确定度u(ci)
D.1.3.1.1 被校监测系统测量随机因素引入的标准不确定度u1(ci)
随机因素引入的标准不确定度评定通过测量重复性实现。在重复测量条件下,通过
监测系统对两种气体标准物质进行测量,连续测量10次,测得数据见表D.1。
表D.1 重复性测量结果
标准气体
标准值
μmol/mol
测量值/ (μmol/mol)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
单次实验
标准差
非甲烷
总烃62.1 61.861.962.062.062.162.161.961.961.962.1 0.11
甲苯16.8 17.016.716.816.716.916.916.816.916.717.1 0.14
由统计得两种气体的单次实验标准差:
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sNMHC=0.11μmol/mol
sToluene=0.14μmol/mol
实际测量时,在重复条件下连续测量3次,以3次测量的平均值作为测量结果,故
测量重复性引入的标准不确定度为:
u1(NMHC)(ci)=
sNMHC
3 =0.06μmol/mol
u1(Toluene)(ci)=
sToluene
3 =0.08μmol/mol
D.1.3.1.2 由被校监测系统分辨力引入的标准不确定度u2(ci)
监测系统的显示分辨力为0.1μmol/mol,按均匀分布,则其引入的标准不确定
度为:
u2(NMHC)(ci)=0.1
2 3=0.029(μmol/mol)
u2(Toluene)(ci)=0.1
2 3=0.029(μmol/mol)
D.1.3.1.3 被校监测系统测量值引入的标准不确定度u(ci)
uNMHC(ci)= 0.062 +0.0292 =0.07(μmol/mol)
uToluene(ci)= 0.082 +0.0292 =0.09(μmol/mol)
D.1.3.2 由标准气体浓度定值引入的标准不确定度u(csi)
在校准时所采用的气体标准物质的扩展不确定度为1.5%,k=2,非甲烷总烃气体
标准物质和甲苯气体标准物质的浓度分别为62.1μmol/mol和16.8μmol/mol,则由标
准气体浓度定值引入的标准不确定度为:
uNMHC csi =62.1×1.5%÷2=0.47(μmol/mol)
uToluene csi =16.8×1.5%÷2=0.13(μmol/mol)
D.1.3.3 输入量的标准不确定度一览表
输入量的标准不确定度见表D.2。
表D.2 输入量的标准不确定度一览表
输入量不确定度来源符号
输入量标准不确
定度/ (μmol/mol)
被校监测系统非甲烷
总烃的测量值
被校监测系统测量非甲烷
总烃引入的标准不确定度uNMHC ci 0.07
测量非甲烷总烃随机
因素引入的不确定度u1(NMHC) ci 0.06
非甲烷总烃显示分辨力
引入的不确定度u2(NMHC) ci 0.029
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表D.2(续)
输入量不确定度来源符号
输入量标准不确
定度/ (μmol/mol)
非甲烷总烃标准
气体的定值
非甲烷总烃标准气体定值
引入的不确定度
uNMHC(csi) 0.47
被校监测系统甲苯的
测量值
被校监测系统测量甲苯
引入的不确定度uToluene(ci) 0.09
测量甲苯随机因素
引入的不确定度u1(Toluene)(ci) 0.08
甲苯显示分辨力
引入的不确定度u2(Toluene)(ci) 0.029
甲苯标准气体的定值
甲苯标准气体定值
引入的不确定度
uToluene(csi) 0.13
D.1.4 合成标准不确定度评定
D.1.4.1 合成标准不确定度公式
根据测量模型公式(D.1),依据不确定度传播律得到合成标准不确定度公式:
u2c(Δlabi)=c2(ci)u2(ci)+c2(csi)u2(csi)+2c(ci)c(csi)r(ci,csi)u(ci)u(csi)
(D.2)
式中:
uc(Δlabi)———示值误差的标准不确定度,μmol/mol;
u(ci)———被校监测系统引入的标准不确定度,μmol/mol;
u(csi)———气体标准物质引入的标准不确定度,μmol/mol;
c(ci)、c(csi)———分别为输入量ci 与csi 的灵敏系数;
r(ci,csi)———输入量ci 与csi 的相关系数。
D.1.4.2 灵敏系数
式(D.2)中灵敏系数为:
c ci =∂Δlabi
∂ci
=1 (D.3)
c csi =∂Δlabi
∂csi
=-1 (D.4)
D.1.4.3 输出量的不确定度分量
输出量的不确定度分量与输入量的标准不确定度及灵敏系数的关系式:
ui y = ∂f
∂xi
u(xi) (D.5)
输出量的标准不确定度见表D.3。
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表D.3 输出量的标准不确定度分量一览表
输入量的不确定度来源
输入量的标准不确
定度/ (μmol/mol) 灵敏系数
输出量的不确定
度分量/ (μmol/mol)
被校监测系统测量非甲烷
总烃引入的标准不确定度0.07 1 0.07
非甲烷总烃随机因素
引入的不确定度0.06 1 0.06
非甲烷总烃显示分辨力
引入的不确定度0.029 1 0.029
非甲烷总烃标准气体定值
引入的不确定度0.47 -1 0.47
被校监测系统测量甲苯
引入的不确定度0.09 1 0.09
甲苯随机因素
引入的不确定度0.08 1 0.08
甲苯显示分辨力
引入的不确定度0.029 1 0.029
甲苯标准气体定值
引入的不确定度0.13 -1 0.13
对于输出量Δlabi 而言,由于输入量?ci 为被校系统的测量值,csi 为标准气体的定值,
两者相互独立,相关系数为零,故合成标准不确定度的计算公式为:
u2c Δlabi =u2 ci +u2 csi (D.6)
D.1.4.4 合成标准不确定度的计算
综上所述,合成标准不确定度的计算结果如下:
uc(NMHC) Δlabi = 0.072+0.472 =0.48(μmol/mol)
uc(Toluene) Δlabi = 0.092+0.132 =0.16(μmol/mol)
D.1.5 扩展不确定度
非工况状态下监测系统挥发性有机物示值误差的扩展不确定度为:
U =k×uc Δlabi ,k=2
UNMHC =1.0μmol/mol
UToluene=0.3μmol/mol
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D.2 工况状态下挥发性有机物示值误差的不确定度评定
D.2.1 建立模型
将参考仪器按照说明书的要求放置在现场操作平台,连通管路,开机并预热稳定。
在工况条件相对稳定的情况下,将参考仪器的采样探头放入监测系统测试断面进行测
量,待示值稳定后,连续读取至少3个气态污染物浓度数据,取平均值作为该时间段参
考仪器的测量值,并记录参考仪器测量的起止时间;从参考仪器开始记录数据起,同时
记录监测系统在相同测量时间段内至少3个数据,取平均值作为该时间段监测系统的测
量值。重复测量6次。监测系统测量值与参考仪器测量值的差值为Δwi ,取其6次平均
值,即为示值误差Δw。
按示值误差计算公式(D.7)和(D.8)建立测量模型。
Δwi =ci -csi (D.7)
Δw =16
Σ6
i=1
Δwi (D.8)
式中:
Δw ———污染物示值误差,mg/m3;
csi ———参考仪器第i 次测量的污染物浓度,i=1~6,mg/m3;
ci ———监测系统第i 次测量的污染物浓度,i=1~6,mg/m3;
Δwi ———监测系统与参考仪器第i 次测量的污染物浓度差值,i=1~6,mg/m3。
D.2.2 输入量的不确定度来源分析
a)废气中挥发性有机物浓度及温压流变化等工况不稳定因素引入的标准不确定度
u (Δwi);
b)参考仪器的允许误差引入的标准不确定度u (csi')。
D.2.3 输入量的标准不确定度评定
D.2.3.1 工况不稳定等随机因素引入的标准不确定度u (Δwi )
u (Δwi)由废气挥发性有机物浓度及温压流变化等工况不稳定因素引起,为了降
低不稳定因素的影响,不应单独考虑ci 和csi 的测量重复性,可按7.3.1给出的细则,
通过计算被校监测系统与参考仪器连续多次测量值的差值Δwi 的重复性获得。
实际测量时,在工况条件下连续测量6次,测量结果见表D.4。以6次测量的平均
值作为测量结果,故测量重复性引入的标准不确定度为:
uNMHC Δwi =
sNMHC(Δwi)
6 =1.0mg/m3
uToluene Δwi =
sToluene(Δwi)
6 =0.7mg/m3
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表D.4 某工况条件下监测系统和参考仪器测量结果
测量
参数
非甲烷总烃甲苯
ci csi Δwi Δw sNMHC ci csi Δwi Δw sToluene
测量
结果
(mg/
m3)
33.1 37.4
31.6 37.5
33.2 36.7
35.1 37.3
36.3 38.0
36.1 37.0
36.6 37.7
29.6 37.5
32.4 37.4
35.1 37.4
34.9 37.1
36.2 37.0
27.9 36.8
31.3 36.5
26.4 36.6
30.3 35.9
28.5 35.9
30.1 36.2
-4.6
-1.6
-4.7
-1.8
-8.1
-6.4
-4.5 2.5
4.3 8.1
6.5 7.8
5.8 7.9
6.2 7.7
4.8 7.8
7.1 7.8
9.2 8.1
9.9 8.3
10.3 8.4
9.8 8.4
8.9 8.6
9.1 8.3
6.1 8
5.3 7.5
4.9 7.1
7.1 7.6
5.6 8.1
7.1 8.8
-2.4
-1.7
1.5
0.8
-2.1
-1.6
-0.9 1.7
D.2.3.2 参考仪器允许误差引入的标准不确定度u(csi')
u(csi')由参考仪器引入,因参考仪器的最大允许误差为±5%,认为服从均匀分
布,则参考仪器引入的标准不确定度为:
u(NMHC)(csi')=5%×csi/ 3 =1.1mg/m3
u(Toluene)(csi')=5%×csi/ 3 =0.2mg/m3
D.2.3.3 输入量的标准不确定度
输入量的标准不确定度见表D.5。
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表D.5 输入量的标准不确定度一览表
输入量不确定度来源符号
输入量的标准
不确定度/ (mg/m3)
被校监测系统与参考
仪器测量值的差值
工况不稳定因素引入的
标准不确定度
uNMHC Δwi 1.0
uToluene Δwi 0.7
参考仪器的允许误差
参考仪器引入的
标准不确定度
uNMHC csi' 1.1
uToluene csi' 0.2
D.2.4 合成标准不确定度
D.2.4.1 合成标准不确定度公式
由公式(D.7)和(D.8)依据不确定度传播律得到合成标准不确定度公式:
u2c Δw =c2 Δwi u2 Δwi +c2 csi' u2 csi' +2c Δwi c csi' r(Δwi,csi')u Δwi u csi'
(D.9)
式中:
uc Δw ———示值误差的合成标准不确定度,mg/m3;
u Δwi ———工况不稳定等随机因素引入的标准不确定度,mg/m3;
u csi' ———参考仪器允许误差引入的标准不确定度,mg/m3;
c Δwi 、c csi' ———分别为输入量Δwi 与csi'的灵敏系数;
r(Δwi,csi')———输入量Δwi 与csi' 的相关系数。
D.2.4.2 灵敏系数
式(D.9)中灵敏系数为:
c Δwi = ∂Δw
∂Δwi
=1 (D.10)
c csi' =∂Δw
∂csi'= ∂Δw
∂csi
=-1 (D.11)
D.2.4.3 输出量的不确定度分量
根据公式(D.6),输出量的不确定度分量如表D.5所示。
表D.6 输出量的不确定度分量一览表
输入量的不确定度来源
输入量的标准不确定度
μmol/mol 灵敏系数
输出量的不确定度分量
μmol/mol
工况不稳定因素引入的
标准不确定度
1.0
0.7 1 1.0
0.7
参考仪器引入的
标准不确定度
1.1
0.2 -1 1.1
0.2
输出量Δw 为输入量被校监测系统与参考仪器测量值的差值(Δwi )和参考仪器的
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允许误差(csi' )共同作用的结果,因Δwi 主要由工况不稳定因素引起,与由参考仪器
允许误差引起的csi' 相互独立,所以相关系数为零。故合成标准不确定度的计算公
式为:
u2c Δw =u2 Δwi +u2 csi' (D.12)
D.2.4.4 合成标准不确定度的计算
综上所述,合成标准不确定度为:
uc(NMHC) Δw = 1.02+1.12 =1.5(mg/m3)
uc(Toluene) Δw = 0.72+0.22 =0.7(mg/m3)
D.2.5 扩展不确定度
工况状态下监测系统挥发性有机物示值误差的扩展不确定度为:
U =k×uc Δw ,k=2
UNMHC =3.0mg/m3
UToluene=1.4mg/m3
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附录E
摩尔分数(体积浓度)和质量浓度之间的换算关系
E.1 特征污染物
E.1.1 特征污染物的摩尔分数与标准状态下的质量浓度转换可按式(E.1)计算:
CC
Q =CV × M
22.4 (E.1)
式中:
CC
Q ———特征污染物的质量浓度,mg/m3;
CV ———特征污染物的摩尔分数,μmol/mol;
M ———特征污染物的相对分子质量。
E.1.2 特征污染物的质量浓度与标准状态下以碳计的质量浓度转换可按式(E.2)
计算:
CC
Q'=CC
Q ×12n
M (E.2)
式中:
CC
Q' ———特征污染物以碳计的质量浓度,mg/m3;
CC
Q ———特征污染物的质量浓度,mg/m3;
n———特征污染物分子中的碳原子数量;
M ———特征污染物的相对分子质量。
E.2 非甲烷总烃
E.2.1 非甲烷总烃以甲烷计的摩尔分数与标准状态下以碳计的质量浓度转换可按式
(E.3)计算:
CN
Q =CV1 × 12
22.4 (E.3)
式中:
CN
Q ———非甲烷总烃以碳计的质量浓度,mg/m3;
CV1 ———非甲烷总烃以碳计的摩尔分数,μmol/mol。
E.2.2 非甲烷总烃以丙烷计的摩尔分数与标准状态下以碳计的质量浓度转换可按式
(E.4)计算:
CN
Q =CV2 × 36
22.4 (E.4)
式中:
CN
Q ———非甲烷总烃以碳计的质量浓度,mg/m3;
CV2 ———非甲烷总烃以丙烷计的摩尔分数,μmol/mol。
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