T-SHAEPI 004-2023 傳感器法環(huán)境空氣車載移動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

H#G<59D=$$(!&$&.1 2 32規(guī)范性引用 33術(shù)語和定 34系統(tǒng)組 35技術(shù) 46性能 67檢測 7 9附錄A規(guī)范感移動監(jiān)測 附錄B法移動 附錄C資料性）記 132根據(jù)《上海市環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會團體標準管理辦法》的要求，本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件的主要技術(shù)內(nèi)容是：術(shù)語和定義、系統(tǒng)組成、技術(shù)要求、性能指標、檢測方法和運行維護。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由上海市環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會歸口管理，由標準編制組負責具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。執(zhí)行過程中如有意見或建議，請寄送上海市環(huán)境監(jiān)測中心（地址：上海市徐匯區(qū)三江路55號，郵政編碼：200235）本文件主編單位：上海市環(huán)境監(jiān)測中心本文件參編單位：上海申欣優(yōu)達環(huán)?？萍加邢薰旧虾＝煌ù髮W深圳智人環(huán)保科技有限公司漾青環(huán)?？萍迹ㄉ虾＃┯邢薰旧虾?chuàng)藍檢測技術(shù)有限公司上海同天碧翔環(huán)?？萍加邢薰颈疚募兄Z執(zhí)行單位：上海申欣優(yōu)達環(huán)?？萍加邢薰旧虾＝煌ù髮W深圳智人環(huán)?？萍加邢薰狙喹h(huán)保科技（上海）有限公司上海創(chuàng)藍檢測技術(shù)有限公司上海同天碧翔環(huán)?？萍加邢薰颈疚募饕鸩萑藛T：劉啟貞、伏晴艷、段玉森、徐淑紅、潘駿、程金平、王穎、李芳、徐捷、包權(quán)、彭之光、朱珠、王新、沈志剛、范忠鵬、萬文杰。3傳感器法環(huán)境空氣車載移動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了傳感器法環(huán)境空氣車載移動監(jiān)測系統(tǒng)組成、技術(shù)要求、性能指標、檢測方法和運行維護的要求。本文件適用于傳感器法環(huán)境空氣車載移動監(jiān)測系統(tǒng)的設計、選型、檢測和設備運行維護等工作。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB3095環(huán)境空氣質(zhì)量標準GB/T4208-2017外殼防護等級（IP代碼）HJ653-2013環(huán)境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法HJ654環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法HJ817環(huán)境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范HJ/T373固定污染源監(jiān)測質(zhì)量保證與質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)范（試行）3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。傳感器法車載移動監(jiān)測設備sensorbasedvehiclemobilemonitoringequipment指搭載到乘用車或進行專項作業(yè)車輛上的傳感器法環(huán)境監(jiān)測設備，設備具有小型化、輕量化、低功耗等特點。傳感器法車載移動監(jiān)測設備采用光散射、電化學、金屬氧化物或光離子化等原理的傳感器檢測方法，可直接用于室外環(huán)境監(jiān)測大氣顆粒物（PM10、PM2.5）和（或）氣態(tài)污染物（NO、NO2、CO等）濃度。3.2參比監(jiān)測設備referencemonitoringequipment指符合HJ653和HJ654標準技術(shù)要求的空氣質(zhì)量連續(xù)自動監(jiān)測設備，用于傳感器法車載移動監(jiān)測設備的質(zhì)量控制，監(jiān)測參數(shù)包含PM10、PM2.5、NO、NO2和CO等。3.3參比狀態(tài)referencestate指大氣溫度為298.15K，大氣壓力為1013.25hPa時的狀態(tài)。本文件中的NO2、NO、CO等氣態(tài)污染物濃度為參比狀態(tài)下的濃度。4系統(tǒng)組成4.1系統(tǒng)通用組成4傳感器法環(huán)境空氣車載移動監(jiān)測系統(tǒng)一般由傳感器法車載移動監(jiān)測單元、電源管理和保護控制單元、定位單元、數(shù)據(jù)采集與處理單元和其他輔助單元組成。4.2傳感器法車載移動監(jiān)測單元傳感器法車載移動監(jiān)測單元包含顆粒物監(jiān)測單元（PM10和PM2.5）和（或）氣態(tài)污染物監(jiān)測單元（NO、NO2和CO等）。4.3電源管理和保護控制單元電源管理和保護單元具備電能的變換和關(guān)斷保護的功能，當監(jiān)測設備用車輛電源系統(tǒng)進行供電時，電源管理和保護單元對輸入電壓進行有效隔離，降低由設備自身故障引起車輛電源系統(tǒng)的故障率；當監(jiān)測設備采用其他方式供電時，電源管理和保護單元保障設備穩(wěn)定運行。4.4定位單元定位單元應采取北斗和（或）GPS定位模組，具有經(jīng)緯度和車速監(jiān)測等功能，定位水平精度≤5.0m。4.5數(shù)據(jù)采集與處理單元4.5.1數(shù)據(jù)采集與處理單元是整個系統(tǒng)運行的中心，一般由數(shù)據(jù)采集處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和無線傳輸模塊組成。4.5.2數(shù)據(jù)采集與處理單元具有設備狀態(tài)判斷、數(shù)據(jù)采集、傳輸和存儲功能，能實時無線傳輸監(jiān)測單元及定位單元產(chǎn)生數(shù)據(jù)、設備工作狀態(tài)信息等，并安全存儲。4.6其他輔助單元其他輔助單元通常包括設備載體外殼、氣象因子測量裝置以及監(jiān)測設備安裝所需要的固定裝置等。5技術(shù)要求5.1外觀要求外觀要求包括但不限于：a）傳感器法車載移動監(jiān)測設備應具有產(chǎn)品銘牌，銘牌上應標有產(chǎn)品名稱、型號、測量對象與量程、使用環(huán)境、電源規(guī)格、生產(chǎn)日期、出廠編號、制造商、生產(chǎn)地址等信息；b）傳感器法車載移動監(jiān)測設備表面應完好無損，無明顯缺陷，各零部件連接可靠，各電器元器件無損壞，各按鈕靈活有效；c）傳感器法車載移動監(jiān)測設備若搭載乘用車輛時，出于行車安全性考慮，設備宜小型化、輕量化、一體化設計，設備重量宜<1kg，高度宜≤15cm。若搭載專項作業(yè)車輛時，在保障出行安全條件下參照執(zhí)行。5.2工作條件監(jiān)測設備在以下環(huán)境條件中應能正常工作：a）室外環(huán)境溫度-20~60）℃（顆粒物監(jiān)測單元（-10~50）℃（氣態(tài)污染物監(jiān)測單元）；5b）相對濕度15~100）%RH；c）大氣壓80~106）kPa；注：高溫、高濕等特殊環(huán)境條件下，監(jiān)測設備應具有除濕的功能，滿足正5.3安全要求5.3.1一般要求設備及其附件應避免在裝配、安裝、使用和維護過程中可能造成的人身安全隱患，諸如鋒邊、毛刺等。5.3.2功耗要求若傳感器法車載移動監(jiān)測設備搭載在乘用車輛上，出于安全性考慮建議功耗≤15W。若搭載專項作業(yè)車輛時，在保障出行安全條件下參照執(zhí)行。5.3.3防護等級在滿足性能要求的前提下，設備外殼防護等級應至少滿足IP53的規(guī)定。5.3.4設備安裝要求為了避免傳感器法車載移動監(jiān)測設備監(jiān)測數(shù)據(jù)受車輛自身尾氣排放的影響，規(guī)定傳感器法車載移動監(jiān)測設備采樣口安裝于車輛頂部，如出租車頂燈內(nèi)，設備采樣口須配置防護網(wǎng)及防水配件。也可結(jié)合實際情況，在設備用電安全和安裝穩(wěn)固前提下自行確定安裝方式。5.4功能要求5.4.1監(jiān)測項目監(jiān)測項目包括但不限于：a）常規(guī)污染物監(jiān)測因子：PM10、PM2.5、NO、NO2和CO等；b）輔助監(jiān)測因子：北京時間，經(jīng)緯度坐標、車速、溫度和濕度等；c）可根據(jù)實際監(jiān)測需求調(diào)整污染物監(jiān)測模塊。5.4.2數(shù)據(jù)采集5.4.2.1數(shù)據(jù)采集頻率：≤5s/次。5.4.2.2當無定位信息時停止采集數(shù)據(jù)。5.4.3數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)應實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的實時傳輸，數(shù)據(jù)傳輸間隔應≤15min。5.4.4數(shù)據(jù)補傳系統(tǒng)應具備數(shù)據(jù)補傳功能。數(shù)據(jù)傳輸失敗時，未發(fā)送數(shù)據(jù)應及時存儲，待狀況恢復時，立即自動補傳24h缺失數(shù)據(jù)。5.4.5數(shù)據(jù)存儲6系統(tǒng)應具備數(shù)據(jù)存儲功能，并能夠記錄存儲≥3個月的原始數(shù)據(jù)。6性能指標6.1測量范圍傳感器法環(huán)境空氣車載移動監(jiān)測PM10、PM2.5、NO、NO2和CO測量范圍和最小顯示單位見附錄A。6.2采樣流量測量誤差采樣流量≤1L/min時，傳感器法車載移動監(jiān)測設備的采樣流量偏差±0.1L/min，采樣流量>1L/min時，傳感器法車載移動監(jiān)測設備的采樣流量誤差±10%。6.3顆粒物PM10和PM2.56.3.1平行性3臺（套）傳感器法車載移動監(jiān)測設備測量同一樣品PM10讀數(shù)的相對標準偏差≤15%。3臺（套）傳感器法車載移動監(jiān)測設備測量同一樣品PM2.5讀數(shù)的相對標準偏差≤20%。6.3.2室外比對測量相關(guān)系數(shù)r相關(guān)系數(shù)r≥0.80。6.3.3室外比對測量誤差顆粒物（PM10和PM2.5）≤100μg/m3時，測量誤差±25μg/m3。顆粒物（PM10和PM2.5）>100μg/m3時，測量誤差±25%。6.4氣態(tài)污染物（NO、NO2、CO）6.4.1示值誤差示值誤差±10%FS。6.4.2響應時間（T90和T10）響應時間（T90和T10）≤45s。6.4.3室外比對測量相關(guān)系數(shù)r相關(guān)系數(shù)r≥0.80。6.4.4室外比對測量誤差室外比對測量誤差見表1。7表1室外比對測量誤差氣態(tài)污染物濃度測量范圍測量誤差NO、NO2≤100nmol/mol±20nmol/mol>100nmol/mol±20%CO≤10μmol/mol±2μmol/mol>10μmol/mol±20%7檢測方法7.1采樣流量測量誤差待傳感器法車載移動監(jiān)測設備運行穩(wěn)定后，用流量檢測儀測量采樣口流量，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后記錄流量檢測儀數(shù)據(jù)Qci。24h內(nèi)2h、4h和6h重復測量3次，若采樣流量>1L/min時，按公式（1）計算待測設備的流量測量誤差。若采樣流量≤1L/min時，按公式（2）計算待測設備的流量測量誤差。3次流量測量誤差均應符合本文件6.2的要求。式中：di——傳感器法車載移動監(jiān)測設備的第i次測量流量誤差；Qci——待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備的第i次測量流量值，L/min；Q——待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備的設定流量值，L/min。式中：di——傳感器法車載移動監(jiān)測設備的第i次測量流量誤差；Qci——待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備的第i次測量流量值，L/min；Q——待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備的設定流量值，L/min。7.2顆粒物平行性顆粒物相關(guān)參數(shù)的檢測，應將整個待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備放到粉塵模擬艙內(nèi)，發(fā)塵物質(zhì)為ISOA1塵，標準監(jiān)測設備為標準PM10和PM2.5監(jiān)測儀。在粉塵模擬倉內(nèi)，將三臺待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備的采樣器入口調(diào)整到同一高度，待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備分別進行采樣流量校準和設置后，進行平行性測試。每組樣品連續(xù)測試24h，檢測樣品數(shù)不少于10組。記錄每臺待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備測得每個PM10和PM2.5樣品濃度值Cij，i為待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備的編號（i=1～3j為檢測樣品的序號（j=1~10），三臺待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備每個樣品測量結(jié)果的平均值為Cj。按公式（3）計算3臺待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備測試結(jié)果的相對標準偏差Pj。按公式（4）計算3臺待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備平行性P，應符合6.3.1的要求。式中：8Pj——3臺待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備第j個樣品測量結(jié)果的相對標準偏差，%；Cij——第i臺待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備測量第j個樣品的濃度值，μg/m3；-Cj——3臺待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備測量第j個樣品的濃度平均值，μg/m3。式中：P——儀器平行性，%。7.3氣態(tài)污染物（NO、NO2、CO）示值誤差待監(jiān)測傳感器法車載移動監(jiān)測設備校準后，分別通入量程約20%、50%和80%的待測氣體的標準氣體，每種濃度氣體通入3次，讀取穩(wěn)定氣體值。按公式（5）計算相對誤差，取相對誤差絕對值的最大值作為示值誤差，應符合6.4.1的要求。式中：Δ?示值誤差，%FS； A——3次示值的算術(shù)平均值，nmol/mol或μmol/mol；As——標準氣體的濃度，nmol/mol或μmol/molAsR——滿量程，nmol/mol或μmol/mol。7.4響應時間（T90和T10）傳感器法車載移動監(jiān)測設備校零后，首先通入濃度為80%滿量程待測氣體的標準氣體，讀取傳感器法車載移動監(jiān)測設備穩(wěn)定初值，然后通入清潔空氣，讓傳感器法車載移動監(jiān)測設備回零后，再通入上述標準氣體，同時用秒表記錄傳感器法車載移動監(jiān)測設備達到穩(wěn)定初值90%的時間，記為T90；待80%量程標氣讀數(shù)穩(wěn)定后，通入潔凈空氣，同時用秒表開始計時，當待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備顯示值下降至80%量程標氣濃度值的10%的時間，記為T10。重復上述步驟3次，取算術(shù)平均值為傳感器法車載移動監(jiān)測設備的響應時間（T90和T10應符合6.4.2的要求。7.5室外比對測量相關(guān)系數(shù)待監(jiān)測傳感器法車載移動監(jiān)測設備校準后，每批次隨機抽取3臺監(jiān)測設備與標準監(jiān)測設備。在同一環(huán)境條件下，待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備與標準監(jiān)測設備之間相距1m~2m，采樣口位于同一高度。在同一時間段，當標準監(jiān)測設備測試數(shù)據(jù)和待監(jiān)測數(shù)據(jù)都有效時（指設備狀態(tài)參數(shù)正常，負值和零值視為無效數(shù)據(jù)，下同），將標準監(jiān)測設備的數(shù)據(jù)Rij和和待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備監(jiān)測的數(shù)據(jù)Cij作為一個數(shù)據(jù)對，i為監(jiān)測設備的編號（i=1~3j為檢測樣品組的序號（j=1~336每組樣品的采集時間1h，共測試336組樣品。將標準9監(jiān)測設備測試數(shù)據(jù)與相應的待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備數(shù)據(jù)進行線性回歸分析，以標準監(jiān)測設備測量數(shù)據(jù)為橫軸，待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備數(shù)據(jù)為縱軸，按照公式（6）計算回歸曲線的相關(guān)系數(shù)r，應符合本文件6.3.2和6.4.3的要求。式中：r——比對測試回歸曲線相關(guān)系數(shù)；R——336組標準監(jiān)測設備測量濃度的平均值，nmol/mol、μmol/mol、μg/m3;C——336組待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備測量濃度的平均值，nmol/mol、μmol/mol、μg/m3;Rj——標準監(jiān)測設備測量的第j組樣品的濃度值，nmol/mol、μmol/mol、μg/m3;Cj——3臺待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備的第j組樣品濃度的平均值，nmol/mol、μmol/mol、μg/m3。7.6室外比對測量誤差室外比對測量誤差與室外比對測量相關(guān)系數(shù)同時開展。待監(jiān)測傳感器法車載移動監(jiān)測設備校準后，在同一環(huán)境條件下，待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備與標準監(jiān)測設備之間相距1~2m，采樣口位于同一高度。在同一時間段，當標準監(jiān)測設備測試數(shù)據(jù)和待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備數(shù)據(jù)都有效時，將標準監(jiān)測設備的數(shù)據(jù)Cs和和待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備監(jiān)測的數(shù)據(jù)Cd作為一個數(shù)據(jù)對，每組樣品的采集時間24h，共測試14組樣品。按公式（7）及公式（8）計算待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備的測量誤差，14組室外比對測量誤差均應符合本文件6.3.3和6.4.4的要求。式中：Ld——絕對誤差；Cs——標準監(jiān)測設備測量濃度值，nmol/mol、μmol/mol、μg/m3;Cd——待測傳感器法車載移動監(jiān)測設備的測量濃度值，nmol/mol、μmol/mol、μg/m3。式中：Le——相對誤差。8運行維護8.1日常維護和保養(yǎng)8.1.1總體要求定期對傳感器法車載移動監(jiān)測單元、電源管理和保護控制單元、數(shù)據(jù)采集與處理單元、其他輔助單元進行巡檢和維護，維護周期不超過30天。8.1.2傳感器法車載移動監(jiān)測單元傳感器法車載移動監(jiān)測單元應運行維護下列項目：a）檢查采樣泵流量是否符合標準；b）清洗氣態(tài)污染物采樣管路；c）清洗顆粒物采樣管路；d）定期更換傳感器濾膜。8.1.3電源管理和保護控制單元對電源管理和保護控制單元進行例行檢查，檢查是否符合工作要求。8.1.4數(shù)據(jù)采集與處理單元數(shù)據(jù)采集與處理單元應運行維護下列項目：a）檢查系統(tǒng)的參數(shù)設置；b）檢查系統(tǒng)的通訊是否正常；c）檢查剩余的存儲容量是否充足。8.1.5其他輔助單元其他輔助單元應運行維護下列項目：a）對傳感器法車載移動監(jiān)測設備內(nèi)外進行除塵，并清潔設備表面；b）檢查固定裝置是否出現(xiàn)螺絲松動、銹蝕、斷裂以及嚴重受力等現(xiàn)象。8.2故障設備處理8.2.1對于在現(xiàn)場能夠診斷明確，并且可以通過簡單操作解決的問題，如氣路堵塞等，應及時檢修并盡快恢復正常運行；對于不能在現(xiàn)場完成故障檢修的儀器，應將