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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11)9复校时间间隔.......................................................................................................(12)附录A机动车排放用颗粒物粒子数量测量仪校准原始记录.............................(13)附录B机动车排放用颗粒物粒子数量测量仪校准证书(内页)格式................(17)附录C机动车排放用颗粒物粒子数量测量仪检测效率校准的不确定度评定示例................................................................................................................................(20)II0005:..JJF(鲁)156-2022引言本规范以JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001-2011《通用计量术语及定义》、-2012《测量不确定度评定与表示》为基础性系列规范进行制定。本规范为首次发布。III0006:..JJF(鲁)156-2022机动车排放用颗粒物粒子数量测量仪校准规范1范围本规范适用于机动车排放用颗粒物粒子数量测量仪(Particulateparticlecountmeterforvehicleemissions)(以下简称PN测量仪)的校准。2引用文件本规范引用了下列文件:GB17691重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)(中国第六阶段)HJ1014非道路柴油移动机械污染物排放控制技术要求ISO15900气溶胶颗粒粒径分布测量差分电迁移法(Determinationofparticlesizedistribution—Differentialelectricalmobilityanalysisforaerosolparticles)ISO27891气溶胶颗粒数浓度凝结核粒子计数器的校准(Aerosolparticlenumberconcentration-Calibrationofcondensationparticlecounters)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。。,单分散性可以通过尺寸分布的几何标准偏差(GSD)进行量化,。(Particlematter,PM)在温度为315K(42℃)~325K(52℃)的稀释排气中,由滤纸收集到的所有排气成分,主要是碳、冷凝的碳氢化合物、硫酸盐水合物。(ParticleNumber,PN)在去除了挥发性物质的稀释排气中,所有粒径超过23nm的粒子总数。(Particlenumberconcentration,C)10007:..JJF(鲁)156-2022在特定压力及温度条件下,单位体积内气溶胶中固体颗粒的数量,单位为cm-3。(CPC)通过工作液(如正丁醇、水、异丙醇)吸附在纳米颗粒表面,使其放大到微米级别后,利用光散射原理测量气溶胶中颗粒数浓度的设备。(DEMC)能够根据电迁移率对气溶胶颗粒选择和分离,并得到单分散样品的一种分类器。(????????)PN测量仪检测效率为50%时的粒径,单位为nm。。(DC)通过电荷调节器(如电晕丝等)使颗粒带上平衡电荷,然后通过电学法测量气溶胶中颗粒数浓度的设备。(VPR)对初级气溶胶进行一级热稀释,挥发性颗粒去除器及二级冷稀释,并得到满足下游设备测量条件气溶胶的设备。(PCRF)VPR上游颗粒数浓度与下游颗粒数浓度之比。本规范所用的颗粒物为燃烧丙烷产生的碳烟形态颗粒。(VRE)VPR上游挥发性颗粒数浓度与下游挥发性颗粒数浓度之比。本规范中所用的颗粒物为挥发性颗粒物正四十烷。、VPR及颗粒计数器等模块整体与标准器进行比对校准的方法。、颗粒计数器进行校准的方法。,PN测量仪要求能检测出颗粒数浓度的最低值。注:本文件规定该条件为测量空气颗粒数浓度大于2000cm-3,最低值为1500cm-3。20008:..JJF(鲁)156-20224概述PN测量仪主要用于测量机动车排放气体中非挥发性固态颗粒的数量浓度。PN测量仪按测量方式可分为台架式和便携式(便携式PN测量仪以下简称PEMS)两类。PN测量仪主要包括采样处理系统和颗粒计数器。其中采样处理系统包括加热采样管及挥发性颗粒物去除器(VPR),其中VPR由旋风分离器(可选)、一级热稀释器(PND1)、蒸发管或高温催化汽提器(ET或HCS)、二级冷稀释器(PND2)(可选)及冲击喷嘴(可选)组成。图1为PN测量仪结构简图。,对于台架式PN测量仪,-3。对于PEMS,颗粒粒子数量浓度不高于5000cm-3。,且DEMC电压设置为0V时,对于台架式PN测量仪,其颗粒数浓度小于1cm-3。对于PEMS,颗粒数浓度不高于5000cm-3。30009:..JJF(鲁)156->1500cm-3。≤5%。<2%。<5s。≤3%。(限值均对于单分散颗粒)表1台架式PN测量仪检测效率粒径(nm)23±141±~>~(nm)23±130±150±570±5100±10200±~~~~~~:23nm为变化区颗粒物电迁移率粒径。????×?1?12测量仪器+?斜率?1标准差SEE判定系数R0台架式PN检测仪≤5%~(1)≤10%max≥≤5%~(2)≤10%max(3)≥(1)台架式PN检测仪在线性检查过程中未经过校准系数修正(2)PEMS在线性检查过程中已经过校准系数修正(3)max为标准器测量颗粒数量浓度最大值注:对于颗粒数浓度量程较大的PEMS,线性度可用几何平均粒径为(50~60)nm(±)多分散碳黑颗粒检查。(PCRF)<PCRF30≤;<PCRF50≤;40010:..JJF(鲁)156-2022?????<<。???????(VRE)VRE大于99%(电迁移粒径为30nm正四十烷颗粒)。:(10~35)℃;:(20~80)%RH;:远离振动、电磁干扰、避免阳光直射。,其中CPC的截止粒径为4nm。颗粒浓度校准结果不确定度优于5%(k=2)。(~6)L/min,。、检测效率、线性度、颗粒计数器的计数重复性及PCRF等的校准应选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10000cm-3。,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%。(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,。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50011:..JJF(鲁)156-202210%。~。%。,一种为过滤后零点,,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。,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。60012:..JJF(鲁)156-202230??=10??0=(1)30式中:?——过滤后零点,cm-3;0?——第i次测量值,cm-3。0?,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。30??=10???0?=(2)30式中:?——零电压零点,cm-3;0??——第i次测量值,cm-3。0??-3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1500cm-3。,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。??????????=(3)???式中:????——设定值,L/min;???——皂膜流量计的6次测量值的平均值,L/min。,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。70013:..JJF(鲁)156-2022?(???)2?=1???????1???=×100%???(4)式中:???——皂膜流量计6次测量值的平均值,L/min;????——皂膜流量计第i次测量值,L/min;?90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单分散颗粒最高浓度,测量稳定示值,并统计颗粒计数器浓度从0至稳定在稳定值的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。3??=190,??90=(5)3式中:?90,?——颗粒计数器第?次?90测量值,s。,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。?(???)2?=1?,???,??,?????1?????=×100%(6)??,???式中:?——第i次的测量值,cm-3;?,???,??——30次测量值的平均值,cm-3。?,???。通过气溶胶调节器将PN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),在每个浓度梯度下,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测量仪的数值。计算五次测量结果的平均值。,该粒径记作?1,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。80014:..JJF(鲁)156-2022'????×????×?????(?1)=(7)????'???×????×????(?1)=(8)????×?≥1??,?式中:?'(?)——粒径为检测效率平稳区时基于CPC原理PN测量仪的颗粒数浓???1度检测效率;?'(?)DCPN??1——粒径为检测效率平稳区时基于原理测量仪的颗粒数浓度检测效率;?——CPC原理PN测量仪5次测量结果的平均值,cm-3;????——DC原理PN测量仪5次测量结果的平均值,cm-3;??????——标准器的颗粒数浓度检测效率;?——标准器5次测量结果的平均值,cm-3;????——分流器偏差;??——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。,该粒径记作d2。a)无多电荷修正时的检测效率。按照公式(9)、(10)计算得到不同浓度下颗粒计数器的颗粒数浓度检测效率。'????×????×?????,?(?2)=(对于CPC的情况)(9)????'CDC×ηref×β???,?(?2)=(对于DC的情况)(10)Cref×p≥1φp,P式中:?'(?)——粒径为d时基于CPC原理PN测量仪的无多电荷修正颗粒数浓???,?22度检测效率;?'???,?(?2)——粒径为2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:?'(?)与?'(?)统称为?(?)。???,?2??,?2???,?2b)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。90015:..JJF(鲁)156-2022???'(?)×?×???????1??≥2?CPC:????,?(?2)=????×?(11)?????????×?×??×?≥2??????×???×?DC:???,?(?2)='(12)????????(?1)×??×?≥2??+????×??×?≥2??.?式中