气象观测专用技术装备测试方法气溶胶质量浓度设备.docx
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气象观测专用技术装备测试方法气溶胶质量浓度设备.docx
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气象观测专用技术装备测试方法气溶胶质量浓度设备
附件3
气象观测专用技术装备测试方法
气溶胶质量浓度设备(试行)
中国气象局综合观测司
2017年11月
编写说明
《气象观测专用技术装备测试方法(试行)》是针对气象观测专用技术装备测试而编制的,所涉及的装备是拟用于气象观测专用的仪器和设备可以是整机、系统、传感器和部件等。
暂不包括气象卫星及人工影响天气作业设备。
本方法目前包括以下部分:
气象观测专用技术装备测试方法总则(修订)
气象观测专用技术装备测试方法环境适应性(试行)
气象观测专用技术装备测试方法地面气象观测设备(试行)
气象观测专用技术装备测试方法高空气象观测设备(试行)
气象观测专用技术装备测试方法天气雷达(试行)
气象观测专用技术装备测试方法风廓线雷达(试行)
气象观测专用技术装备测试方法地基GNSS遥感水汽探测设备(试行)
气象观测专用技术装备测试方法气溶胶质量浓度设备(试行)
本方法由中国气象局综合观测司提出,中国气象局气象探测中心组织编写。
本方法的修改和解释权归中国气象局综合观测司。
本部分为《气象观测专用技术装备测试方法气溶胶质量浓度设备(试行)》,规定了气溶胶质量浓度设备测试的交接检查,环境适应性、可靠性试验,气密性、流量、测量结果一致性、动态测量误差、时钟误差、放射性强度、标准膜片重现性和粒子计数阈值等测试的要求和方法。
本部分主要起草人:
荆俊山、贾小芳、茆佳佳、高丽娜、吕珊珊、茆佳佳、任晓毓。
目 次
1范围1
2规范性引用文件1
3基本要求1
4交接检查1
5环境适应性1
6技术性能测试2
6.1测试环境条件2
6.2气密性2
6.3流量2
6.4测量结果一致性2
6.5动态测量误差3
6.6时钟误差4
6.7温度、湿度和压力测量误差4
6.8放射性强度5
6.9标准膜片重现性5
6.10可靠性5
6.11粒子计数阈值6
6.12零点6
7结果与评定6
参考文献7
气象观测专用技术装备测试方法
气溶胶质量浓度设备(试行)
1范围
本部分规定了气溶胶质量浓度设备测试的交接检查,环境适应性、可靠性试验,气密性、流量、测量结果一致性、动态测量误差、时钟误差、放射性强度、标准膜片重现性和粒子计数阈值等测试的要求和方法。
本部分适用于基于激光散射法、振荡微天平法、贝塔射线法的气溶胶质量浓度在线观测设备和膜采样设备的测试。
2规范性引用文件
下列文件对于本部分的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本部分。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本部分。
QX/T173GRIMM180测量PM10、PM2.5和PM1的方法
QX/T305直径47mm大气气溶胶称重技术规范
HJ656环境空气颗粒物(PM2.5)手工监测方法(重量法)技术规范
气象观测专用技术装备测试方法总则(修订)(气测函〔2017〕36号)
气象观测专用技术装备测试方法环境适用性(试行)(气测函〔2016〕5号)
3基本要求
被试产品样本应符合《气象观测专用技术装备测试方法总则(修订)》(以下简称《总则》)中第6章的要求,被测试产品应至少提供三台。
4交接检查
按照《总则》第8章的要求进行,包括外观和结构检查、成套性检查以及工作状态检查等。
防雨帽应配置防虫网。
切割器应具有检定或校准证书。
进气管路采用抛光不锈钢管,并垂直连接导入测量系统。
具有除湿系统,除湿效率要能满足测量对湿度控制的要求。
对于贝塔射线法在线观测仪器,还应检查其放射性安全证书或安全生产许可证书。
对于在线连续观测仪器,仪器主机具有可显示实时测量浓度的显示屏。
具有数据传输接口,必要时进行数据传输试验。
5环境适应性
根据被测产品的使用环境,在《气象观测专用技术装备测试方法环境适应性(试行)》中选择适于被试仪器环境要求的环境条件并按照相应的测试方法进行。
若设备有特殊使用要求,可以依据有关技术标准文件拟定补充试验项目,并制定相应试验方法。
6技术性能测试
6.1测试环境条件
实验室测试的项目应符合《总则》中5.2的要求,外场试验的项目应符合5.3的要求。
6.2气密性
6.2.1标准器
流量调节阀,标准计时器,满足《总则》5.4要求。
6.2.2测试方法
确保仪器设备处于正常工作状态下,拔下采样头,有切割器的还应该拔下切割器,用流量调节阀慢慢密封整个管路的进气口,每隔3秒记录时间和采样流量。
6.2.3结果判定
采样流量无法在规定时间内下降至指定范围内,判定为气密性不合格。
6.3流量
6.3.1标准器
标准体积流量计,满足《总则》5.4要求。
6.3.2测试方法
开机状态下,用标准体积流量计连接于整个管路的进气口,每10秒记录一次标准流量计读数Q0和被试产品流量读数Q,记录不少于60次,保持开机状态,间隔3小时后再按照此方法记录不少于60次,再间隔3小时后记录不少于60次,共获得不少于180个标准流量计读数Q0和被试产品流量读数Q。
对于有主、辅气路的设备,应分别测量其主、辅气路的流量。
6.3.3数据处理
按照《总则》10.2中公式
(1)计算差值,用公式
(2)计算流量的平均值,统计过程中,用3倍标准偏差法剔除粗大误差。
6.3.4结果判定
系统误差不满足技术要求的判定为不合格。
对于有主、辅气路的设备,应分别测量流量的系统误差,分别判定。
6.4测量结果一致性
6.4.1测试方法
抽取M台(M≥3)被试产品在自然环境中进行同步测量,相邻进气口之间间距为1.5m~2m,连续观测三个月以上,日数记为N。
6.4.2数据处理
同步观测期间获得N组日均值,每组日均值有M个数据,第j组日均值的平均值为:
i为每台设备编号,i=1,2…M,j为观测序日,j=1,2…N,下同。
第j组日均值的距平的平方之和为:
观测结果的标准偏差为:
6.4.3结果判定
一致性不满足相应技术要求的,判定为不合格。
6.5动态测量误差
6.5.1标准器
3台标准采样器,十万分之一天平,满足《总则》5.4要求。
6.5.2测试方法
被试产品连续运行不少于90天(日数记为N),按照《HJ656-2013环境空气颗粒物(PM2.5)手工监测方法(重量法)技术规范》要求利用三台标准采样器进行同步观测,换膜时间为每日08:
00~09:
00时。
按照QX/T305-2015《直径47mm大气气溶胶称重技术规范》要求计算每日三台标准采样器的测量值,若本日两两测量值符合相应技术要求,则本日数据有效。
若有效数据组数大于60组,则本次测试有效,否则重复本测试。
6.5.2数据处理
选取有效的标准采样器数据,计算每日三台标准采样器日均值C0j(j=1,2…N),计算对应时段(09时至第二日08时)被试产品测量日均值Cij(j=1,2…N,i为仪器编号,i=1,2,3),以C0为标准器的测量值,按照《总则》10.2计算每台被试产品的系统误差,按照下述方法计算每台被试产品与标准器之间的斜率、截距和相关系数。
C0和Ci回归曲线的斜率计算方法为:
式中,k代表回归曲线的斜率;C0代表标准采样器,Ci代表被试产品,i=1,2,3;j代表观测序日,j=1,2,…N;下同。
回归曲线的截距计算方法为:
式中,b代表回归曲线的截距。
回归曲线的相关系数计算方法为:
6.5.3结果判定
系统误差、斜率、截距和相关系数不符合技术要求,评定为不合格。
6.6时钟误差
6.6.1标准器
标准计时器,满足《总则》5.4要求。
6.6.2测试方法
调整仪器时间的时、分、秒与标准计时器一致后,正常运行72小时,记录被试产品显示的时间T和标准计时器显示的时间T0。
6.6.3数据处理
按照《总则》10.2公式
(1)计算差值,按照公式
(2)计算系统误差。
6.6.4结果判定
系统误差不符合技术要求的,判定为不合格。
6.7温度、湿度和压力测量误差
6.7.1标准器
标准温度计、标准湿度计、标准气压计,满足《总则》5.4要求。
6.7.2测试方法
将标准温度计、标准湿度计、标准气压计放置被测仪器温度、湿度、气压传感器0.2米范围内,每隔1分钟,记录一次标准值和仪器传感器测量值共记录三组。
6.7.3数据处理
按照《总则》10.2中公式
(1)计算差值,按照公式
(2)计算系统误差。
6.7.4结果判定
温度、湿度、气压的系统误差不符合技术要求,判定为不合格。
6.8放射性强度
6.8.1标准器
标准辐射检测仪,满足《总则》5.4要求。
6.8.2测试方法
仪器正常运行,在前面板盖上的情况下,使用辐射检测仪测量被试产品主机前后左右四个方向0.5米处放射性辐射剂量率,获得四个放射性辐射剂量率数据。
6.8.3数据处理
求出四个放射性辐射剂量率数据最大值。
6.8.4结果判定
四个放射性辐射剂量率数据最大值不符合技术要求,评定为不合格。
6.9标准膜片重现性
6.9.1标准器
标准膜片,满足《总则》5.4要求。
6.9.2测试方法
仪器正常运行后,使仪器进入标称值为C0的标准膜片测量程序,连续测量三次,读取仪器测量值C并记录。
6.9.3数据处理
按照《总则》10.2中公式
(1)计算差值,按照公式
(2)计算系统误差
6.9.4结果判定
标准膜系统误差不符合技术要求,判定为不合格。
6.10可靠性
6.10.1测试方法
抽取三台并使产品在自然大气条件下,开机运行3个月,记录试验的总时间和发生的故障数进行统计。
被试产品的故障包括因单个或多个部件损坏导致的数据缺测、负值、极端值、持续不变、剧烈震荡、偏大、偏小以及关机等。
不包括不可抗外力引起停电、正常换膜、自我校准、必要维护等。
6.10.2数据处理
平均故障间隔时间为试验的总时间除以总故障数。
6.10.3结果判定
若平均故障间隔时间的统计结果不符合技术要求,或出现了危及被试产品或人身安全的故障,判定为不合格。
若故障数为零,直接判定为合格。
6.11粒子计数阈值
6.11.1标准器
粒子技术量值传递标准仪器,满足《总则》5.4要求。
6.11.2测试方法
按照《QX/T173-2012GRIMM180测量PM10、PM2.5和PM1的方法》中7.2的要求,统计传递标准仪器和被测试仪器间32个粒子计数阈值间的误差。
6.11.3数据处理
计算传递标准仪器和被试产品间32个粒子计数阈值的偏差。
6.11.4结果判定
32个粒子计数阈值的偏差中,任一阈值不符合技术要求,判定为不合格。
6.12零点
6.12.1标准器
高效过滤器,满足《总则》5.4要求。
6.12.2测试方法
开机状态下,将高效过滤器连接于被试产品整个管路的进气口,每隔一小时记录被试产品的观测结果。
6.12.3数据处理
按照《总则》10.2中公式
(2)计算平均值。
6.12.4结果判定
平均值不符合技术要求,判定为不合格。
7结果与评定
各项测试,符合技术指标的判定为合格,否则为不合格。
其中有任一项不合格,判定为被试产品不合格。
同时对能否投入业务使用提出明确的意见,对出现的问题提出具体的改进建议。
测试结果报告中,应提供规定的测试项目和测试结果的表格,如表1。
表1:
被试产品须通过项目表
须通过项目
膜采样设备
振荡微天平法气溶胶质量浓度设备
激光散射法气溶胶质量浓度设备
贝塔射线法气溶胶质量浓度设备
交接检查
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- 关 键 词:
- 气象 观测 专用 技术装备 测试 方法 气溶胶 质量 浓度 设备