《机动车尾气气态污染物排放便携式测量技 术规范》

ICS13.040.20

CCSZ10

AHEPI

安徽省环境保护产业协会团体标准

T/AHEPIXXXX—XXXX

机动车尾气气态污染物排放便携式测量技

术规范

Technicalspecificationforportablemeasurementofgaseouspollutantsfrommotor

vehicleexhaust

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

安徽省环境保护产业协会  发布

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前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国科学院合肥物质科学研究院提出。

本文件由安徽省环境保护产业协会协会归口。

本文件起草单位：。

本文件主要起草人：。

II

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机动车尾气气态污染物排放便携式测量技术规范

1范围

本标准规定了机动车尾气气体污染物排放便携式测量的术语和定义、检测系统要求、仪器工作条件

和环境要求、测量分析方法、数据质量控制要求和仪器维护要求。

本标准适用于测定机动车尾气中NO、NO2、NH3、CO、CO2等气体的吸收光谱法便携式在线监测。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T18268.1-2010测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求第1部分：通用要求

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

待测气体thegastobemeasured

本文件中的待测气体指机动车尾气排放的气体，主要有NH3、NO、NO2、CO、CO2气态物。

吸收光谱absorptionspectrum

气体吸收光谱技术是一种分析方法，用于检测气体分子对特定波长的电磁辐射的吸收能力。当光通

过一个气体样品时，气体中的分子会吸收特定波长的光，因为这些波长与气体分子的电子或分子振动等

内部能级相匹配。通过测量样品前后光的强度差异，可以确定气体中特定组分的浓度。

标准浓度气体standardconcentrationgas

成分、浓度和精度具有标称值的NH3、NO、NO2、CO、CO2气体。

吸收池absorptionpool

存放取样后被测气体的容器，池体两端为平面窗口镜，池体上侧有进气口和出气口，平面窗口镜可

通光。

4检测系统要求

检测系统组成

4.1.1机动车尾气气态污染物排放便携式测量系统组成应不少于四部分：

a)尾气预处理模块：基于旋风分离器原理，以旋风分离器、双层过滤器和膜式干燥器为主要器

件，采用旋风分离器去水去粗颗粒物、双层过滤器滤除细颗粒物、膜式干燥器去水气，保证

预处理后的样品气不能失真；

b)激光吸收光谱检测模块：采用中红外激光器作为光源。光源经准直透镜变为平行光后直接射

入气室，通过激光器扫描各组分对应的气体吸收线进行光谱解析和浓度反演，获得尾气中NOx

与NH3的浓度；

c)红外吸收光谱检测模块：采用2-5μm的宽带光源作为光源，探测端采用带有特定波段滤光片

的探测器，通过测定参考波段与测量波段的光强变化，计算获得样品气中CO与CO2的含量；

3

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d)主控模块：首先负责仪器气路控制，包括抽取样气、反吹气池、标定气标定切换；第二，负

责对气池的温度控制与整体气路压力探测；第三，将上述探测单元回传的数据进行分析、汇

总、显示与存储。

4.1.2便携式机动车尾气监测仪测量原理如图1所示。

图1便携式机动车尾气监测仪测量原理图

检测技术方法

根据气体吸收光谱定律的理论基础——Beer-Lambert定律。当特定频率的光入射经过存放有待测气

体的吸收池后，被激发气体分子的吸收运动消耗了入射光束的能量，待测气体吸收浓度与光强变化满足：

·····················································(1)

式中：−𝑘�

I(υ)=I0(υ)�

——光源经过气体吸收后特征频率υ处的光强；

——光源在特征频率υ处的初始光强；

I(—υ)—待测气体吸收光程；

0

I—(υ—)光路上待测气体的浓度；

L——特征频率υ处的待测气体吸收系数。

c

k性能指标

便携式机动车尾气监测仪性能要求如下：

a)测量范围：NO、NO2、NH3：≤2500ppm，CO：≤1%，CO2：≤15%；

b)分辨率：NO、NO2、NH3：0.01ppm，CO、CO2：0.01%；

c)检测误差：≤±2%（显示值）；

d)响应时间：≤3s；

e)功耗：≤120W；

f)主机重量：≤25kg。

运行要求

便携式机动车尾气监测仪运行要求如下：

a)设备开机需预热，预热时间为≥20min；

b)气路流量稳定在3±0.2L/min；

c)光源（包括激光器和红外光源）出光功率在20%-90%之间。

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5仪器工作条件和环境要求

环境要求

监测仪工作环境应满足如下要求：

a)环境温度：-10℃-70℃；

b)环境湿度：≤85%；

c)大气压力：86.0kPa～106.0kPa。

采样要求

监测仪采样应满足以下要求：

a)采样过程需保证取样探头应垂直于机动车尾气排放出口，针对不同车辆选择不同的取样探头，

保证取样探头安装牢固；

b)便携式机动车尾气监测仪应水平放置于无磁场和无电场干扰（满足GB/T18268.1-2010）的位

置，取样管线需采用耐高温气管或伴热管线，管线距离应小于5m；

c)周围环境通风，颗粒物浓度低，待测CO2、CO、NOx、NH3气体背景浓度应分别小于1000ppm、

100ppm、1ppm和1ppm。

6测量分析方法

仪器准备

6.1.1将尾气排气管与便携式机动车尾气监测仪通过气路连接（取样示意图如图2所示），连接电源

线路，启动尾气监测仪，预15-20min后，观测显示温度是否稳定为50±1℃。如果显示温度稳定为50

±1℃，测试以下功能，确认仪器运行正常，可正常上传监测数据，无故障。测试主要功能如下：

a)点击开始测量后，光谱显示和强度正常；

b)点击开始测量后，气泵正常工作；

c)点击开始测量后，浓度数值显示界面正常；

d)点击开始测量后，内置储存卡已开始存储相关状态信息，设备状态信息正常。

图2机动车尾气取样示意图

6.1.2功能测试正常无误后，点击背景标定按键，等待1min后，仪器准备完成。

测量实施

6.2.1针对机动车转毂、发动机台架实验或怠速测试需求下，记录车辆类型、发动机转速、发动机扭

矩以及对应检测时间等信息。

6.2.2针对车载实验测试需求下，记录车辆类型、车载自动诊断系统传输数据、卫星定位坐标信息以

及对应检测时间等信息。

6.2.3根据需要可直接读取便携式机动车尾气监测仪中对应气体浓度数据，按照记录时间进行现场测

定或带回实验室分析，具体方法应满足相关的国家、地方或行业标准。

6.2.4所记录的信息结合进行综合分析，评估对应车辆的排放特征以及超标检测。

7数据质量控制要求

数据结果表示

5

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7.1.1浓度数据

测量结果文件应包含以下数据：

a)数据采集器利用吸收光谱反演算法计算得到的CO2、CO、NH3、NO、NO2浓度数据；

b)标准浓度气体的浓度数据；

c)量子级联激光吸收光谱与中红外光强采样数据；

d)量子级联激光吸收光谱与中红外光强诊断值；

e)量子级联激光器与中红外模块运行状态值；

f)数据结果中NO、NO2、NH3浓度单位为ppm，CO、CO2浓度单位为%。

7.1.2环境数据

测量结果文件应包含以下数据：

a)压力传感器获得的吸收池压力参数；

b)温度传感器获得的吸收池温度参数；

c)尾气预处理单元的进气流量数据。

数据采集要求

数据采集应满足以下要求：

a)NH3、NO、NO2、CO、CO2浓度数据以及相关传感器数据采集应同步进行，响应时间小于1s；

b)气体反演浓度计算平均周期小于1s。

数据处理

车辆检测完成后绘制尾气排放气体态污染物浓度图与车辆发动机转速图。标注车辆类型、工况类型、

时间、图例。可根据工作需要，在不同排放点位旁进行注释，如扭矩、车辆位置、气象参数、主要排放

物名称及浓度、平均排放数值等。如同步测量了尾气流量参数，可注释对应时刻的排放因子。

测量结果储存

数据结果资料应按照检测日期和次序命名，并保存在系统内部存储卡中，存储卡中文件目录按照年

月日命名。文件应在24小时内备份在外部存储介质上。

质量保证与质量控制

7.5.1每次检测测试前应按照6.1要求开展测试检査，检査结果应符合相应要求（显示温度在50±1℃、

显示流量为3±0.2L/min、显示光源出光功率在20%-90%之间）。若准确度检査不合格，则应及时查找

原因，直至合格后方可进行检测。

7.5.2每次检测测试结束后，检查数据中设备状态信息是否合格。检测完成后设备状态信息不合格的，

此次定量排放数据仅作为参考。

7.5.3建立质量控制文件，包括但不限于标准操作规范、日常运行维护与质量控制规范、维修记录、

校准记录等。

7.5.4针对车载测试过程，检测设备需采取防震措施。

8仪器维护要求

仪器标校

便携式机动车尾气监测仪在运行过程中，背景光谱每6到8小时标定一次最佳，标准光谱每3个月采

用标准浓度气体进行标定一次。应由专业技术人员进行标定，确认无误后，15-20min即可开展正常的监

测使用。

仪器日常维护

定期检查监测仪器和辅助设备运行状态、监测数据和数据文件的完整性，检查监测数据是否异常；

定期下载和备份各类监测数据文件；定期对仪器维护过程作详细记录。

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参考文献

[1]GB3847-2018柴油车污染物排放限值及测量方法（自由加速法及加载减速法）[S].

[2]GB4943-2001信息技术设备的安全

[3]GB4793.1-2007测量、控制和实验室用电气设备的安全要求第一部分通用要求

[4]GB17691-2018重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）[S].

[5]GB18285-2018汽油车污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）[S].

[7]GB18352.6-2016轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）[S].

[8]GB/T32210-2015便携式气相色谱-质谱联用仪技术要求及试验方法[S].

7

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目次

前言..................................................................................II

1范围................................................................................3

2规范性引用文件......................................................................3

3术语和定义..........................................................................3

4检测系统要求........................................................................3

检测系统组成....................................................................3

检测技术方法....................................................................4

性能指标........................................................................4

运行要求........................................................................4

5仪器工作条件和环境要求..............................................................5

环境要求........................................................................5

采样要求........................................................................5

6测量分析方法........................................................................5

仪器准备........................................................................5

测量实施........................................................................5

7数据质量控制要求....................................................................5

数据结果表示....................................................................5

数据采集要求....................................................................6

数据处理........................................................................6

测量结果储存....................................................................6

质量保证与质量控制..............................................................6

8仪器维护要求........................................................................6

仪器标校........................................................................6

仪器日常维护....................................................................6

参考文献...............................................................................7

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机动车尾气气态污染物排放便携式测量技术规范

1范围

本标准规定了机动车尾气气体污染物排放便携式测量的术语和定义、检测系统要求、仪器工作条件

和环境要求、测量分析方法、数据质量控制要求和仪器维护要求。

本标准适用于测定机动车尾气中NO、NO2、NH3、CO、CO2等气体的吸收光谱法便携式在线监测。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T18268.1-2010测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求第1部分：通用要求

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

待测气体thegastobemeasured

本文件中的待测气体指机动车尾气排放的气体，主要有NH3、NO、NO2、CO、CO2气态物。

吸收光谱absorptionspectrum

气体吸收光谱技术是一种分析方法，用于检测气体分子对特定波长的电磁辐射的吸收能力。当光通

过一个气体样品时，气体中的分子会吸收特定波长的光，因为这些波长与气体分子的电子或分子振动等

内部能级相匹配。通过测量样品前后光的强度差异，可以确定气体中特定组分的浓度。

标准浓度气体standardconcentrationgas

成分、浓度和精度具有标称值的NH3、NO、NO2、CO、CO2气体。

吸收池absorptionpool

存放取样后被测气体的容器，池体两端为平面窗口镜，池体上侧有进气口和出气口，平面窗口镜可

通光。

4检测系统要求

检测系统组成

4.1.1机动车尾气气态污染物排放便携式测量系统组成应不少于四部分：

a)尾气预处理模块：基于旋风分离器原理，以旋风分离器、双层过滤器和膜式干燥器为主要器

件，采用旋风分离器去水去粗颗粒物、双层过滤器滤除细颗粒物、膜式干燥器去水气，保证

预处理后的样品气不能失真；

b)激光吸收光谱检测模块：采用中红外激光器作为光源。光源经准直透镜变为平行光后直接射

入气室，通过激光器扫描各组分对应的气体吸收线进行光谱解析和浓度反演，获得尾气中NOx

与NH3的浓度；

c)红外吸收光谱检测模块：采用2-5μm的宽带光源作为光源，探测端采用带有特定波段滤光片

的探测器，通过测定参考波段与测量波段的光强变化，计算获得样品气中CO与CO2的含量；

3

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d)主控模块：首先负责仪器气路控制，包括抽取样气、反吹气池、标定气标定切换；第二，负

责对气池的温度控制与整体气路压力探测；第三，将上述探测单元回传的数据进行分析、汇

总、显示与存储。

4.1.2便携式机动车尾气监测仪测量原理如图1所示。

图1便携式机动车尾气监测仪测量原理图

检测技术方法

根据气体吸收光谱定律的理论基础——Beer-Lambert定律。当特定频率的光入射经过存放有待测气

体的吸收池后，被激发气体分子的吸收运动消耗了入射光束的能量，待测气体吸收浓度与光强变化满足：

·····················································(1)

式中：−𝑘�

I(υ)=I0(υ)�

——光源经过气体吸收后特征频率υ处的光强；

——光源在特征频率υ处的初始光强；

I(—υ)—待测气体吸收光程；

0

I—(υ—)光路上待测气体的浓度；

L——特征频率υ处的待测气体吸收系数。

c

k性能指标

便携式机动车尾气监测仪性能要求如下：

a)测量范围：NO、NO2、NH3：≤2500ppm，CO：≤1%，CO2：≤15%；

b)分辨率：NO、NO2、NH3：0.01ppm，CO、CO2：0.01%；

c)检测误差：≤±2%（显示值）；

d)响应时间：≤3s；

e)功耗：≤120W；

f)主机重量：≤25kg。

运行要求

便携式机动车尾气监测仪运行要求如下：

a)设备开机需预热，预热时间为≥20min；

b)气路流量稳定在3±0.2L/min；

c)光源（包括激光器和红外光源）出光功率在20%-90%之间。

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