山东2022柴油发动机排放气体污染物分析系统校准规范

111川HUIWH：

山东省地方计量校准规范

JJF（鲁）XXX-XXXX

柴油发动机排放气体污染物分析系统

校准规范

CalibrationspecificationforDieselengineexhaustgaspollutant

analysissystem

2022-XX-XX发布2022-XX-XX实施

山东省市场监督管理局发布

柴油发动机排放气体污染物

52

分析系统校准规范%JJF（鲁）XXX-2022j

CalibrationspecificationforDieselengine

exhaustgaspollutantanalysissystem

归口单位:山东省低碳计量技术委员会

主要起草单位:济南市计量检定测试院

参加起草单位:山东省计量科学研究院

青岛市计量技术研究院

中机科（北京）车辆检测工程研究院有限公司

济南星峰环保科技有限公司

本规范委托山东省低碳计量技术委员会负责解释

本规范主要起草人:

陈需（济南市计量检定测试院）

张文帅（济南市计量检定测试院）

朱海渤（济南市计量检定测试院）

参加起草人:

王飞（山东省计量科学研究院）

魏凯（青岛市计量技术研究院）

董庆奇（中机科（北京）车辆检测工程研究院有限公司）

丁健峰（济南星峰环保科技有限公司）

JJF（鲁）XXX-XXX

目录

引言...............................................................(II)

1范围..............................................................(1)

2引用文件..........................................................(1)

3术语和计量单位....................................................(1)

3.1术语.............................................................(1)

3.2计量单位.........................................................(1)

4概述..............................................................(2)

5计量特性..........................................................(2)

5.1示值误差.........................................................(2)

5.2重复性...........................................................(3)

5.3漂移.............................................................(3)

5.4N02-N0转化率...................................................(3)

6校准条件..........................................................(3)

6.1环境条件.........................................................(3)

6.2校准用仪器设备...................................................(3)

7校准项目和校准方法................................................(4)

7.1外观及功能检查...................................................(4)

7.2示值误差........................................................(4)

7.3重复性...........................................................(4)

7.4漂移.............................................................(5)

7.5N02-N0转化率...................................................(6)

8校准结果表达......................................................(6)

附录A柴油发动机排放气体污染物分析系统校准原始记录(推荐)格式.....(7)

附录B柴油发动机排放气体污染物分析系统校准证书内页(推荐)格式………(10)

附录C柴油发动机排放气体污染物分析系统测量结果的不确定度评定示例.•…(11)

JJF（鲁）XXX-XXXX

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》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》为基础性系列规

范进行制定。

本规范为首次制定。

II

JJF（鲁）XXXX-XXXX

柴油发动机排放气体污染物分析系统校准规范

1范围

本规范适用于柴油发动机排放气体污染物分析系统的校准。

2引用文件

本规范引用了下列文件：

JJG688汽车排放气体测试仪

JJF1873柴油车氮氧化物（NOx）检测仪校准规范

GB17691重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）

GB18352.6轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）

GB20891非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国第

三、四阶段）

HJ1014非道路柴油移动机械污染物排放控制技术要求

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术语和计量单位

3.1术语

3.1.1全流稀释法Full-flowdilution

指稀释空气与全部排气充分混合后抽取一部分进行分析的测量过程。

3.1.2发动机排放气体气体污染物Engineexhaustgaseouspollutants

包括一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx,以等价二氧化氮（N02）表达）、碳氢化

合物（HC,例如：总碳氢（THC）、非甲烷碳氢（NMHC）、甲烷（CH4））等气体排

放物。

3.1.3N02-N0转化率ConvertrateofNO2-NO

当N02气体通过N02-N0转化器时，经过反应后转化成NO的摩尔分数与反应

前N02总的摩尔分数之比，以百分比（%）表示。

3.2计量单位

JJF（鲁）XXXX-XXXX

柴油发动机排放气体污染物分析系统应采用法定计量单位，各组分气体含量的

测量结果用体积分数表示，其中：

C02体积分数表示为“％”或“10-2，，；

CO、NO、NOx、NH3体积分数表示为“10"；

THC、CH4体积分数表示为“IO®，，以碳计。

4概述

柴油发动机排放气体污染物分析系统（以下简称分析系统）用于发动机性能试验

中污染物排放测量与分析。按照采样方式分为原始排气测量方法和稀释排气测量方

法，其结构由取样系统、过滤器、稀释通道（仅稀释排气测量方法具备）、气体分析

仪、NOx转化器、非甲烷截止器（NMC）等组成（如图1所示）。其中，气体分析仪

按照测量对象不同分为一氧化碳（CO）分析仪、二氧化碳（CO2）分析仪、碳氢化

合物（HC）分析仪、甲烷和非甲烷碳氢化合物（NMHC）分析仪、氮氧化物（NOx）

分析仪、氨气（NH3）分析仪等。

图1分析系统结构框图

5计量特性

5.1示值误差

THC、CH4、CO、CO2、NO、NOx相对误差不超过±2%或引用误差不超过±0.3%,

满足其一即可。

2

JJF(鲁)XXXX-XXXX

NH3相对误差不超过±3%或绝对误差不超过±2x10-6,满足其一即可。

5.2重复性

THC、CH4、CO、CO2、NO、NOx不大于1%。

NH3不大于2%。

5.3漂移

THC、CH*CO、CO2、NO、NOx、NH3在Ih内零点漂移和量程漂移不大于示

值误差。

5.4NO2-NO转化率

NO2转化为NO效率应不低于95%O

注：以上指标仅供参考，不适用于合格性判定。

6校准条件

6.1环境条件

6.1.1温度:(20+10)℃»

6.1.2湿度：不大于85%RH。

6.1.3环境空气中不应含有具有腐蚀性、易燃性气体及其它影响测量结果的气体。

6.2校准用仪器设备

6.2.1标准气体

6.2.1.1零点气体

零点气体为高纯氮气。

对于原始排气测量方法，其中杂质含量满足Cl：S1X10-6,co：01x10-6,CO2：

<400x106,NO：SO.1x10-6。

对于稀释排气测量方法(原始排气测量方法也可选用)，其中杂质含量满足C1：

<0.05x1O-6,CO：<lxW6,CO2：<10xl0-6,NO：<0.02x1O-6。

6.2.1.2校准用气体标准物质

校准用气体应选择有效期内的有证标准物质，其中C3H8、CH4、CO、CO2、NO

气体标准物质的相对扩展不确定度不大于1%(A=2),NO2、NH3气体标准物质的相

对扩展不确定度不大于2%(k2)。

CH4气体标准物质应以空气为底气，其它气体标准物质以氮气为底气。

6.2.1.3NO2-NO转化率测试气体标准物质

3

JJF（鲁）XXXX-XXXX

N02-N0转化率测试气体标准物质采用N2中NO气体标准物质与N2中NO2气体

标准物质，两者浓度之差不超过±10%,其中N2中NO气体标准物质浓度为满量程的

50%o

6.2.1.4辅助设备

辅助设备包括减压器和气体管路，减压器应采用双极减压器，压力准确度等级

应不低于2.5级。减压器与气体管路的材质应对气体无吸附影响。

7校准项目和校准方法

7.1外观及功能检查

用目视和手动检查。仪器应有以下标志：名称、型号、编号、制造单位等，按

键和开关均能正常工作，分析系统对非甲烷总燃的测量结果应基于单个碳元素（C1）

进行分析，以碳元素的体积分数显示。

7.2示值误差

分析系统使用前应按照使用说明书要求进行预热，若无规定，建议分析系统至少

预热两小时。校准前按照使用说明书进行量程标校。

在THC、CH4、CO、CO2、NO、NOx、NH3量程内均匀选取5个校准点气体标

准物质，并通入分析系统，记录稳定示值，重复测量3次，按相对误差公式（1）、

引用误差公式（2）和绝对误差公式（3）分别计算分析系统各组分校准点的示值误

差。

A-A

一^-xlOO%（1）

A

A-A

△而=」一^xl（X）%（2）

&R

4=4-4（3）

式中：

4一一第，点显示值的算术平均值，X10-6或％;

As——标准气体浓度值，X10-6或％;

R---量程满度值，xl（y6或％。

7.3重复性

通入浓度约为满量程50%的标准气体，记录稳定示值。重复测量6次，按公式（4）

4

JJF（鲁）XXXX-XXXX

计算重复性资。

,Z(A-A)2

S,==l闫---------X100%(4)

'AV5

式中：

4一一分析系统第，次测量的显示值，Xi。-或％;

A一一分析系统显示值的算术平均值，xl(y6或％。

7.4漂移

对于使用的常用量程，通入符合621.1要求的零点气体，待分析系统稳定后记

录显示值Zo,然后通入约为满量程90%的气体标准物质，待读数稳定后，记录显示

值So,撤去标准气体。重复上述过程，分析系统连续运行lh,每间隔15min重复上

述步骤一次，同时记录显示值Zi及Si(/=1,2,3,4),按公式(5)计算。

Z,Z

AZ;=-°xl00%(5)

'R

式中：

△Z,——零点漂移，%；

Zo——初始的零点值，X10-6或％;

Z,——第i点的零点值，xl(y6或％。

取AZ,绝对值最大的作为分析系统的零点漂移。

按公式(6)计算：

二(S--)-($)-Zo)%]00%(6)

，R

式中：

AS,-----量程漂移，%;

So-----初始分析系统显示值，xi(y6或％;

S1-----第i点分析系统显示值，Xi。"或％。

取AS,绝对值最大的作为分析系统的量程漂移。

7.5NO2-NO转化率

7.5.1关闭分析系统的臭氧发生器，打开NOx转化器，通入符合621.3的NO气体

标准物质，待示值稳定后，记录NOx示值。

5

JJF（鲁）XXXX-XXXX

7.5.2通入零点气体，使仪器NOx示值至零位，通入符合621.3的NO2标准气体,

待示值稳定后，记录NOx示值。

7.5.3重复步骤7.5.1至7.5.2,共计3次。

7.5.4按公式(7)计算，重复测量三次，取平均值作为NO2-NO转化率。

ff\

a=1+(^--)xlOO%(7)

Ihg)

式中：

a---转化效率，%；

e——NO标准气体在751中NOx模块测得的浓度值，xlO6；

f——NO2标准气体在752中NOx模块测得的浓度值，xlO-6；

g——NO气体标准物质浓度值，X106；

h——NO2气体标准物质浓度值，X10-6o

8校准结果表达

按本规范进行校准，出具校准证书，一般情况下，建议复校时间间隔为1年，

修理后的装置要进行重新校准后方可使用。

校准记录和证书内页格式分别见附录A和附录B；校准结果应给出测量结果的

不确定度(评定示例见附录C)。

6

JJF（鲁）XXXX-XXXX

附录A

柴油发动机排放气体污染物分析系统校准原始记录(推荐)格式

被校单位：证书编号：

校准员：核监员：________~

校准地点：校准日期：

I被校准设备信息及校准环境参数

仪器名称生产厂商

仪器编号仪器型号

环境温度相对湿度

2校准用测量标准及仪器设备

不确定度或最大允许

标准器名称测量范围有效期至证书编号

误差或准确度等级

3校准结果

3.1外观及功能检查：___________________________________________________________________

3.2示值误差

测量值相对引用相对扩展

气体种类标准值平均值误差误差不确定度

123(%)(%FS)del(：2)

THC

/X10-6

CH4

/xlO6

CO

/xlO-6

co2

/xlO-2

NO

/xlO-6

7

JJF(鲁)XXXX-XXXX

NOX

/xlO-6

绝对相对扩展

测量值相对

气体种类标准值平均值误差不确定度

误差％

123(xlO6)Urcl(：2)

NH3

/xlO6

3.3重复性

测量值

气体种类标准值重复性(％)

123456

THC

/xlO-6

CH4

/xlO-6

CO

/xlO6

CO2

/xlO2

NO

/xlO-6

NOX

/xlO6

NH3

/xlO-6

3.4漂移

气体种类漂移Omin15min30min45min60min△Zmax△Smax

THCAZ.

(xW6)ASi

CH4AZ.

(xlO6)△Si

COAZi

(xlO6)AS.

CO2AZi

(xlO2)AS.

NOAZi

(xW6)ASi

NOXAZi

(xlO6)ASi

NH3AZi

(xlO6)ASi

8

JJF(鲁)XXXX-XXXX

3.5NO2-NO转化率

参数浓度值123

NO标准值/x10-6

g

eNOx测量值/xlO-6

hNO2标准值/X10-6

fNOx测量值/X10-6

aNO2-NO转化率％

NO2-NO转化率％

注：计算公式为e=：+(£—g)]xlOO%

Ihg)

9

JJF（鲁）XXXX-XXXX

附录B

柴油发动机排放气体污染物分析系统校准证书内页(推荐)格式

外观及功能检查

NO2-NO转化率％

相对引用相对扩展不确重复性零点量程

气体类别校准点

误差(％)误差(％FS)定度以小=2)(%)漂移(％)漂移(％)

THC

/X10-6

CH4

/xlO-6

CO

/xlO-6

co2

/xlO-2

NO

/xlO6

NOx

/xlO6

相对绝对误差相对扩展不确重复性零点里亚

校准点

误差(％)(X10-6)定度del伏=2)(%)漂移(％)漂移(％)

NH3

/xlO6

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附件c

柴油发动机排放气体污染物分析系统测量结果的不确定度评定示例

C.1校准过程简述

C.1.1校准依据：JJFXXX-2022《柴油发动机排放气体污染物分析系统校准规范》

C.1.2环境条件：温度(10~30)℃；湿度：<85%RHo

C.1.3校准用标准物质：氮中丙烷、一氧化碳、二氧化碳和一氧化氮混合气体标准物

质，空气中甲烷气体标准物质，t/rel=l%,k=2o

C.1.4被校对象：株式会社堀场制作所生产的型号为MEXA-7100DEGR的直采排放

分析柜。

C.1.5校准方法：通过通入气体标准物质与被校分析系统显示值比较来确定仪器的示

值误差，对校准结果进行不确定度评定。

C.2测量模型

示值相对误差计算公式：

x-x.

AA,.=------(C.1)

式中：△;—仪器相对误差；

x——3次测量示值的算术平均值；

Xs——标准气体的标准值。

C.3方差和灵敏系数

依据方程:以加眠如)得

22

"<2(△)=W(A：)-U(%)+C-)•"2(演)(C.2)

则灵敏系数4%)=，

Xs

C.4输入量的不确定度来源

11

JJF（鲁）XXXX-XXXX

C.4.1被校分析系统引入的标准不确定度分量〃（x）

C.4.1.1由测量重复性引入的标准不确定度分量小瓮）

C.4.1.2由分析系统分辨力引入的标准不确定度分量〃2（x）

根据JJF1059.1-2012,两者取大者为被校分析系统引入的标准不确定度分量。

C.4.2由标准气体引入的标准不确定度分量”（4）

C.5标准不确定度分量

C.5.1被校分析系统引入的标准不确定度分量“（X）

C.5.1.1由测量重复性引入的标准不确定度/（x）

以50%FS测量点标准气体对仪器进行校准，测得数据如下:

表C.1分析系统各组分测量列值

标准值/单位测量值平均值

6

THC/xlO-253.8251.8252.1251.9251.2251.1250.7251.5

6

CH4/XIO252252.9253.7253.8253.1252.1252.7253.1

6

CO/xW510512.1512.7512.6511.8512.1512.9512.4

CO2/%10.110.1410.1710.2210.1110.1810.2210.17

6

NO/xlO502500.4500.1499.2498.8498.1498.5499.2

6

NOx/xlO502500.7500.6500.9498.7499.2499.2499.9

由表C.1根据公式（C.3）,（C.4）计算得各组分测量点算数平均值和单次实验标准差。

16

X—（C.3）

0/=1

i=l____________（C.4）

测量列的单次实验标准差为:

65（CO）=0.5X10-6

5（THC）=0.6xl0-65（CH4）=0.6x1O-

X65（NOX）=1.0X10-6

5（C02）=0.05%5（NO）=0.910-

实际校准中重复测量3次，取其平均值，所以:

.v（THC）_0.6=0.4x10-6

W1（THC）UT一忑I°

5（CH4）0.6

M1（CH）X10-6=0.4x10-6

4V3一6

12

JJF(鲁)XXXX-XXXX

%(co)(x)==华xIO"=0.3*1()-6

")V3V3

(、_s(8,)_0.05%

Ww=="

l(CO2)"vr?r

/\5(NO)0.9_,

小0)(幻=-^^=耳*1m06=0n,6x1i0n

/、5(NO)1.06„,in

、(x)==—7=x10=0.6x10

|(N。小)MM

C.5.1.2分析系统读数分辨力引入的标准不确定度分量的（x）

分析系统读数分辨力为：THC：0.1xl（y6,CH4：0.1x10-6C0:0.1xl0-6,

6

C02:0.01%,NO:0.1xlO-,则其引入的标准不确定度分量与（x）为：

“2（THC）（X）=031x1（）-6=0.03xlO-6

%(CH*)(元)=*IO"=003X10-6

0,50,166

M2(CO)(.X)=^X10-=0.03X10

/\().5X0.01%

M2(CO,)W=再=0.003%

X66

W2（NO）（）=1x10=0.03xlO-

%（—）（%）=°，詈/X10-6=003X10-6

取重复性引入的标准不确定度分量对。）和被测仪器分辨力所引入的不确定度分

量“2（X）较大值作为被校分析系统引入的标准不确定度分量“（X），由比较可知：

666

»（THC）（x）=0.4xlO_M（CHJ）（X）=0.4X10-w（co）（x）=0.3x1O-

Mx66

（co,）（）=0.03%w（NO）（x）=0.6x1O-〃（NO*）（X）=0.6x1O-

C.5.2由标准气体引入的不确定度分量”（xj

标准气体引入的不确定度分量〃（4）由标准物质证书给出，各成分浓度的相对扩展

不确定度Urd=l%,k=2,则对于不同测量点的标准物质，其不确定度分量”（X.）为：

々THC)(&)=253.8X1o4X1%/2=1.3X1

13

JJF(鲁)XXXX-XXXX

w(CHj(xy)=252x10^xl%/2=1.3x10^

M(co)(A)=51Ox10^x1%/2=2.6x10^

u(COi)(xi)=10.1%xl%/2=0.06%

-6-6

w(NO)(演)=502xl0xl%/2=2.6xl0

w(NOx)(x5)=502x10^x1%/2=2.6x10^

C.6不确定性分量汇总

标准不确定度分量汇总见表C.2o

表C.2输入量的不确定性分量汇总表

气体标准不确定度标准不确

不确定度来源q

种类分量定度值〃(为)

u(x)仪器的测量重复性0.4X1063.9x1031.6X103

THC

标准气体不确定度1.3xl(y63.9X1035.1x10-3

“(x)仪器的测量重复性0.4x1064.0x1031.6x1O-3

CH4

〃(4)标准气体不确定度1.3xl(y64.0x1035.2x10-3

u(x)仪器的测量重复性0.3x10-62.0x1030.6x10-3

CO

”(xj标准气体不确定度2.6x10-62.0x1035.2X103

"(x)