T-SHAEPI 004-2023 传感器法环境空气车载移动监测系统技术规范

H#G<59D=$$(!&$&.1 2 32规范性引用 33术语和定 34系统组 35技术 46性能 67检测 7 9附录A规范感移动监测 附录B法移动 附录C资料性）记 132根据《上海市环境保护产业协会团体标准管理办法》的要求，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。本文件的主要技术内容是：术语和定义、系统组成、技术要求、性能指标、检测方法和运行维护。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。本文件由上海市环境保护产业协会归口管理，由标准编制组负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送上海市环境监测中心（地址：上海市徐汇区三江路55号，邮政编码：200235）本文件主编单位：上海市环境监测中心本文件参编单位：上海申欣优达环保科技有限公司上海交通大学深圳智人环保科技有限公司漾青环保科技（上海）有限公司上海创蓝检测技术有限公司上海同天碧翔环保科技有限公司本文件承诺执行单位：上海申欣优达环保科技有限公司上海交通大学深圳智人环保科技有限公司漾青环保科技（上海）有限公司上海创蓝检测技术有限公司上海同天碧翔环保科技有限公司本文件主要起草人员：刘启贞、伏晴艳、段玉森、徐淑红、潘骏、程金平、王颖、李芳、徐捷、包权、彭之光、朱珠、王新、沈志刚、范忠鹏、万文杰。3传感器法环境空气车载移动监测系统技术规范本文件规定了传感器法环境空气车载移动监测系统组成、技术要求、性能指标、检测方法和运行维护的要求。本文件适用于传感器法环境空气车载移动监测系统的设计、选型、检测和设备运行维护等工作。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。GB3095环境空气质量标准GB/T4208-2017外壳防护等级（IP代码）HJ653-2013环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检测方法HJ654环境空气气态污染物(SO2、NO2、O3、CO)连续自动监测系统技术要求及检测方法HJ817环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统运行和质控技术规范HJ/T373固定污染源监测质量保证与质量控制技术规范（试行）3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。传感器法车载移动监测设备sensorbasedvehiclemobilemonitoringequipment指搭载到乘用车或进行专项作业车辆上的传感器法环境监测设备，设备具有小型化、轻量化、低功耗等特点。传感器法车载移动监测设备采用光散射、电化学、金属氧化物或光离子化等原理的传感器检测方法，可直接用于室外环境监测大气颗粒物（PM10、PM2.5）和（或）气态污染物（NO、NO2、CO等）浓度。3.2参比监测设备referencemonitoringequipment指符合HJ653和HJ654标准技术要求的空气质量连续自动监测设备，用于传感器法车载移动监测设备的质量控制，监测参数包含PM10、PM2.5、NO、NO2和CO等。3.3参比状态referencestate指大气温度为298.15K，大气压力为1013.25hPa时的状态。本文件中的NO2、NO、CO等气态污染物浓度为参比状态下的浓度。4系统组成4.1系统通用组成4传感器法环境空气车载移动监测系统一般由传感器法车载移动监测单元、电源管理和保护控制单元、定位单元、数据采集与处理单元和其他辅助单元组成。4.2传感器法车载移动监测单元传感器法车载移动监测单元包含颗粒物监测单元（PM10和PM2.5）和（或）气态污染物监测单元（NO、NO2和CO等）。4.3电源管理和保护控制单元电源管理和保护单元具备电能的变换和关断保护的功能，当监测设备用车辆电源系统进行供电时，电源管理和保护单元对输入电压进行有效隔离，降低由设备自身故障引起车辆电源系统的故障率；当监测设备采用其他方式供电时，电源管理和保护单元保障设备稳定运行。4.4定位单元定位单元应采取北斗和（或）GPS定位模组，具有经纬度和车速监测等功能，定位水平精度≤5.0m。4.5数据采集与处理单元4.5.1数据采集与处理单元是整个系统运行的中心，一般由数据采集处理模块、数据存储模块和无线传输模块组成。4.5.2数据采集与处理单元具有设备状态判断、数据采集、传输和存储功能，能实时无线传输监测单元及定位单元产生数据、设备工作状态信息等，并安全存储。4.6其他辅助单元其他辅助单元通常包括设备载体外壳、气象因子测量装置以及监测设备安装所需要的固定装置等。5技术要求5.1外观要求外观要求包括但不限于：a）传感器法车载移动监测设备应具有产品铭牌，铭牌上应标有产品名称、型号、测量对象与量程、使用环境、电源规格、生产日期、出厂编号、制造商、生产地址等信息；b）传感器法车载移动监测设备表面应完好无损，无明显缺陷，各零部件连接可靠，各电器元器件无损坏，各按钮灵活有效；c）传感器法车载移动监测设备若搭载乘用车辆时，出于行车安全性考虑，设备宜小型化、轻量化、一体化设计，设备重量宜<1kg，高度宜≤15cm。若搭载专项作业车辆时，在保障出行安全条件下参照执行。5.2工作条件监测设备在以下环境条件中应能正常工作：a）室外环境温度-20~60）℃（颗粒物监测单元（-10~50）℃（气态污染物监测单元）；5b）相对湿度15~100）%RH；c）大气压80~106）kPa；注：高温、高湿等特殊环境条件下，监测设备应具有除湿的功能，满足正5.3安全要求5.3.1一般要求设备及其附件应避免在装配、安装、使用和维护过程中可能造成的人身安全隐患，诸如锋边、毛刺等。5.3.2功耗要求若传感器法车载移动监测设备搭载在乘用车辆上，出于安全性考虑建议功耗≤15W。若搭载专项作业车辆时，在保障出行安全条件下参照执行。5.3.3防护等级在满足性能要求的前提下，设备外壳防护等级应至少满足IP53的规定。5.3.4设备安装要求为了避免传感器法车载移动监测设备监测数据受车辆自身尾气排放的影响，规定传感器法车载移动监测设备采样口安装于车辆顶部，如出租车顶灯内，设备采样口须配置防护网及防水配件。也可结合实际情况，在设备用电安全和安装稳固前提下自行确定安装方式。5.4功能要求5.4.1监测项目监测项目包括但不限于：a）常规污染物监测因子：PM10、PM2.5、NO、NO2和CO等；b）辅助监测因子：北京时间，经纬度坐标、车速、温度和湿度等；c）可根据实际监测需求调整污染物监测模块。5.4.2数据采集5.4.2.1数据采集频率：≤5s/次。5.4.2.2当无定位信息时停止采集数据。5.4.3数据传输系统应实现对采集数据的实时传输，数据传输间隔应≤15min。5.4.4数据补传系统应具备数据补传功能。数据传输失败时，未发送数据应及时存储，待状况恢复时，立即自动补传24h缺失数据。5.4.5数据存储6系统应具备数据存储功能，并能够记录存储≥3个月的原始数据。6性能指标6.1测量范围传感器法环境空气车载移动监测PM10、PM2.5、NO、NO2和CO测量范围和最小显示单位见附录A。6.2采样流量测量误差采样流量≤1L/min时，传感器法车载移动监测设备的采样流量偏差±0.1L/min，采样流量>1L/min时，传感器法车载移动监测设备的采样流量误差±10%。6.3颗粒物PM10和PM2.56.3.1平行性3台（套）传感器法车载移动监测设备测量同一样品PM10读数的相对标准偏差≤15%。3台（套）传感器法车载移动监测设备测量同一样品PM2.5读数的相对标准偏差≤20%。6.3.2室外比对测量相关系数r相关系数r≥0.80。6.3.3室外比对测量误差颗粒物（PM10和PM2.5）≤100μg/m3时，测量误差±25μg/m3。颗粒物（PM10和PM2.5）>100μg/m3时，测量误差±25%。6.4气态污染物（NO、NO2、CO）6.4.1示值误差示值误差±10%FS。6.4.2响应时间（T90和T10）响应时间（T90和T10）≤45s。6.4.3室外比对测量相关系数r相关系数r≥0.80。6.4.4室外比对测量误差室外比对测量误差见表1。7表1室外比对测量误差气态污染物浓度测量范围测量误差NO、NO2≤100nmol/mol±20nmol/mol>100nmol/mol±20%CO≤10μmol/mol±2μmol/mol>10μmol/mol±20%7检测方法7.1采样流量测量误差待传感器法车载移动监测设备运行稳定后，用流量检测仪测量采样口流量，待数据稳定后记录流量检测仪数据Qci。24h内2h、4h和6h重复测量3次，若采样流量>1L/min时，按公式（1）计算待测设备的流量测量误差。若采样流量≤1L/min时，按公式（2）计算待测设备的流量测量误差。3次流量测量误差均应符合本文件6.2的要求。式中：di——传感器法车载移动监测设备的第i次测量流量误差；Qci——待测传感器法车载移动监测设备的第i次测量流量值，L/min；Q——待测传感器法车载移动监测设备的设定流量值，L/min。式中：di——传感器法车载移动监测设备的第i次测量流量误差；Qci——待测传感器法车载移动监测设备的第i次测量流量值，L/min；Q——待测传感器法车载移动监测设备的设定流量值，L/min。7.2颗粒物平行性颗粒物相关参数的检测，应将整个待测传感器法车载移动监测设备放到粉尘模拟舱内，发尘物质为ISOA1尘，标准监测设备为标准PM10和PM2.5监测仪。在粉尘模拟仓内，将三台待测传感器法车载移动监测设备的采样器入口调整到同一高度，待测传感器法车载移动监测设备分别进行采样流量校准和设置后，进行平行性测试。每组样品连续测试24h，检测样品数不少于10组。记录每台待测传感器法车载移动监测设备测得每个PM10和PM2.5样品浓度值Cij，i为待测传感器法车载移动监测设备的编号（i=1～3j为检测样品的序号（j=1~10），三台待测传感器法车载移动监测设备每个样品测量结果的平均值为Cj。按公式（3）计算3台待测传感器法车载移动监测设备测试结果的相对标准偏差Pj。按公式（4）计算3台待测传感器法车载移动监测设备平行性P，应符合6.3.1的要求。式中：8Pj——3台待测传感器法车载移动监测设备第j个样品测量结果的相对标准偏差，%；Cij——第i台待测传感器法车载移动监测设备测量第j个样品的浓度值，μg/m3；-Cj——3台待测传感器法车载移动监测设备测量第j个样品的浓度平均值，μg/m3。式中：P——仪器平行性，%。7.3气态污染物（NO、NO2、CO）示值误差待监测传感器法车载移动监测设备校准后，分别通入量程约20%、50%和80%的待测气体的标准气体，每种浓度气体通入3次，读取稳定气体值。按公式（5）计算相对误差，取相对误差绝对值的最大值作为示值误差，应符合6.4.1的要求。式中：Δ∂示值误差，%FS； A——3次示值的算术平均值，nmol/mol或μmol/mol；As——标准气体的浓度，nmol/mol或μmol/molAsR——满量程，nmol/mol或μmol/mol。7.4响应时间（T90和T10）传感器法车载移动监测设备校零后，首先通入浓度为80%满量程待测气体的标准气体，读取传感器法车载移动监测设备稳定初值，然后通入清洁空气，让传感器法车载移动监测设备回零后，再通入上述标准气体，同时用秒表记录传感器法车载移动监测设备达到稳定初值90%的时间，记为T90；待80%量程标气读数稳定后，通入洁净空气，同时用秒表开始计时，当待测传感器法车载移动监测设备显示值下降至80%量程标气浓度值的10%的时间，记为T10。重复上述步骤3次，取算术平均值为传感器法车载移动监测设备的响应时间（T90和T10应符合6.4.2的要求。7.5室外比对测量相关系数待监测传感器法车载移动监测设备校准后，每批次随机抽取3台监测设备与标准监测设备。在同一环境条件下，待测传感器法车载移动监测设备与标准监测设备之间相距1m~2m，采样口位于同一高度。在同一时间段，当标准监测设备测试数据和待监测数据都有效时（指设备状态参数正常，负值和零值视为无效数据，下同），将标准监测设备的数据Rij和和待测传感器法车载移动监测设备监测的数据Cij作为一个数据对，i为监测设备的编号（i=1~3j为检测样品组的序号（j=1~336每组样品的采集时间1h，共测试336组样品。将标准9监测设备测试数据与相应的待测传感器法车载移动监测设备数据进行线性回归分析，以标准监测设备测量数据为横轴，待测传感器法车载移动监测设备数据为纵轴，按照公式（6）计算回归曲线的相关系数r，应符合本文件6.3.2和6.4.3的要求。式中：r——比对测试回归曲线相关系数；R——336组标准监测设备测量浓度的平均值，nmol/mol、μmol/mol、μg/m³;C——336组待测传感器法车载移动监测设备测量浓度的平均值，nmol/mol、μmol/mol、μg/m³;Rj——标准监测设备测量的第j组样品的浓度值，nmol/mol、μmol/mol、μg/m³;Cj——3台待测传感器法车载移动监测设备的第j组样品浓度的平均值，nmol/mol、μmol/mol、μg/m³。7.6室外比对测量误差室外比对测量误差与室外比对测量相关系数同时开展。待监测传感器法车载移动监测设备校准后，在同一环境条件下，待测传感器法车载移动监测设备与标准监测设备之间相距1~2m，采样口位于同一高度。在同一时间段，当标准监测设备测试数据和待测传感器法车载移动监测设备数据都有效时，将标准监测设备的数据Cs和和待测传感器法车载移动监测设备监测的数据Cd作为一个数据对，每组样品的采集时间24h，共测试14组样品。按公式（7）及公式（8）计算待测传感器法车载移动监测设备的测量误差，14组室外比对测量误差均应符合本文件6.3.3和6.4.4的要求。式中：Ld——绝对误差；Cs——标准监测设备测量浓度值，nmol/mol、μmol/mol、μg/m³;Cd——待测传感器法车载移动监测设备的测量浓度值，nmol/mol、μmol/mol、μg/m³。式中：Le——相对误差。8运行维护8.1日常维护和保养8.1.1总体要求定期对传感器法车载移动监测单元、电源管理和保护控制单元、数据采集与处理单元、其他辅助单元进行巡检和维护，维护周期不超过30天。8.1.2传感器法车载移动监测单元传感器法车载移动监测单元应运行维护下列项目：a）检查采样泵流量是否符合标准；b）清洗气态污染物采样管路；c）清洗颗粒物采样管路；d）定期更换传感器滤膜。8.1.3电源管理和保护控制单元对电源管理和保护控制单元进行例行检查，检查是否符合工作要求。8.1.4数据采集与处理单元数据采集与处理单元应运行维护下列项目：a）检查系统的参数设置；b）检查系统的通讯是否正常；c）检查剩余的存储容量是否充足。8.1.5其他辅助单元其他辅助单元应运行维护下列项目：a）对传感器法车载移动监测设备内外进行除尘，并清洁设备表面；b）检查固定装置是否出现螺丝松动、锈蚀、断裂以及严重受力等现象。8.2故障设备处理8.2.1对于在现场能够诊断明确，并且可以通过简单操作解决的问题，如气路堵塞等，应及时检修并尽快恢复正常运行；对于不能在现场完成故障检修的仪器，应将