JJF《环境空气温室气体（CO2、CH4）分析仪（II型）校准规范》

(皖)安徽省地方计量技术规范JJF（皖）XXXX－20XX环境空气温室气体（CO2、CH4）分析仪（II型）校准规范CalibrationspecificationforEnvironmentalAirGreenhouseGas(CO2,CH4)analyzers(TypeII)（报批稿）2024-**-**发布 2024-**-**实施安徽省市场监督管理局 发布JJFJJF皖**—JJ皖)**——*JJ皖)**——****（II型）校准规范CalibrationspecificationforEnvironmentalAirGreenhouseGas(CO2,CH4)analyzers(TypeII)目 录引 言 II1范围 12引用文件 13术语和计量单位 14概述 15计量特性 16校准条件 26.1校准环境条件 26.2测量标准及其他设备 27校准项目和校准方法 37.1仪器的调整 37.2示值误差 37.3重复性 37.4响应时间 38 校准结果表达 49复校时间间隔 4附录A 5示值误差的不确定度评定示例（二氧化碳） 5附录B 10示值误差的不确定度评定示例（甲烷） 10附录C 15附录D 16Ⅱ1范围二氧化碳（0~1000）μmol/mol和甲烷（0~5）μmol/mol温室气体分析仪的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JJF1907-2021 环境空气在线监测气体分析仪校准规范第4.2节测量标准及配套设备GB/T33672-2017大气甲烷光腔衰荡光谱观测系统GB/T34286-2017温室气体二氧化碳测量离轴积分腔输出光谱法GB/T34287-2017温室气体甲烷测量离轴积分腔输出光谱法GB/T34415-2017大气二氧化碳（CO2）光腔衰荡光谱观测系统QX/T125-2011 温室气体本底观测术语第3.1节温室气体中国环境监测总站《环境空气温室气体（CO2、CH4和N2O）连续自动监测系统检测作业指导书》（CNEMC-03-ZJZX-027-2024）第5章技术要求；第6章性能指标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)适用本规范。3术语和计量单位3.1温室气体greenhousegas温室气体指的是大气中能吸收地面反射的长波辐射，并重新发射辐射的一些气体，如二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）等。3.2II型监测系统TypeIImonitoringsystem按照仪器的示值误差分为I型监测系统和II型监测系统两种，II型监测系统适用于二氧化碳MPE:±5μmol/mol和甲烷MPE:±50nmol/mol型设备。4概述5计量特性分析仪计量特性见表1。表1计量特性参数名称监测物质二氧化碳（CO2）甲烷（CH4）示值误差±5μmol/mol±50nmol/mol重复性≤2%≤2%响应时间≤120s≤120s注：以上各项指标不用于合格性判定，仅作参考。6校准条件6.1校准环境条件：环境温度：（15~35）℃；相对湿度：≤85%；大气压：（80~106）kPa；供电电压：AC（220±22）V，（50±1）Hz。6.2测量标准及其他设备气体标准物质的扩展不确定度不大于2%（k=2）。也可以接受标准气体稀释装置稀释高浓度的气体标准物质，稀释装置后标准气体扩展不确定度不大于2%（k=2）6.2.2电子秒表分度值不大于0.1s，最大允许误差:±0.1s/h。6.2.3流量计测量范围：（0~5）L/min；准确度级别不低于1.0级。7校准项目和校准方法7.1仪器的调整7.2示值误差分别通入浓度约为满量程20%、50%和80%的，待示值稳定后，读取示值。每种浓度重复测量3次，取算术平均值作为仪器示值，按公式（1）计算各浓度点的示值误差。（1）——每种浓度3次示值的算术平均值；——标准气体的浓度值。7.3重复性通入浓度为满量程80%左右的，待示值稳定后，记录分析仪的示值，再通入等待分析仪示值回零。重复上述测试操作6次，按公式（2）计算单个测得值的相对标准偏差作为仪器的重复性。（2）式中：——6次示值的算术平均值；——第次测量的示值（）；——测量次数（）。7.4响应时间通入浓度约为满量程50%的，稳定后读取仪器显示值，撤去标准物质，，再通入上述浓度的标准物质，同时用秒表记录从通入标准物质瞬时起到稳定值的90%时的时间。重复测量3次，取3次记录时间的算术平均值作为仪器的响应时间。8 校准结果表达9复校时间间隔1。5附录A示值误差的不确定度评定示例（二氧化碳）A.1校准方法简述与测量模型按本规范6.1条进行示值误差的校准。按式A.1计算分析仪的示值误差。∆C式中：∆C——被校准分析仪示值误差，μmol/molC——被校准分析仪示值算数平均值，μmol/mol；C——CO2气体标准物质浓度值，μmol/mol。A.2标准不确定度来源分析及评定A.2.1分析仪测量重复性的不确定度分析与评定被校准分析仪示值的不确定度主要来源于仪器的测量重复性，通过连续测量的方式可以得到仪器示值的测量列。测量重复性对仪器测量结果的影响使用A类方法进行不确定度的分析评定。实验选取一台满量程值为500μmol/mol将浓度为1000μmol/mol不确定度为Urel=1%，k=2的CO2气体标准物质分别配出100、250、400μmol/mol的二氧化碳标准气体，在同一环境、相同试验条件下对仪器进行连续6次测量，得到不同浓度点仪器示值的测量列，如表A.1所示。表A.1仪器不同浓度点测量值（单位：μmol/mol）序号标准气体浓度值1002504001100.103249.912399.8892100.119249.905399.8793100.109249.896399.9024100.099249.921399.9115100.101249.911399.8996100.124249.906399.9206各校准点分别按下式计算实验标准偏差s，各校准点相应的标准不确定度按式计算。各校准点的实验标准偏差s与标准不确定度u(C)，如表表A.2测量列算数平均值及单次实验标准偏差计算结果（单位：μmol/mol）标准气体浓度值C测量列平均值Csu100100.1090.0100.004250249.9090.0080.003400399.9000.0150.006A.2.2高精度动态配气系统配比标准气体引入的不确定度分析与评定该试验中，校准用标准气体是经高精度动态配气装置稀释后得到的。多气体动态校准仪中有两路流量质量流量控制器（A路和B路），进行稀释时，控制流量分别为，按照下面公式计算稀释后的目标气体浓度值：C式中：C—稀释后的目标气体浓度值，μmol/mol；—稀释前钢瓶装标准气体的浓度值，μmol/mol；—A路流量控制器的流量显示值，L/min；—B路流量控制器的流量显示值，L/min。 假设X=FA所以

u可见，稀释后的目标气体量值的不确定度有两部分组成：一部分来自稀释前气体标准物质的不确定度，另一部分来自稀释装置引入的不确定度。7A.2.2.1气体标准物质引入不确定度分量购买的二氧化碳气体标准物质，相对扩展不确定度Urel=0.8%，k=2。则各校准点的不确定度分量见表：标准气体浓度值C测量平均值C标准气体urelu100100.1090.4%0.400250249.9091.000400399.9001.600A.2.2.2稀释装置引入不确定度分量由公式X=uA.2.2.2.1A路流量控制引入的不确定度() 重复性引入的不确定度使用标准流量测量装置对A路流量进行连续10次测量，单位为（L/min），各校准点分别按下式计算实验标准偏差s和标准不确定度u(FA)按式计算，结果见下表：稀释浓度12345678910平均值su1(FA)1000.2030.2030.2050.2110.2090.2040.2100.2070.2030.2050.2060.00310.00102500.5050.5010.5090.5100.5080.5130.5040.5040.5090.5070.5070.00350.00114000.8060.8080.8030.8120.8050.8060.8110.8090.8120.8050.8080.00310.0010()流量计最大允许误差为±0.5%，按均匀分布计算：u()各浓度点合成标准不确定度按式计算，结果见表：u浓度点u1(FA)u2(FA)u(FA)1000.00100.00060.00122500.00110.00150.00194000.00100.00230.0025A.2.2.2.2 B路流量控制引入的不确定度B路流量不确定度测试方法同A路，测试结果和不确定度见表：浓度点12345678910平均值su2(FB)1001.7911.7891.7891.7921.7991.7891.7921.7931.7921.7951.7920.00310.00102501.5031.5111.5021.5111.5101.5041.5081.5041.5051.5091.5070.00350.00114001.1991.2051.1951.2021.2101.2011.1981.2061.2041.2051.2030.00440.0014浓度点u1(FB)u2(FB)u(FB)1000.00100.00520.00532500.00110.00440.00454000.00140.00350.0038A.2.2.2.3 稀释装置引入不确定度分量合成稀释装置引入不确定度分量合成按照式计算，结果见表u浓度点FAFBu(FA)u(FB)u(X)1000.2061.7920.00120.00530.00062500.5071.5070.00190.00450.00094000.8081.2030.00250.00380.0011A.2.2.3不确定度合成相对不确定度按照式计算，结果见表u浓度点uuu1000.4000.00060.0722501.0000.00090.3364001.6000.00110.777A.3.不确定度评定结果A.3.1标准不确定度分量汇总标准不确定度汇总表见表A.3。标准不确定度分量符号不确定度来源标准不确定度值u100测量重复性引入的不确定度0.0042500.0034000.006u100配气系统配比标准气体引入的不确定度0.0722500.3364000.777A.3.2合成标准不确定度由测量模型：∆C=C−C，且相对不确定度分量u各校准点合成不确定度如下：校准点100μmol/mol:uc校准点250μmol/mol:uc校准点400μmol/mol:ucA.3.3扩展不确定度的评定取包含因子k=2，各校准点扩展不确定度按式计算U校准点100μmol/mol:U=2×0.072校准点250μmol/mol:U=2×0.336校准点400μmol/mol:U=2×0.777附录B示值误差的不确定度评定示例（甲烷）B.1校准方法简述与测量模型按本规范6.1条进行示值误差的校准。按式B.1计算分析仪的示值误差。∆C式中：∆C——被校准分析仪示值误差，μmol/molC——被校准分析仪示值算数平均值，μmol/mol；C——CH4气体标准物质浓度值，μmol/mol。B.2标准不确定度来源分析及评定B.2.1分析仪测量重复性的不确定度分析与评定被校准分析仪示值的不确定度主要来源于仪器的测量重复性，通过连续测量的方式可以得到仪器示值的测量列。测量重复性对仪器测量结果的影响使用A类方法进行不确定度的分析评定。实验选取一台满量程值为5μmol/mol将浓度为10μmol/mol不确定度为Urel=1%，k=2的CH4气体标准物质分别配出1.0、2.5、4.0μmol/mol的甲烷标准气体，在同一环境、相同试验条件下对仪器进行连续6次测量，得到不同浓度点仪器示值的测量列，如表B.1所示。表B.1仪器不同浓度点测量值（单位：μmol/mol）序号标准气体浓度值1.02.54.010.9892.4683.97720.9712.4723.98430.9902.4813.98140.9892.4833.97150.9792.4783.99060.9832.4813.9756各校准点分别按下式计算实验标准偏差s，各校准点相应的标准不确定度按式计算。各校准点的实验标准偏差s与标准不确定度u(C)，如表B表B.2测量列算数平均值及单次实验标准偏差计算结果（单位：μmol/mol）标准气体浓度值C测量列平均值Csu1.00.9840.0070.0032.52.4770.0050.0024.03.9800.0070.003B.2.2高精度动态配气系统配比标准气体引入的不确定度分析与评定该试验中，校准用标准气体是经高精度动态配气装置稀释后得到的。多气体动态校准仪中有两路流量质量流量控制器（A路和B路），进行稀释时，控制流量分别为，按照下面公式计算稀释后的目标气体浓度值：C式中：C—稀释后的目标气体浓度值，μmol/mol；—稀释前钢瓶装标准气体的浓度值，μmol/mol；7—A路流量控制器的流量显示值，L/min；—B路流量控制器的流量显示值，L/min。 假设X=F所以

u的不确定度，另一部分来自稀释装置引入的不确定度。B.2.2.1气体标准物质引入不确定度分量购买的甲烷气体标准物质，相对扩展不确定度Urel=1%，k=2。则各校准点的不确定度分量见表：标准气体浓度值C测量平均值C标准气体urelu1.00.9840.5%0.0052.52.4770.0134.03.9800.020B.2.2.2稀释装置引入不确定度分量由公式X=uB.2.2.2.1A路流量控制引入的不确定度() 重复性引入的不确定度使用标准流量测量装置对A路流量进行连续10次测量，单位为（L/min），各校准点分别按下式计算实验标准偏差s和标准不确定度u(FA)按式计算，结果见下表：稀释浓度12345678910平均值su1(FA)1.00.1980.1970.2050.1990.1930.2010.1980.1940.1990.1950.1980.00350.00112.50.5010.5070.5030.4950.4980.5030.4940.5050.5090.4970.5010.00510.00164.00.8020.8060.8010.8110.8120.8090.8110.8130.8020.8080.8080.00450.0014()流量计最大允许误差为±0.5%，按均匀分布计算：u()各浓度点合成标准不确定度按式计算，结果见表：u浓度点u1(FA)u2(FA)u(FA)1.00.00110.00110.00162.50.00160.00290.00334.00.00140.00470.0049B.2.2.2.2 B路流量控制引入的不确定度B路流量不确定度测试方法同A路，测试结果和不确定度见表：浓度点12345678910平均值su2(FB)1.01.8111.8021.8161.8111.7941.8091.8031.8031.8031.7961.8040.00690.00222.51.4931.4961.4981.4861.4941.4971.4931.51.5061.4991.4960.00520.00174.01.1931.2021.2031.2051.2111.2031.2131.2071.1971.2071.2040.00600.0019浓度点u1(FB)u2(FB)u(FB)1.00.00220.00470.00522.50.00170.00290.00344.00.00190.00110.0022B.2.2.2.3 稀释装置引入不确定度分量合成稀释装置引入不确定度分量合成按照式计算，结果见表u浓度点FAFBu(FA)u(FB)u(X)1.00.1981.8040.00160.00520.00082.50.5011.4960.00330.00340.00144.00.8081.2040.00490.00220.0015B.2.2.3不确定度合成相对不确定度按照式计算，结果见表u浓度点uuu1.00.0050.00080.0052.