一、遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀的計量現狀

隨著(zhù)遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀的快速發(fā)展，該設備的計量檢定或校準也在不斷完善。北京地區起步較早，2011年頒布了JJG（京）45-2011 《遙感式汽油車(chē)排放有害氣體檢測儀檢定規程》。北京市計量檢測科學(xué)研究院率先建立了遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀的計量標準，可開(kāi)展該項目的檢定和校準工作。廣東省計量科學(xué)研究院等少數計量檢定機構可依據DB44/T 594-2009 《在用汽車(chē)排氣污染物限值及檢測方法（遙感A）》、JB/T 11996-2014 《機動(dòng)車(chē)尾氣遙測設備 通用技術(shù)要求》對遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀開(kāi)展測試工作。部分省市暫未建立遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀的計量標準，無(wú)法開(kāi)展該項目的檢定或校準。

目前，全國主要的遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀在北京市計量檢測科學(xué)研究院進(jìn)行量值溯源。隨著(zhù)遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀數量的不斷增多，加大了北京市計量檢測科學(xué)研究院的工作量，為全國各地區的遙測儀使用機構增加了溯源困難。由北京市計量檢測科學(xué)研究院牽頭起草的國家《遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀校準規范》已進(jìn)入審核報批階段，預計于2020年出臺，將為全國范圍內各省市計量機構具備遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀的計量校準能力提供技術(shù)依據，遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀的計量校準現狀有望得到極大改善。

二、遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀的計量方法分析

1.計量項目概況

參照即將出臺的《遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀校準規范》審定稿，遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀的校準項目包括：污染物排氣分析系統、污染物不透光分析系統、現場(chǎng)速度誤差、現場(chǎng)加速度誤差、測量道路傾斜角、氣象儀器等校準。其中，污染物排氣分析系統和不透光分析系統的示值誤差和重復性校準是遙測儀計量的主要校準項目，直接反映機動(dòng)車(chē)排放污染物中CO、CO2、HC、NO含量及顆粒物不透光度的檢測準確度。現場(chǎng)速度和加速度等校準項目關(guān)系到氣體含量和不透光度檢測時(shí)的現場(chǎng)條件，保證了開(kāi)放性環(huán)境中檢測數據的有效性和準確性。另外，對遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀的測量不確定度分析時(shí)，需要根據不同校準項目分別評定不確定度。

2.污染物排氣分析系統校準

根據遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀的工作原理，對機動(dòng)車(chē)尾氣遙測儀的排氣指標進(jìn)行計量時(shí)，先將遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀裝置連接并預熱好，再將專(zhuān)用標準氣罐放置在測量主機和反射器連接的光路中，保證光軸重合，如圖1所示。

依次向專(zhuān)用標準氣罐通入規定的1號、2號、3號、4號標準氣體，待氣罐中氧氣含量小于0.1×10-2時(shí)（保證氣罐內空氣排空），記錄機動(dòng)車(chē)尾氣遙測儀測定值并分別重復3次，計算每一檢定點(diǎn)的示值誤差。另外，向專(zhuān)用標準氣罐通入2號標準氣體，監測氣罐中氧氣含量小于0.1%時(shí)，記錄儀器測定標準值，取重復6次后的實(shí)驗（相對）標準偏差作為各檢定點(diǎn)的重復性。

3.污染物不透光分析系統校準

為了使用光學(xué)的方法定量反映出排氣污染物中黑煙濃度的大小，遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀根據排放氣體中黑煙顆粒物對不同波長(cháng)的光具有阻擋作用的原理，使用非分散紅外、近紅外激光等檢測排放氣體的顆粒物不透光度。參考《遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀校準規范》審定稿，在對遙測儀污染物不透光分析系統校準時(shí)，使用檢測標準值分別為10%、20%、30%、40%、50%的5種定制標準減光片分別垂直放入光路中，并與檢測光光軸重合，記錄儀器測定值并重復3次，得到各檢測點(diǎn)的示值誤差。取不透光度值約為30%的標準減光片重復測量6次后的實(shí)驗標準偏差作為各校準點(diǎn)的重復性。

相較JJG（京）45-2011，污染物不透光分析系統校準為新增校準項目。該項目納入國家校準規范，不再參照JJG976-2010 《透射式煙度計檢定規程》，具有校準依據統一、校準過(guò)程準確的優(yōu)點(diǎn)。

4.其他項目校準

現場(chǎng)速度誤差、現場(chǎng)加速度誤差、測量道路傾斜角、氣象儀器校準可以保障遙測儀在開(kāi)放性環(huán)境中檢測排放污染物中CO、CO2、HC、NO含量及顆粒物不透光度時(shí)的現場(chǎng)條件符合要求和數據的準確有效。

現場(chǎng)速度和加速度誤差校準時(shí)，基于進(jìn)口非接觸式標準速度計的采樣時(shí)間可達0.01s，可以采集檢測系統速度的真實(shí)變化等原因，選取進(jìn)口非接觸式標準速度計作為標準器。速度校準時(shí)，分別選取20km/h、30km/h、40km/h3個(gè)速度值，根據標準測速儀在試驗車(chē)上所測的標準速度值和遙測儀監控試驗車(chē)的速度測量值，重復3次，計算3個(gè)速度點(diǎn)的速度示值誤差。加速度校準時(shí)，分別選取-1m/s2、1m/s2、2m/s2  3個(gè)加速度作為校準點(diǎn)，參考速度校準的方法完成加速度示值誤差校準。

測量道路傾斜角校準時(shí)，采用標準電子水平尺作為標準器并與被測坡度計放置在同一可自由傾斜的平面上，分別選取3°、5°、10°作為標準校準點(diǎn)，讀取標準電子水平尺的標準值和被測坡度計的測量值，重復3次，取平均值計算示值誤差。

氣象儀器的校準包括溫度、濕度、大氣壓力、風(fēng)速儀測量裝置的校準。在開(kāi)放性的遙測儀檢測環(huán)境中，遙感檢測系統的溫度、濕度、大氣壓力及風(fēng)速檢測儀安裝在汽車(chē)上，拆卸不方便，因此采用現場(chǎng)比對校準。溫度、濕度、大氣壓力校準采用專(zhuān)用標準環(huán)境測試儀作為標準器。標準器放置于溫度測量裝置最近處，穩定30min，在1min間隔內重復3次，按平均值計算示值誤差。風(fēng)速儀校準時(shí)，將標準風(fēng)速儀和被檢風(fēng)速儀放置在同一標準便攜式風(fēng)道出口處，標準風(fēng)速分別約為4m/s、5m/s、7m/s時(shí)，計算風(fēng)速示值誤差。

三、遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀校準過(guò)程的注意事項

1.標準氣體的選擇

為了保證遙測數據的準確性，在設備投入工作前，應對設備進(jìn)行校準。設備校準氣體的濃度一般選取超標限值附近，以保證檢測在超標限值附近的氣體有更高的準確度。常用的遙測設備根據工作原理不同分為非分散紅外和近紅外激光兩種，兩種設備HC氣體檢測的成分不同。非分散紅外設備氣體檢測組分是CO、CO2、NO和C3H8，近紅外激光設備氣體檢測組分是CO、CO2、NO和1，3丁二烯。非分散紅外設備采用如表1所示氣體校準，近紅外激光遙測設備可采用表1和表2中氣體校準。另外，利用中紅外激光技術(shù)檢測C3H8的遙測設備可采用表1中的氣體校準。

2.專(zhuān)用標準氣罐的研制

在遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀的排氣指標計量時(shí)，專(zhuān)用標準氣罐起到了重要的輔助作用。標準氣罐可以為標準氣體提供可靠的檢測狀態(tài)，便于遙測儀非分散紅外、近紅外等激光的正常通過(guò)。對遙測儀氣體校準時(shí)，應將標準氣體通入專(zhuān)用標準氣罐，當氣罐兩側透明蓋體開(kāi)啟時(shí)激光射入，根據激光透過(guò)不同濃度氣體產(chǎn)生的變化，間接檢測出標準氣體的組分含量。

標準氣罐制作要求嚴格，最好為金屬材料制作，并經(jīng)發(fā)黑處理，以防止內壁產(chǎn)生漫反射，影響測量準確度。另外，基于透明的光學(xué)材料在檢測光路中影響檢測光的光譜特性，標準氣罐建議使用不透明的材料密封。標準氣罐的直徑最好不小于檢測主機的接收窗口的直徑，長(cháng)度大于5cm，并配有進(jìn)氣口和出氣口。北京市計量檢測科學(xué)研究院研制的一種專(zhuān)用標準氣罐如圖2所示。

四、總結

遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀是檢測機動(dòng)車(chē)尾氣的重要設備，被環(huán)境監管部門(mén)廣泛采用。目前，該設備測量準確度和重復性一般，售價(jià)較高，全國普及程度有限，主要用來(lái)作為環(huán)境監測和行政處罰的依據。隨著(zhù)遙測技術(shù)的提高和國家計量技術(shù)規范的完善，遙感式機動(dòng)車(chē)排放污染物檢測儀受環(huán)境及路況等條件影響將減小，測量準確度和重復性逐步提高，量值溯源和傳遞的現狀將得到顯著(zhù)改善。
本文刊發(fā)于《中國計量》雜志2019年第10期
作者：上海市計量測試技術(shù)研究院 胡文華?彭潞?吳垠?張洪寶