一、遥感式机动车排放污染物检测仪的计量现状

随着遥感式机动车排放污染物检测仪的快速发展，该设备的计量检定或校准也在不断完善。北京地区起步较早，2011年颁布了JJG（京）45-2011 《遥感式汽油车排放有害气体检测仪检定规程》。北京市计量检测科学研究院率先建立了遥感式机动车排放污染物检测仪的计量标准，可开展该项目的检定和校准工作。广东省计量科学研究院等少数计量检定机构可依据DB44/T 594-2009 《在用汽车排气污染物限值及检测方法（遥感A）》、JB/T 11996-2014 《机动车尾气遥测设备 通用技术要求》对遥感式机动车排放污染物检测仪开展测试工作。部分省市暂未建立遥感式机动车排放污染物检测仪的计量标准，无法开展该项目的检定或校准。

目前，全国主要的遥感式机动车排放污染物检测仪在北京市计量检测科学研究院进行量值溯源。随着遥感式机动车排放污染物检测仪数量的不断增多，加大了北京市计量检测科学研究院的工作量，为全国各地区的遥测仪使用机构增加了溯源困难。由北京市计量检测科学研究院牵头起草的国家《遥感式机动车排放污染物检测仪校准规范》已进入审核报批阶段，预计于2020年出台，将为全国范围内各省市计量机构具备遥感式机动车排放污染物检测仪的计量校准能力提供技术依据，遥感式机动车排放污染物检测仪的计量校准现状有望得到极大改善。

二、遥感式机动车排放污染物检测仪的计量方法分析

1.计量项目概况

参照即将出台的《遥感式机动车排放污染物检测仪校准规范》审定稿，遥感式机动车排放污染物检测仪的校准项目包括：污染物排气分析系统、污染物不透光分析系统、现场速度误差、现场加速度误差、测量道路倾斜角、气象仪器等校准。其中，污染物排气分析系统和不透光分析系统的示值误差和重复性校准是遥测仪计量的主要校准项目，直接反映机动车排放污染物中CO、CO2、HC、NO含量及颗粒物不透光度的检测准确度。现场速度和加速度等校准项目关系到气体含量和不透光度检测时的现场条件，保证了开放性环境中检测数据的有效性和准确性。另外，对遥感式机动车排放污染物检测仪的测量不确定度分析时，需要根据不同校准项目分别评定不确定度。

2.污染物排气分析系统校准

根据遥感式机动车排放污染物检测仪的工作原理，对机动车尾气遥测仪的排气指标进行计量时，先将遥感式机动车排放污染物检测仪装置连接并预热好，再将专用标准气罐放置在测量主机和反射器连接的光路中，保证光轴重合，如图1所示。

依次向专用标准气罐通入规定的1号、2号、3号、4号标准气体，待气罐中氧气含量小于0.1×10-2时（保证气罐内空气排空），记录机动车尾气遥测仪测定值并分别重复3次，计算每一检定点的示值误差。另外，向专用标准气罐通入2号标准气体，监测气罐中氧气含量小于0.1%时，记录仪器测定标准值，取重复6次后的实验（相对）标准偏差作为各检定点的重复性。

3.污染物不透光分析系统校准

为了使用光学的方法定量反映出排气污染物中黑烟浓度的大小，遥感式机动车排放污染物检测仪根据排放气体中黑烟颗粒物对不同波长的光具有阻挡作用的原理，使用非分散红外、近红外激光等检测排放气体的颗粒物不透光度。参考《遥感式机动车排放污染物检测仪校准规范》审定稿，在对遥测仪污染物不透光分析系统校准时，使用检测标准值分别为10%、20%、30%、40%、50%的5种定制标准减光片分别垂直放入光路中，并与检测光光轴重合，记录仪器测定值并重复3次，得到各检测点的示值误差。取不透光度值约为30%的标准减光片重复测量6次后的实验标准偏差作为各校准点的重复性。

相较JJG（京）45-2011，污染物不透光分析系统校准为新增校准项目。该项目纳入国家校准规范，不再参照JJG976-2010 《透射式烟度计检定规程》，具有校准依据统一、校准过程准确的优点。

4.其他项目校准

现场速度误差、现场加速度误差、测量道路倾斜角、气象仪器校准可以保障遥测仪在开放性环境中检测排放污染物中CO、CO2、HC、NO含量及颗粒物不透光度时的现场条件符合要求和数据的准确有效。

现场速度和加速度误差校准时，基于进口非接触式标准速度计的采样时间可达0.01s，可以采集检测系统速度的真实变化等原因，选取进口非接触式标准速度计作为标准器。速度校准时，分别选取20km/h、30km/h、40km/h3个速度值，根据标准测速仪在试验车上所测的标准速度值和遥测仪监控试验车的速度测量值，重复3次，计算3个速度点的速度示值误差。加速度校准时，分别选取-1m/s2、1m/s2、2m/s2  3个加速度作为校准点，参考速度校准的方法完成加速度示值误差校准。

测量道路倾斜角校准时，采用标准电子水平尺作为标准器并与被测坡度计放置在同一可自由倾斜的平面上，分别选取3°、5°、10°作为标准校准点，读取标准电子水平尺的标准值和被测坡度计的测量值，重复3次，取平均值计算示值误差。

气象仪器的校准包括温度、湿度、大气压力、风速仪测量装置的校准。在开放性的遥测仪检测环境中，遥感检测系统的温度、湿度、大气压力及风速检测仪安装在汽车上，拆卸不方便，因此采用现场比对校准。温度、湿度、大气压力校准采用专用标准环境测试仪作为标准器。标准器放置于温度测量装置最近处，稳定30min，在1min间隔内重复3次，按平均值计算示值误差。风速仪校准时，将标准风速仪和被检风速仪放置在同一标准便携式风道出口处，标准风速分别约为4m/s、5m/s、7m/s时，计算风速示值误差。

三、遥感式机动车排放污染物检测仪校准过程的注意事项

1.标准气体的选择

为了保证遥测数据的准确性，在设备投入工作前，应对设备进行校准。设备校准气体的浓度一般选取超标限值附近，以保证检测在超标限值附近的气体有更高的准确度。常用的遥测设备根据工作原理不同分为非分散红外和近红外激光两种，两种设备HC气体检测的成分不同。非分散红外设备气体检测组分是CO、CO2、NO和C3H8，近红外激光设备气体检测组分是CO、CO2、NO和1，3丁二烯。非分散红外设备采用如表1所示气体校准，近红外激光遥测设备可采用表1和表2中气体校准。另外，利用中红外激光技术检测C3H8的遥测设备可采用表1中的气体校准。

2.专用标准气罐的研制

在遥感式机动车排放污染物检测仪的排气指标计量时，专用标准气罐起到了重要的辅助作用。标准气罐可以为标准气体提供可靠的检测状态，便于遥测仪非分散红外、近红外等激光的正常通过。对遥测仪气体校准时，应将标准气体通入专用标准气罐，当气罐两侧透明盖体开启时激光射入，根据激光透过不同浓度气体产生的变化，间接检测出标准气体的组分含量。

标准气罐制作要求严格，最好为金属材料制作，并经发黑处理，以防止内壁产生漫反射，影响测量准确度。另外，基于透明的光学材料在检测光路中影响检测光的光谱特性，标准气罐建议使用不透明的材料密封。标准气罐的直径最好不小于检测主机的接收窗口的直径，长度大于5cm，并配有进气口和出气口。北京市计量检测科学研究院研制的一种专用标准气罐如图2所示。

四、总结

遥感式机动车排放污染物检测仪是检测机动车尾气的重要设备，被环境监管部门广泛采用。目前，该设备测量准确度和重复性一般，售价较高，全国普及程度有限，主要用来作为环境监测和行政处罚的依据。随着遥测技术的提高和国家计量技术规范的完善，遥感式机动车排放污染物检测仪受环境及路况等条件影响将减小，测量准确度和重复性逐步提高，量值溯源和传递的现状将得到显著改善。
本文刊发于《中国计量》杂志2019年第10期
作者：上海市计量测试技术研究院 胡文华 彭潞 吴垠 张洪宝