室内空气质量在线监测仪校准规范-编制说明

《室内空气质量在线监测仪校准规范》
（征求意见稿）
编制说明
《室内空气质量在线监测仪校准规范》标准编制组
二〇二〇年三月
目录
一、任务来源 (1)
二、规范制定的目的和意义 (1)
三、规范制定的依据 (2)
四、工作过程 (2)
五、规范制定的主要内容及说明 (3)
六、参考资料 (9)
一、任务来源
根据工业和信息化部办公厅工信厅科函[2018]210号文件中关于2018年行业计量技术规范制修订计划，在归口单位中国建筑材料联合会领导下，由北京市劳动保护科学研究所、中国建材检验认证集团股份有限公司等单位组成的室内空气质量在线监测仪校准规范编写小组对该标准规范进行了制订。

二、规范制定的目的和意义
随着室内装饰材料和物品使用的增加，建筑装饰材料释放的污染物严重影响室内空气质量，致使病态建筑综合症（Sick Building Syndrome，简称SBS）频发，室内空气质量受到全社会的关注。

准确、快速检测建材散发的污染物和室内空气中的污染物，是控制污染物散发、保证室内空气质量的关键之一。

现在室内空气污染物检测主要采用现场采样，在利用化学分析和仪器分析检测污染物浓度，既耗时耗力，又不能实时监测污染物浓度，尤其是不能满足国家信息化、智能化监测发展的需求。

在线监测仪因具备实时、连续、信息化、智能化监测污染物的特点，成为室内空气污染物监测技术的主要发展趋势。

国内外众多科研机构和公司将研发重心放在空气污染在线监测技术领域，现在市场上已有各种品型的空气污染在线监测系统，如美国TSI仪器公司生产的75系列和EVM系列室内环境综合监测仪、美国HONEYWELL公司生产的室内空气质量监测仪、新西兰Aeroqual便携式空气质量监测仪、英国SST 空气质量监测仪、加拿大CET YESAIR 室内空气质量监测系统等。

我国室内环境质量监测仪的产品也有很多，上海迪勤传感技术有限公司生产的air sns系列产品、北京市劳动保护科学研究所研制的空气狗、汉威科技集团生产的空气电台、上海蓝居智能科技有限公司的U-MINI系列产品等。

目前，与在线监测仪相关的校准标准，美国国家环境保护局（EPA）2014年颁布了《Air Sensor Guidebook》，该文件第5部分给出了空气质量传感器如何校准的建议。

美国材料与试验协会（ASTM）目前也正在起草标准ASTM WK64899，
标准名称暂定为《New Practice for Performance Evaluation of Ambient Air Quality Sensors and Other Sensor-Based Instruments》。

欧盟标准相关的标准《Air quality- Performance evaluation of air quality sensors-Part 2: Particulate matter in ambient air》正处于待批准状态，另一标准《Air quality - Performance evaluation of air quality sensors - Part 1: Gaseous pollutants in ambient air》正处于起草制定中。

然而，目前国内尚无针对室内空气质量在线监测仪通用校准规范，导致在线监测仪监测结果的准确性得不到保证，监测数据得不到普遍认可，严重制约了室内空气质量在线监测技术的发展。

急需建立《室内空气质量在线监测仪校准规范》，促进先进空气监测技术的应用，扩大监测仪的使用范围，满足人民对健康居住环境的需求。

三、规范制定的依据
本规范的编写格式依据JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》，计量
术语符合JJF1001-2011《通用计量术语与定义》，测量不确定度评定与表示符合JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》的要求。

技术指标、校准方法参考GB50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制
规范》、GB/T18883-2002《室内空气质量标准》、JJG 1022-2016《甲醛气体检测
仪检定规程》、JJG 846-2015 《光散射式数字粉尘检测仪》、JJF 1674-2017《苯
气体检测报警器校准规范》、JJF 1172-2007《挥发性有机化合物光离子化检测仪
校准规范》、JJF 1659-2017《PM2.5质量浓度测量仪校准规范》、JGJ/T 461-2019《公共建筑室内空气质量控制设计标准》、T/CAQI 39-2017《室内空气质量在线
监测系统技术要求》、T/CSUS 02-2019 《民用建筑室内空气质量监测仪》。

四、工作过程
2018年6月，依照《工业和信息化部办公厅关于印发2018年行业计量技术规范修订计划的通知》工信厅科函【2018】210号文要求，由北京市劳动保护科学研究所、中国建材检验认证集团股份有限公司等单位的专业技术人员组成编制小组，全面落实《室内空气质量在线监测仪校准规范》的编制工作，制定详细的
编制计划。

1. 2018年07-12月，收集整理国内外相关标准和其它相关资料文件，全面了解室内空气质量在线监测仪的结构原理、使用方法、和校准情况，同时开展参编单位征集工作；
2. 2019年01-03月，遴选参编单位，在北京组织召开技术研讨会议，对编制工作进行分工，开始校准规范的编写；
3. 2019年04-09月，进行试验验证和比对，编写征求意见稿草案；
4. 2019年10-12月，完善校准规范征求意见稿草案，编写标准编制说明，形成校准规范征求意见稿和编制说明；
5. 2020年01-03月，将校准规范征求意见稿发往有关单位征求意见，收集、整理回函意见；
6. 2020年04-06月，形成校准规范送审稿，进行校准规范送审稿会议审查（预计）；
7. 2020年07-09月，对审查意见进行汇总处理，修改、完善校准规范送审稿，形成校准规范报批稿（预计）；
8. 2020年10-12月，对校准规范报批稿及报批材料进行审查，对存在的问题进行协调和完善（预计）。

五、规范制定的主要内容及说明
1、适用范围确定
本规范适用于测量室内空气成分中甲醛（HCHO）、总挥发性有机化合物（TVOC）、二氧化碳（CO2）、细颗粒物（PM2.5）等在线监测仪计量特性的校准，该室内空气质量在线监测仪基于传感器原理，能够长时间进行实时监测。

不适用于手持式空气质量检测仪、便携式空气质量检测仪与便携式色谱仪等。

2、引用文件
引用文件是构成本规范不可缺少的部分，这一章列出了编制标准过程中所引用的校准规范、检定规程、国家标准和行业标准等。

3、概述
概述中详细描述了室内空气质量监测仪的构成单元、监测组分、以及在线监测仪传感器原理。

4、计量特性
本规范给出了室内空气质量在线监测仪的基本性能要求，计量性能要求见表1，
表1 计量性能要求
4.1 监测项目的选取
室内空气质量标准（GB/T18883-2002）中规定了多种参数的限值标准，甲醛是室内污染的典型性化学物质，在室内空气中普遍存在，对人体健康的危害也较大。

总挥发性有机物（TVOC）是沸点范围在50-260℃之间挥发性有机化合物的总称，一定程度上反应了室内空气中挥发性有机物污染的总体水平。

二氧化碳本身一般并不对人体产生毒害作用，其浓度常用来表征室内新鲜空气多少或通风程度强弱，同时也反映了室内可能存在的其他有毒有害污染物的聚集浓度水平。

PM2.5虽不是室内空气质量标准中的参数，但自1997年美国将其纳入环境空气质量标准后越来越受到关注，2012年我国也将其纳入环境空气质量标准，研究也表明其对人体呼吸系统与心血管系统的危害程度比PM10显著。

鉴于以上原因，同时结合这些物质传感器的成熟程度，监测项目本规范选取了具有代表性的HCHO、TVOC、CO2和PM2.5。

室内空气质量标准中没有被选取的参数CO、苯、氨、O3、SO2、NO2、甲苯、二甲苯的校准方法可以参考本规范中HCHO、TVOC、CO2的校准方法，PM10可以参考本规范中PM2.5的校准方法。

4.2 计量特性的确定
HCHO、TVOC、CO2的测量范围主要参考了民用建筑工程室内环境污染控制规范（GB 50325-2010）和室内空气质量标准（GB/T18883-2002），同时结合目前市场上HCHO、TVOC、CO2、PM2.5传感器的性能，测量上限值约为其限值浓度的5倍。

PM2.5的测量范围参考了环境空气质量标准（GB3095-2012）与目前市场上PM2.5传感器的性能，测量上限值约为其限值浓度的5倍。

示值误差、重复性、相应时间、稳定性主要根据实验数据、文献报道制定，同时参考甲醛气体检测仪检定规程（JJG 1022-2016）、挥发性有机化合物光离子化检测仪校准规范（JJF 1172-2007）、一氧化碳、二氧化碳红外气体分析器检定规程（JJG 635-2011）、公共建筑室内空气质量控制设计标准（JGJ/T 461-2019）、室内空气质量在线监测系统技术要求（T/CAQI 39-2017）、民用建筑室内空气质量监测仪（T/CSUS 02-2019）以及相关产品厂家说明书。

5、校准条件
校准条件包括环境条件和校准过程中所需计量标准器具等内容。

5.1主要参考室内环境条件及通用仪器类使用环境要求。

5.2.1主要参考甲醛气体检测仪检定规程（JJG 1022-2016）、挥发性有机化合物光离子化检测仪校准规范（JJF 1172-2007）、一氧化碳、二氧化碳红外气体分析器检定规程（JJG 635-2011），确定了校准用的标准物质、零点气体、秒表和动态稀释装置，除这些校准标准及相应设备外，本规范还引入了校准舱的概念，利用校准舱模拟室内环境，将室内空气质量在线监测仪放入校准舱内进行校准，参考环境舱技术要求（GBT 31107-2014）规定了校准舱的性能要求。

由于利用PM.5发生装置很难产生准确浓度的PM2.5，本规范选用参比的方式对PM2.5进行校准，参比设备为PM2.5质量浓度测量仪，主要参考标准为PM2.5质量浓度测量仪校准规
范（JJF 1659-2017 ）。

6、校准项目
室内空气质量在线监测仪的校准分为安装前校准和使用中校准，安装前校准采用实验室校准方法，即校准规范中“7 校准方法”。

HCHO、TVOC、
CO2、PM2.5监测项目都需要进行示值误差、重复性、响应时间、稳定性的校准。

在监测仪使用过程中，主要对示值误差和重复性进行校准，如果校准不合格，应进行维修或更换传感器，监测仪经维修或更换传感器之后，需进行安装前校准。

7、校准方法
由于气体传感器与PM2.5传感器校准原理的差异，所以在校准方法上有所差异，本规范的校准方法分为HCHO、TVOC、CO2气体传感器校准方法与PM2.5传感器校准方法。

7.1 HCHO、TVOC、CO2校准方法
7.1.1校准装置
本规范采用校准舱对HCHO、TVOC、CO2参数进行校准，这种方式对泵吸式与扩散式室内空气质量在线监测仪都适用，校准示意图如下。

校准舱
被校仪器
排空
HCHO、TVOC 、CO2校准示意图
校准前，校准舱的内壁擦拭干净，校准舱的内室用零点气体吹扫干净，确保背景浓度TVOC≤50µg/m3、HCHO≤6µg/m3、CO2≤400µmol/mol。

然后将放在洁净空气环境中等待校准的监测仪放置在校准舱内的支架上，支架应使用不与气体发生反应或吸附的材质，如聚四氟乙烯。

校准过程中，标准气体的浓度从低浓度向高浓度配置，并在相应浓度下进行相关校准实验。

7.1.2示值误差
在线监测仪示值误差的校准方法主要参照甲醛气体检测仪检定规程（JJG 1022-2016）、挥发性有机化合物光离子化检测仪校准规范（JJF 1172-2007）和一氧化碳、二氧化碳红外气体分析器检定规程（JJG 635-2011）等标准中仪器示值误差的校准方法。

7.1.3 重复性
在线监测仪重复性的校准方法主要参照甲醛气体检测仪检定规程（JJG 1022-2016）、挥发性有机化合物光离子化检测仪校准规范（JJF 1172-2007）和一氧化碳、二氧化碳红外气体分析器检定规程（JJG 635-2011）等标准中仪器重复性的校准方法。

7.1.4 响应时间
在线监测仪响应时间的校准方法主要参照甲醛气体检测仪检定规程（JJG 1022-2016）、挥发性有机化合物光离子化检测仪校准规范（JJF 1172-2007）和一氧化碳、二氧化碳红外气体分析器检定规程（JJG 635-2011）等标准中仪器响应时间的校准方法。

7.1.5 稳定性
在线监测仪稳定性的校准方法主要参照化学需氧量（COD）在线自动监测仪（JJG 1012-2019）中仪器稳定性的检定方法。

7.2 PM2.5校准方法
7.2.1校准装置
对于PM2.5的校准，由于不能像甲醛、TVOC、CO2获得标准浓度的
PM2.5源，所以PM2.5的校准采用参比法进行。

校准示意图如下：
校准舱
被校仪器
排空
高效过滤器
PM2.5校准示意图
参比设备PM2.5质量浓度标准测量仪为基于重量法原理、振荡天平原理或β射线原理的PM2.5质量浓度检测仪。

由于PM2.5传感器的响应时间极短，本规范对PM2.5的响应时间未做校准规定。

7.2.2 示值误差
PM2.5示值误差的校准方法主要参考PM2.5质量浓度测量仪校准规范（JJF 1659-2017），为了校准的方法的一致性和便利性，将校准点设置为满量程的20%、50%和80%。

7.2.3 重复性
PM2.5重复性的校准方法主要参考PM2.5质量浓度测量仪校准规范（JJF 1659-2017），将校准点设置为满量程的50%。

7.2.4 稳定性
PM2.5稳定性的校准方法主要参照化学需氧量（COD）在线自动监测仪（JJG 1012-2019）中仪器稳定性的检定方法。

8、校准结果表达
与JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》保持一致。

9、复校时间间隔
本规范给出了复校时间间隔为一年的建议，主要出于对室内空气质量在线监测仪所配置的传感器的性能和寿命的考虑。

10、附录
附录A给出了本规范校准报告内页格式，供出具校准证书时参考。

附录B给出了校准记录格式，供校准记录时参考。

附录C给出了示值误差的不确定度评定，供校准时进行示值误差不确定度评定时参考。

附录D 室内空气质量在线监测仪现场校准方法，在对运行中的室内空气质量在线监测仪校准时选用此方法。

六、参考资料
本规范在制订过程中参阅了以下资料：
1.JJF 1172-2007 挥发性有机化合物光离子化检测仪校准规范
2.JJF 1659-2017 PM2.5质量浓度测量仪校准规范
3.JJG 846-2015 光散射式数字粉尘检测仪
4.JJG 1012-2019 化学需氧量（COD）在线自动监测仪
5.JJG 1022-2016 甲醛气体检测仪检定规程
6.GB 50325-2010民用建筑工程室内环境污染控制规范
7.GB/T18883-2002室内空气质量标准
8.JGJ/T 461-2019公共建筑室内空气质量控制设计标准
9.T/CAQI 39-2017 室内空气质量在线监测系统技术要求
10.T/CSUS 02-2019 民用建筑室内空气质量监测仪
EPA. Air Sensor Guidebook
boratory Evaluation of Low-Cost Air Quality Sensors-Laboratory Setup and Testing Protocol. Air Quality Sensor Performance Evaluation Centre, US.
9。