《甲醛氣體檢測儀》征求意見稿

一、任務(wù)來源

受國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局全國環(huán)境化學(xué)計量技術(shù)委員會委托，批準(zhǔn)函為:     。于2014年1月～2015年12月對JJG 1022-xxxx《甲醛氣體檢測儀》檢定規(guī)程進行修訂，

歸口單位：    全國環(huán)境化學(xué)計量技術(shù)委員會

主要起草單位：中國計量科學(xué)研究院

  

二、規(guī)程修訂的目的、意義

甲醛被世界衛(wèi)生組織（WHO）和美國食品與藥物管理局（FDA）確定為可疑致癌物質(zhì)，是室內(nèi)外空氣主要污染物之一。在最近頒布的一系列國家標(biāo)準(zhǔn)中，如《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 18883-2002）、《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》（GB 50325-2001）、《室內(nèi)裝飾裝修材料有害物質(zhì)限量》（GB 18580～18588－2001）都對甲醛規(guī)定了嚴格的限量標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法。室內(nèi)空氣及裝飾材料中甲醛限量范圍是：（0.08～0.15）mg/m3；檢測方法主要為：儀器分析法和化學(xué)分光光度法。目前，在各種環(huán)境監(jiān)測中大量使用的各種便攜式及移動式甲醛氣體檢測儀，一部分為國內(nèi)組裝和研制，也有很多是從國外進口。這些甲醛氣體檢測儀在保證各種環(huán)境下的甲醛污染監(jiān)測和控制起到了重要作用。世界發(fā)達國家如日本、美國、歐盟、加拿大、澳大利亞等對甲醛氣體檢測儀的生產(chǎn)和使用都規(guī)定了嚴格的檢定規(guī)范，以保證測定結(jié)果的準(zhǔn)確、有效和可溯源性。

中國計量科學(xué)研究院根據(jù)市場需要在國內(nèi)率先開展了甲醛氣體檢測儀的計量校準(zhǔn)和測試研究，先后研制了甲醛擴散管標(biāo)準(zhǔn)氣體，甲醛計量測試和校準(zhǔn)試驗裝置等。近三年來，開展了近2000臺甲醛檢測儀的計量校準(zhǔn)和測試，取得了寶貴的第一手市場儀器資料和檢定校準(zhǔn)經(jīng)驗。對原規(guī)程存在的問題有較深刻的認識，加上幾年來，在甲醛配氣技術(shù)方面取得了很好的進展，開展了相關(guān)的國際比對，取得了國際等效度。修訂“甲醛氣體檢測儀檢定規(guī)程”無論是從市場需要，還是從制定時機等方面來看，都顯得尤為必要。

“甲醛氣體檢測儀”檢定規(guī)程修訂項目完成后，將使目前市場上眾多的甲醛氣體檢測儀得到更好的科學(xué)通用的計量檢定、校準(zhǔn)和測試，使得檢測技術(shù)更加規(guī)范，測量數(shù)據(jù)具有可比性，計量水平大幅度提高。從而更好地滿足國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的需要以及各類監(jiān)測機構(gòu)依法執(zhí)行公務(wù)的需要；為保障人民生命財產(chǎn)的安全和生活質(zhì)量提高提供技術(shù)依據(jù)。目前，每年銷售的甲醛氣體檢測儀在三千臺左右，加上已有數(shù)萬臺甲醛氣體檢測儀，按每臺銷售均價3.00萬元計，其總值在10000萬元以上。保證甲醛氣體檢測儀的計量準(zhǔn)確、有效和可溯源性，其產(chǎn)生的直接和間接社會效益和經(jīng)濟效益都將是十分巨大的。

三、檢定規(guī)程編寫依據(jù)

1.        JJF 1001《通用計量術(shù)語及定義》

2.        JJF 1002《國家計量檢定規(guī)程編寫規(guī)則》

3.        GBT 18403.1-2001eqv IEC 61207-1：1994《氣體分析器性能表示第1部分：總則；》

4.        JB/T 6851《分析儀器質(zhì)量檢驗規(guī)則》

5.        GB/T 11606《分析儀器環(huán)境試驗方法》

6.        ISO 6145－8（2003），Gas Analysis－Preparation of calibration gas mixtures using dynamic volumetric methods－Part 8: Diffusion

7.        國際法制計量組織國際計量檢定規(guī)程選集（化學(xué)類）全國物理化學(xué)計量委員會編  2000.4

四、對規(guī)程JJG1022－xxxx《甲醛氣體檢測儀》制訂內(nèi)容的說明

1．規(guī)程名稱的確定說明

甲醛的檢測一般是指分析測試環(huán)境空氣中的氣態(tài)甲醛組分含量。

2．范圍的確定說明

甲醛氣體檢測儀主要是用于測定空氣中的甲醛含量。甲醛的檢定包括首次檢定、后續(xù)檢定和使用中的檢定。

3．概述的依據(jù)說明

大多數(shù)單組分甲醛檢測儀原理都是定電位電化學(xué)傳感器原理。如美國INTERSCAN 4160 甲醛分析儀、日本理研GW系列甲醛分析儀、日本新宇宙XP－308II型甲醛氣體檢測儀、英國PPM高科技公司的PPM FormaldemeterTM 400 甲醛檢測儀、北京新宇宙北方技術(shù)服務(wù)中心XP－30811型甲醛氣體檢測儀、美國環(huán)境傳感器公司生產(chǎn)的 Z-300型甲醛檢測儀、蘇州斯坦福儀器有限公司PPM－400S甲醛檢   測儀等。也有部分是半導(dǎo)體氣敏傳感器原理。如北京卓安科貿(mào)有限責(zé)任公司AQD系列數(shù)字式數(shù)字式甲醛檢測報警儀。另外，還有一些基于化學(xué)變色原理的化學(xué)法甲醛測定儀。如哈爾濱工業(yè)大學(xué)大小天鵝牌甲醛分析儀等。

被測組分通常通過傳感器轉(zhuǎn)化為電信號，再通過電子電路轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號顯示出甲醛濃度。比色原理的是通過特征波長吸收光譜進行測定。

4．對計量性能要求的規(guī)定的說明

4．1對示值誤差規(guī)定的說明

不同原理的甲醛氣體檢測儀測定甲醛組分的誤差大小，取決于傳感器的靈敏度、環(huán)境條件控制、被分析樣品中的干擾組分的多少等。根據(jù)目前各廠家生產(chǎn)的甲醛檢測儀標(biāo)定的測量精度來看，精度范圍為：±5％FS～±20％FS。由于甲醛氣體檢測儀主要用于室內(nèi)外空氣質(zhì)量檢測，檢測濃度在0.1 mmol/mol左右，但在低濃度范圍，通常<0.50 mmol/mol時，絕對誤差一般約為0.01 mmol/mol。根據(jù)國家空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對甲醛的限量值，以及市場甲醛氣體檢測儀的實際檢測精度，本規(guī)程規(guī)定示值誤差如下：

測量范圍（C，mmol/mol）	示值誤差限
0.0 < C ￡ 0.5	± 20％
0.5 < C ￡ 1.5	± 10％

4．2 重復(fù)性的規(guī)定說明

根據(jù)實驗評價結(jié)果，定為相對標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)不大于5％。

4．3 響應(yīng)時間的規(guī)定說明

吸入式采樣方式的甲醛檢測儀，一般為電化學(xué)原理的傳感器。電化學(xué)原理的儀器響應(yīng)時間一般較快，1分鐘內(nèi)一般能夠達到穩(wěn)定示值。擴散式采樣方式的甲醛檢測儀，一般為半導(dǎo)體氣敏傳感器。半導(dǎo)體氣敏傳感器的儀器響應(yīng)時間一般較慢，一般3分鐘內(nèi)能夠達到穩(wěn)定示值。另外，對于一些連續(xù)采樣的儀器，根據(jù)設(shè)定的測量時間ΔT，儀器計算ΔT時間內(nèi)多次測量的結(jié)果平均值為測量結(jié)果，所以響應(yīng)時間不作為要求。而基于化學(xué)變色原理的響應(yīng)時間，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理不同和樣品采集時間差異而有較大的差異，所以響應(yīng)時間不作為指標(biāo)要求。

4．4 對儀器穩(wěn)定性要求的說明

便攜式儀器通常完成一次測量時間較短，儀器的重復(fù)性性能指標(biāo)已能滿足儀器穩(wěn)定性要求，所以對便攜式甲醛氣體檢測儀，本規(guī)程沒有此項目要求。對固定式儀器，穩(wěn)定性試驗包括零點漂移和量程漂移。在正常工作條件下，儀器通電預(yù)熱穩(wěn)定后，通入零點氣體，將儀器調(diào)到零點（對指針式儀器將示值調(diào)到滿量程5％處），記為Z0。再通入約為0.7 mmol/mol的標(biāo)準(zhǔn)氣體，讀取穩(wěn)定示值為S0。而后通入零點氣體，連續(xù)運行2h，每間隔20 min記錄儀器的零點值為Zi。接著每間隔20 min，再通入約為0.5 mmol/mol的標(biāo)準(zhǔn)氣體，記錄儀器穩(wěn)定示值Si，連續(xù)測量2h。按（3）、（4）式計算零點漂移和量程漂移：

                                                                    （3）

                                        （4）

公式（3）和公式（4）中，FS為儀器技術(shù)要求中測量上限值。取絕對值的最大 、 值作為儀器的零點漂移和量程漂移。

5．對計量器具的控制要求的說明

5．1對儀器檢定環(huán)境條件要求的說明

由于檢定中使用的甲醛氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)必須由動態(tài)配氣方法產(chǎn)生，現(xiàn)配現(xiàn)用。配氣中用三聚甲醛作為甲醛配氣原料的擴散管，在酸性條件下采用高溫催化裂解的辦法對擴散出來的三聚甲醛進行裂解，從而產(chǎn)生甲醛氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，再經(jīng)過稀釋氣體稀釋到不同濃度的甲醛標(biāo)準(zhǔn)氣體。已知擴散率和載氣流速,配氣濃度可用公式（1）計算:

式中:

CD________配氣濃度（umol/mol）

       P0________標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下大氣壓值101.325（kPa）

       V0________標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理想氣體摩爾體積22.4（L/mol）

       T0________標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下熱力學(xué)溫度值273.15（K）

       T________環(huán)境溫度（K）

       P________環(huán)境壓力（kPa）

       M________組分氣分子摩爾質(zhì)量（g/mol）

       Rm________擴散管的擴散率（ug/min）

   Q________載帶氣與稀釋氣總流量（ml/min）

從甲醛標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度計算公式可以看出，環(huán)境溫度和環(huán)境壓力需要實時監(jiān)測帶入計算公式。所以溫度、壓力波動大對甲醛標(biāo)準(zhǔn)氣體的準(zhǔn)確度是有影響的。本規(guī)程參照ISO 6145－8標(biāo)準(zhǔn)要求，規(guī)定環(huán)境條件如下：

l  環(huán)境溫度：（10～35）℃，溫度波動不大于±2℃。檢測時，需實時監(jiān)測溫度。

l  相對濕度：￡ 85%。

l  大氣壓力：（85～110）kPa，壓力波動不大于±0.5 kPa。檢測時，需實時監(jiān)測壓力。

5．2對儀器檢定用標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備要求的說明

根據(jù)目前各廠家生產(chǎn)的甲醛氣體檢測儀的精度指標(biāo)，由動態(tài)配氣產(chǎn)生的甲醛標(biāo)準(zhǔn)氣體的不確定度應(yīng)不大于3％（K=2）。

實驗表明壓縮空氣、合成空氣或環(huán)境空氣經(jīng)活性炭過濾器進行純化后，甲醛含量一般檢測不出來（色譜儀器檢測限10－9 mol/mol），可以認為是零點氣。

溫度和壓力測量精度參照ISO 6145－8標(biāo)準(zhǔn)要求。

本款中的“檢定項目”、“檢定方法”、“檢定結(jié)果的處理”、“檢定周期”等均參考JJF 1002-1998《國家計量檢定規(guī)程編寫規(guī)則》的規(guī)定，結(jié)合我們在測試、校準(zhǔn)甲醛氣體檢測儀的實際工作中積累的經(jīng)驗進行編寫的。

目前，市場上出現(xiàn)的甲醛氣體檢測儀絕大多數(shù)為室內(nèi)外空氣污染檢測和建筑材料檢測服務(wù)的。所以儀器檢測濃度范圍一般在(0.0～1.5) mmol/mol，這也是和國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)的。所以本規(guī)程中選擇檢定用甲醛標(biāo)準(zhǔn)氣體的濃度為：（0.0～0.3） mmol/mol；（0.3～0.7） mmol/mol；（0.～1.2）mmol/mol。

6．對規(guī)程附錄的說明

附錄A：

甲醛標(biāo)準(zhǔn)氣體無法用鋼瓶盛裝，只能用動態(tài)配氣擴散管方法產(chǎn)生。所以在本附錄中介紹了動態(tài)配氣原理、裝置組成、技術(shù)要求和不確定度分量。近幾年來，科研人員結(jié)合國內(nèi)外研究動態(tài)，開發(fā)了包括三聚甲醛擴散管標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和甲醛標(biāo)準(zhǔn)氣體動態(tài)配氣裝置在內(nèi)的一系列動態(tài)法配氣計量產(chǎn)品，通過了國家鑒定和授權(quán)認可，并參加了國際比對，取得了等效度。國內(nèi)外研究表明，甲醛動態(tài)配氣裝置能夠滿足甲醛氣體檢測儀的日常檢定、測試和校準(zhǔn)工作。

附錄B、附錄C

均參考JJF 1002《國家計量檢定規(guī)程編寫規(guī)則》的規(guī)定，結(jié)合我們在測試、校準(zhǔn)甲醛氣體檢測儀的實際工作中積累的經(jīng)驗進行編寫的。

規(guī)程里面還用三聚甲醛擴散管呀