TACEF 080-2023 固定翼通用航空平台大气气态污染物航空原位测量技术指南

－2023固定翼通用航空平台大气气态污染物航空原位测量技术指南FixedwinggeneralaviationplatformsTechnicalguidanceforairbornein-situmeasurementofatmosphericgaseouspollutants2023-05-31发布2023-06-01实施ICS：13.040.20CCS：Z10中华环保联合会发布学兔兔－2023I目次前言......................................................................II1范围.....................................................................12规范性引用文件...........................................................13术语和定义...............................................................14系统组成与方法功能.......................................................25技术内容.................................................................46质量保证与质量控制.......................................................9学兔兔－2023II前言本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华环保联合会提出并归口。本文件起草单位：北京大学、北京化工大学、北京市人工影响天气中心、唐山市气象局、河北省人工影响天气中心、浙江大学、中国科学院合肥物质科学研究院。本文件主要起草人：吴志军、陈景川、张萃琦、陈仕意、胡敏、李少萌、刘永春、赵德龙、黄梦宇、丁德平、张晖、远红杰、杨洋、杨强、刘丹彤、王薇。学兔兔－20231固定翼通用航空平台大气气态污染物航空原位测量技术指南1范围本文件提供了固定翼通用航空平台大气气态污染物航空原位测量系统的组成功能、技术内容、质量保证与质量控制的指导。本文件适用于固定翼通用航空平台上采用原位测量方法观测大气气态污染物的浓度和分布，也可用于大气气态污染物航空原位测量系统的设计、改装、集成、检测和应用。注：本文件航空原位测量系统的固定翼通用航空平台不包含无人驾驶飞机。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T18268.1测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求第1部分：通用要求GB∕T30203-2013飞机电气系统特性GJB150.18A-2009军用装备实验室环境试验方法第18部分冲击试验GJB181B-2012飞机供电特性HB6167.6-2014民用飞机机载设备环境条件和试验方法第6部分：振动试验HJ524-2009大气污染物名称代码HJ654环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统技术要求及检测方法HJ818环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统运行和质控技术规范MH/T1075-2020飞机增雨作业安全规范QX/T505-2019人工影响天气作业飞机通用技术要求3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。学兔兔－202323.1气态污染物gaseouspollutants由于人类活动或自然过程排入大气，在常态、常压下以气态分子状态存在，且浓度超过一定标准时对人或环境产生有害影响的物质。注：本文件包括但不限于NO、NO2、O3、SO2、CO和VOCs。[来源：HJ524-2009，3.4，有修改]3.2固定翼通用航空平台fixedwinggeneralaviationplatforms指由动力装置产生前进的推力或拉力，由机身的固定机翼产生升力，在大气层内飞行的航空器。[来源：QX/T505-2019，3.1，有修改]3.3大气观测作业飞机aircraftforatmosphericmeasurement指搭载大气在线测量设备和离线采样装置，执行空中大气化学、大气物理等观测任务的固定翼通用航空平台。4系统组成与方法功能4.1通则4.1.1测量系统大气气态污染物航空原位测量系统是利用大气观测作业飞机搭载气态污染物航空机载监测仪器，执行空中大气化学、大气物理等在线观测任务，完成样品收集、分析和数据采集、处理与储存的集成装置。4.1.2测量过程大气气态污染物航空测量过程是在大气观测作业飞机上采用气态污染物航空机载监测仪器对大气气态污染物进行连续地样品采集、处理、分析的过程，以及在飞行过程中使用采样裝置收集一定时段的大气样品，并将采集的样品在实验室进行后续处理、分析的过程。4.2系统组成大气气态污染物航空原位测量系统由大气观测作业飞机、气体进样系统、气态污染物航学兔兔－20233空机载监测仪器模块、标定校准系统、数据采集、存储和处理系统组成。其中：a)大气观测作业飞机经过适应性改装，包括固定翼通用航空平台、网络通信模块、供电模块、环境控制模块和辅助集成模块；b)气体进样系统由舱外气体进样管、舱内多支路气体管路组成；c)气态污染物航空机载监测仪器模块由多种气态污染物航空机载监测仪器组成，包括但不限于用于测量NO、NO2、O3、SO2、CO和VOCs的设备；d)标定校准系统由标准气体、零气发生器和气体动态校准仪组成；e)数据采集、存储和处理系统由数据采集模块、数据储存模块和数据处理模块组成。4.3方法功能4.3.1大气观测作业飞机大气观测作业飞机能够根据观测任务需要，搭载特定组合的气态污染物航空机载监测仪器和作业人员实施航空测量，可满足观测任务的通信传输、设备供电、作业环境、操作安全等需求。4.3.2气体进样系统多台（套）气态污染物航空机载监测仪器共用一套多支路气体进样系统，将舱外大气引入并进行在线测定或离线样品收集。4.3.3气态污染物航空机载监测仪器模块气态污染物航空机载监测仪器是在大气观测作业飞机上通过气体进样系统将舱外大气引入，并在线测定气态污染物浓度的连续自动监测分析仪器。气态污染物航空机载监测仪器模块包括多台（套）连续自动监测仪器，用于实时测量从舱外采集的大气气态污染物的浓度，各监测项目推荐的分析方法见表1。表1气态污染物航空机载监测仪器的推荐分析方法监测项目推荐分析方法NO化学发光法、腔衰荡光谱法、腔增强吸收光谱法NO2化学发光法、腔衰荡光谱法、腔增强吸收光谱法O3紫外光度法、化学发光法SO2紫外荧光法、激光诱导荧光法CO腔衰荡光谱法、非分散红外吸收法、气体滤波相关红外吸收法VOCs质子转移反应质谱法、在线吸附管采样方法学兔兔－202344.3.4标定校准系统标定校准系统能够对气态污染物航空机载监测仪器进行标定和校准。4.3.5数据采集、存储和处理系统数据采集、存储和处理系统用于采集气态污染物航空机载监测仪器模块测量得到的数据，能够按指令实现数据的本地存储和数据及相关信息的实时处理。5技术内容5.1大气观测作业飞机5.1.1固定翼通用航空平台固定翼通用航空平台满足MH/T1075-2020的4.3作业飞机和QX/T505-2019的7常规作业飞机的相关规定。5.1.2网络通信模块网络通信模块满足QX/T505-2019的6.2.3通信设备的相关规定。5.1.3供电模块供电模块满足以下技术内容：a)供电模块满足大气观测作业飞机满负荷搭载的所有仪器设备的正常用电需求，并有冗余；b)具备包括但不限于飞机发动机供电、机载不间断电源供电、地面电源车供电三种供电方式；c)能够在飞机发动机供电、机载不间断电源供电、地面电源车供电三种供电方式间灵活切换，满足仪器设备在飞行前预热准备、航空在线监测和监测结束返航等过程的用电需求；d)机载不间断电源的电量满足气态污染物航空机载监测仪器正常连续工作30min以上；e)设有漏电保护装置，防止人身触电；f)满足GB∕T30203-2013的4通用要求和GJB181B-2012的4一般要求的相关规定。5.1.4环境控制模块环境控制模块满足大气观测作业飞机所搭载仪器设备正常使用所需的环境条件：a)工作温度：5~40℃；学兔兔－20235b)相对湿度：≤85%；c)气压：60~106kPa；d)废气排气：机舱设置有仪器废气排出口，确保排出的废气不影响工作人员的健康和各仪器的测量结果。5.1.5辅助集成模块飞机配备有飞行管理和导航系统，可以连续地记录导航和气象资料，可获得以下数据：a)定位导航信息包括观测时间、飞机位置（经度、纬度、高度）、飞行姿态（俯仰角、滚转角、偏航角）、飞行速度（加速度）等相关数据；b)气象参数信息包括风速、风向、气温、气压、湿度（或水汽混合比）等相关数据。5.2气体进样系统5.2.1舱外气体进样管舱外气体进样管满足以下技术内容：a)气体进样管设置在舱外，用于引导舱外的环境空气以稳定流量进入舱内的测量装置，可设置在飞机机身顶部、底部或舷窗等位置；b)气体进样管与飞机固定连接设置，一端设置有进气嘴，进气嘴朝向飞机的机头方向，进气嘴的入口侧尺寸小于进气嘴的出口侧尺寸，气体进样管的另一端穿过机舱延伸至舱内，与舱内多支路气体管路的采样总管紧密连接设置；c)舱外气体进样管的设计保证舱外的大气稳定进入舱内多支路气体管路的采样总管，同时需要避免飞机发动机尾气等因素对测量的影响。5.2.2舱内多支路气体管路舱内多支路气体管路包括与舱外气体进样管连接的采样总管和与各监测分析仪器连接的采样支管，满足以下技术内容：a)气体管路连接紧密，避免漏气；b)气体管路的制作材料，选用不与被监测污染物发生化学反应和不释放有干扰物质的材料；c)采样气体在管路内的滞留时间小于2s；d)监测分析仪器与支管接头连接的管线选用不与被监测污染物发生化学反应和不释放有干扰物质的材料；长度不超过2m；e)监测分析仪器与支管接头连接的管线安装孔径≤5μm的聚四氟乙烯滤膜；学兔兔－20236f)监测分析仪器与支管接头连接的管线，连接采样总管时伸向总管接近中心的位置。5.3气态污染物航空机载监测仪器模块5.3.1仪器外观仪器外观满足以下技术内容：a)气态污染物航空机载监测仪器模块的各监测仪器具有产品铭牌，铭牌上标有仪器名称、型号、生产单位、出厂编号和制造日期等信息；b)各监测仪器的表面完好无损，无明显缺陷，各零部件连接可靠，各操作键、按钮灵活有效；c)各监测仪器的主机面板显示清晰，字符、标识易于识别。5.3.2环境适应性气态污染物航空机载监测仪器模块的各监测仪器能够在以下条件中正常工作：a)使用环境：飞机舱内；b)工作温度：5~40℃；c)相对湿度：≤85%；d)气压：60~106kPa；e