HJ1287—2023固定污染源廢氣煙氣黑度的測定林格曼望遠鏡法

1 適用范圍

本標準規(guī)定了固定污染源廢氣中煙氣黑度測定的林格曼望遠鏡法。

本標準適用于固定污染源排放的灰色或黑色煙氣在排放口處黑度的測定，不適用于其他顏色煙氣的測定。

2 規(guī)范性引用文件

本標準引用了下列文件或其中的條款。凡是注明日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本標準。

凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標準。

HJ 608 排污單位編碼規(guī)則

3 術語和定義

下列術語和定義適用于本標準。

3.1

煙羽

從特定出口如煙囪或排氣口排出的氣流（通常是可見的）。

3.2

煙氣黑度

人的視覺對煙羽黑色程度的感官反應指標，用林格曼黑度級表示。

3.3

林格曼黑度級數(shù)

評價煙氣黑度的一種數(shù)值，通過肉眼觀測的煙氣黑度與林格曼煙氣黑度圖對比得到。

3.4

望遠鏡林格曼煙氣黑度圖

將標準林格曼煙氣黑度圖縮制在望遠鏡分劃板上一側，由5 個不同網(wǎng)格黑度的小塊組成，黑色條格的面積占20%為1 級，占40%為2 級，占60%為3 級，占80%為4 級，占100%為5 級，林格曼黑度0級為分劃板的透明背景。

注：觀測煙羽時，肉眼通過目鏡看到的林格曼黑度圖呈均勻灰度。

4 方法原理

利用林格曼望遠鏡在適當?shù)奈恢糜^測煙羽，將通過望遠鏡目視觀察到的煙羽黑度與內(nèi)置望遠鏡林格曼黑度圖相比較，確定煙氣黑度等級。

林格曼望遠鏡光路原理示意圖見圖1。

圖1 林格曼望遠鏡光路原理示意圖

5 儀器和設備

5.1 林格曼望遠鏡：望遠鏡視角放大率為7～15 倍；物鏡通光孔徑≥50 mm；望遠鏡林格曼黑度圖制

作誤差≤0.2 級（誤差計算方法見附錄A）；望遠鏡林格曼黑度圖位于分劃板上一側，面積占分劃板視

場面積約1/3，攝像倍率為1.5 倍～2.5 倍。

5.2 林格曼望遠鏡支架：應可伸縮，便于調(diào)整觀測視角。

5.3 計時器：精度≤1 s。

5.4 風向、風速測定儀：風向八方位或十六方位、風速分辨率≤0.1 m/s。

6 觀測方法

6.1 觀測位置和條件

6.1.1 觀測應在光照充足的白天進行，雨雪天、霧天，嚴重陰、霾天及風速大于4.5 m/s 等不適宜氣象條件下不應進行觀測。

6.1.2 觀測煙羽的部位應選擇在煙囪出口煙氣黑度最大的地方。

6.1.3 觀測者與煙囪的距離一般在30 m～1000 m 為宜，應確保清晰觀察到煙氣的排放情況。

6.1.4 觀測煙羽視野范圍內(nèi)無障礙物阻擋，觀測仰視角一般不大于45°。

6.1.5 觀測者視線宜盡量與煙羽飄動的方向垂直，如在較強太陽光照射下觀測，光線不應來自觀測者前方，太陽位置宜在觀測者后方140°角范圍內(nèi)，見圖2。

6.2 觀測步驟

6.2.1 選定適宜的觀測位置，將林格曼望遠鏡的鏡頭，對準煙囪出口被測煙羽，調(diào)節(jié)目鏡焦距，使分劃板上的林格曼黑度圖每個方塊呈現(xiàn)均勻的灰度，觀察到的煙羽在林格曼黑度圖側方清晰成像。

6.2.2 將通過林格曼望遠鏡觀察到的煙氣與望遠鏡林格曼黑度圖進行比較，確定煙氣的林格曼黑度級數(shù)。

6.2.3 如煙氣黑度處于2 個林格曼黑度級數(shù)之間，可估讀0.5 林格曼黑度級數(shù)。

6.2.4 連續(xù)觀測30 min，一般情況每1 min 觀測4 次，每15 s 觀測1 次。對于煙氣排放穩(wěn)定的污染源，可減少觀測頻次，每1 min 觀測2 次，每30 s 觀測1 次。每次觀測記錄的數(shù)據(jù)反映觀測時間段內(nèi)的煙氣黑度。

6.2.5 觀測中出現(xiàn)5 級林格曼黑度時，停止觀測，做好記錄。

6.2.6 觀測結果≥1 級林格曼黑度時，可采用拍照或錄視頻等手段記錄觀測過程。

圖2 觀測視線與太陽位置示意圖

7 現(xiàn)場觀測記錄

7.1 觀測記錄內(nèi)容

觀測者現(xiàn)場填寫觀測記錄，記錄內(nèi)容包括（但不限于）觀測日期、污染源信息、林格曼望遠鏡儀器型號及編號、觀測方法依據(jù)、觀測點位置、觀測條件、觀測時間和觀測結果等。可參照林格曼望遠鏡煙氣黑度觀測記錄表（見附錄B）填寫。

7.2 觀測結果記錄要求

按6.2.4 的規(guī)定，每次觀測記錄1 個讀數(shù)，觀測結束統(tǒng)計累計次數(shù)及累計時間。

8 結果計算與表示

8.1 結果計算

8.1.1 分別統(tǒng)計每一黑度級別出現(xiàn)的累計次數(shù)和時間，煙氣黑度按30 min 內(nèi)出現(xiàn)累計時間超過2 min的最大林格曼黑度級計。

8.1.2 觀測中出現(xiàn)5 級林格曼黑度時，煙氣黑度直接按5 級計。

8.2 結果表示

煙氣黑度觀測情況統(tǒng)計與煙氣黑度結果表示見表1。

表1 煙氣黑度觀測情況統(tǒng)計與結果表示

9 精密度

30 名人員分別對“模擬1 級標準煙羽圖板”“模擬2 級標準煙羽圖板”“模擬3 級標準煙羽圖板”“模擬4 級標準煙羽圖板”進行觀測，人員間的相對標準偏差分別為24%、12%、8.5%和6.7%。

10 質量保證和質量控制

10.1 觀測人員應經(jīng)過培訓，掌握林格曼望遠鏡觀測煙氣黑度的基本知識，具有一定的觀察力和判斷能力。觀測人員的視力、色覺正常，能準確分辨林格曼黑度各級圖像。

10.2 林格曼望遠鏡首次使用前或維修后使用前，應核查確認望遠鏡林格曼煙氣黑度圖，望遠鏡林格曼煙氣黑度圖誤差（ΔRNi）應≤0.2 級林格曼黑度，ΔRNi 的計算方法見附錄A。

11 注意事項

11.1 利用林格曼望遠鏡觀測煙氣黑度時，避免望遠鏡林格曼黑度圖和煙羽重疊。

11.2 觀測混有冷凝水汽的煙氣，當煙囪出口處的煙氣中有可見的冷凝水汽存在時，可選擇在離開煙囪口一段距離看不到水汽的部位或煙羽顏色最深的部位觀測；當煙氣在離開煙囪出口的一段距離后產(chǎn)生冷凝水汽，此時選擇在煙囪口附近尚未形成冷凝水汽的部位觀測。

11.3 觀測煙氣黑度時，為避免視覺疲勞，觀測人員每記錄一個數(shù)據(jù)，需要將視線移出觀測區(qū)，休息幾秒后觀測并記錄下一個數(shù)據(jù)。

11.4 林格曼望遠鏡屬精密光學儀器，注意保護鏡片表面不被沾污、擦傷，應定期維護保養(yǎng)，妥善保管。

附錄A

（規(guī)范性附錄）

望遠鏡林格曼黑度圖誤差計算方法

望遠鏡林格曼黑度圖誤差按以下方法計算：

按公式（A.1）得到各林格曼黑度級數(shù)的計算值RNi：

RNi=(1－Ti)×5 （A.1）

式中：RNi——i 級林格曼黑度級數(shù)計算值；

i——1，2，3，4，5；

Ti ——i 級林格曼黑度圖上白格面積所占比例，%；

5——林格曼黑度級數(shù)轉換系數(shù)。

按公式（A.2）計算各林格曼黑度級數(shù)的示值誤差ΔRNi，取其中最大的ΔRNi 作為望遠鏡林格曼黑度

圖誤差。

ΔRNi=|RNi－RNs| （A.2）

式中：ΔRNi ——i 級林格曼黑度級數(shù)的示值誤差；

i ——1，2，3，4，5；

RNi ——i 級林格曼黑度級數(shù)計算值；

RNs ——林格曼黑度級數(shù)標準值，1～5。

注：如1 級（林格曼黑度級）RNs 取值為1，2 級（林格曼黑度級）RNs 取值為2，以此類推。