VDI 4203 Blatt 4-2005 Testing of automated measuring systems - Test procedures for optical remote sensing systems for the measurement of gaseous pollutants in ambient air.pdf

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1、VEREINDEUTSCHERINGENIEUREPrfplne fr automatische MesseinrichtungenPrfprozeduren fr optische Fernmesseinrichtungenzur Messung von gasfrmigen ImmissionenTesting of automated measuring systemsTest procedures for optical remote sensing systemsfor the measurement of gaseous pollutantsVDI 4203Blatt 4 / Pa

2、rt 4Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 5VDI-RICHTLINIENICS 13.040.20Juli 2005July 2005Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . .

3、. . 32 Begriffsbestimmungen . . . . . . . . . . . . . 42.1 Dauertest . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.2 Ergnzungsprfung . . . . . . . . . . . . . 42.3 Justierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.4 Messergebnis . . . . . . . . . . . . . . . . 42.5 Messgre . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 43 Symbole und Abkrzungen . . . . . . . . . . 44 Prfung der Bauartanforderungen . . . . . . 54.1 Allgemeine Anforderungen. . . . . . . . . 54.2 Mobiler Einsatz . . . . . . . . . . . . . . . 85 Prfung der Leistungsanforderungen. . . . . 105.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . 105.2 Prfung

5、 von optischen Fernmess-einrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . 115.3 Prfung von Mehrkomponenten-messeinrichtungen . . . . . . . . . . . . . 296 Bestimmungen fr die Prfung . . . . . . . . 307Prfbericht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Anhang A Immissionsgrenzwerte undBezugswerte . . . .

6、 . . . . . . . . . . 32Anhang B Anforderungen an die Datenqualitt. . 34Vervielfltigung auch fr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDer Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterw

7、orfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.The draft of this guideline has been subject to public scrutinyafter announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).No guarantee can be given with respect to the English transla-tion. The German version of this guideline shall be tak

8、en asauthoritative.Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLArbeitsgruppe Mindestanforderungen (Immission)Ausschuss Messtechnische SonderfragenFrhere Ausgabe: 03.04 Entwurf, deutschFormer edition: 03/04 draft, in German onlyZu beziehen durch / Available from Beuth Verlag Gm

9、bH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2005Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Terms and definitio

10、ns . . . . . . . . . . . . . 42.1 Long-term test . . . . . . . . . . . . . . . 42.2 Supplementary test . . . . . . . . . . . . . 42.3 Adjustment . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.4 Result of measurement . . . . . . . . . . . 42.5 Measurand . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Symbols and abbrevia

11、tions . . . . . . . . . . 44 Testing the requirements on the instrument design . . . . . . . . . . . . . . . 54.1 General requirements. . . . . . . . . . . . 54.2 Mobile application . . . . . . . . . . . . . 85 Testing the performance requirements . . . . 105.1 General . . . . . . . . . . . . . . .

12、. . . . 105.2 Testing of optical remote sensing systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115.3 Testing of multiple-componentmeasuring systems . . . . . . . . . . . . . 296 Specifications for the test . . . . . . . . . . . 307 Test report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Annex A Ambient a

13、ir quality limit values and reference values. . . . . . . . . . . . . 33Annex B Data quality objectives . . . . . . . . . 35B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2005 2 VDI 4203 Blatt 4 / Part 4Inhalt SeiteAnhan

14、g C Mindestanforderungen an optischeFernmesseinrichtungen zur Messungvon Immissionen . . . . . . . . . . . 36Anhang D Vergleichs- bzw. Kalibrierverfahren . 39Anhang E Musterbericht ber die Eignungs-prfung von optischen Fernmess-einrichtungen zur Messung vongasfrmigen Immissionen . . . . . . . 41Schr

15、ifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Contents PageAnnex C Minimum requirements on optical remote sensing systems for the measurement of ambient air quality . . 37Annex D Reference and calibration methods. . . 41Annex E Specimen report on testing the suitability of optical remote sensin

16、g systems for the measurement ofgaseous air pollutants. . . . . . . . . . 44Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47VorbemerkungIn der Kommission Reinhaltung der Luft im VDI undDIN Normenausschuss KRdL erarbeiten Fach-leute aus Wissenschaft, Industrie und Verwaltung infreiwilliger Sel

17、bstverantwortung VDI-Richtlinienund DIN-Normen zum Umweltschutz. Diese be-schreiben den Stand der Technik bzw. den Stand derWissenschaft in der Bundesrepublik Deutschlandund dienen als Entscheidungshilfen bei der Erarbei-tung und Anwendung von Rechts- und Verwaltungs-vorschriften. Die Arbeitsergebni

18、sse der KRdL flie-en ferner als gemeinsamer deutscher Standpunkt indie europische technische Regelsetzung bei CEN(Europisches Komitee fr Normung) und in die in-ternationale technische Regelsetzung bei ISO (Inter-nationale Organisation fr Normung) ein.Folgende Themenschwerpunkte werden in vier Fach-b

19、ereichen behandelt:Fachbereich I Umweltschutztechnik“Produktionsintegrierter Umweltschutz; Verfahrenund Einrichtungen zur Emissionsminderung;ganzheitliche Betrachtung von Emissionsminde-rungsmanahmen unter Bercksichtigung vonLuft, Wasser und Boden; Emissionswerte frStube und Gase; anlagenbezogene me

20、sstechni-sche Anleitungen; UmweltschutzkostenrechnungFachbereich II Umweltmeteorologie“Ausbreitung von Luftverunreinigungen in der At-mosphre; strfallbedingte Freisetzungen; mikro-und mesoskalige Windfeldmodelle; Wechselwir-kung zwischen Atmosphre und Oberflchen; me-teorologische Messungen; angewand

21、te Klimatolo-gie; Lufthygienekarten; human-biometeorologi-sche Bewertung von Klima und Lufthygiene;bertragung meteorologischer DatenPreliminary noteIn the Commission on Air Pollution Prevention ofVDI and DIN Standards Committee KRdL ex-perts from science, industry and administration, act-ing on thei

22、r own responsibility, establish VDI guide-lines and DIN standards in the field of environmentalprotection. These describe the state of the art in sci-ence and technology in the Federal Republic of Ger-many and serve as a decision-making aid in the pre-paratory stages of legislation and application o

23、f legalregulations and ordinances. KRdLs working resultsare also considered as the common German point ofview in the establishment of technical rules on theEuropean level by CEN (European Committee forStandardization) and on the international level byISO (International Organization for Standardizati

24、on).The following topics are dealt with in four subdivi-sions:Subdivision I “Environmental Protection Techniques”Integrated pollution prevention and control for in-stallations; procedures and installations for emis-sion control; overall consideration of measures foremission control with consideratio

25、n given to theair, water and soil; emission limits for dusts andgases; plant-related measurement instructions; en-vironmental industrial cost accountingSubdivision II “Environmental Meteorology”Dispersion of pollutants in the atmosphere; emis-sions from accidental releases; micro- and meso-scale win

26、d field models; interaction between theatmosphere and surfaces; meteorological measure-ments; applied climatology; air pollution maps;human-biometeorological evaluation of climateand air hygiene; transfer of meteorological dataB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle

27、Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2005 VDI 4203 Blatt 4 / Part 4 3 Fachbereich III Umweltqualitt“Wirkung von Luftverunreinigungen auf Mensch,Tier, Pflanze, Boden, Werkstoffe und Atmosphre;wirkungsbezogene Mess- und Erhebungsverfah-ren; Erfassung und Wirkung mikrobieller Luftv

28、er-unreinigungen; Olfaktometrie; UmweltsimulationFachbereich IVUmweltmesstechnik“Emissions- und Immissionsmesstechnik fr anor-ganische und organische Gase sowie fr Partikel;optische Fernmessverfahren; Messen von Innen-raumluftverunreinigungen; Messen von Boden-luftverunreinigungen; Verfahren zur Her

29、stellungvon Referenzmaterialien; Prfplne fr Messge-rte; Validierungsverfahren; Messplanung; Aus-werteverfahren; QualittssicherungDie Richtlinien und Normen werden zunchst alsEntwurf verffentlicht. Durch Ankndigung im Bun-desanzeiger und in der Fachpresse erhalten alle inter-essierten Kreise die Mgli

30、chkeit, sich an einem f-fentlichen Einspruchsverfahren zu beteiligen. Durchdieses Verfahren wird sichergestellt, dass unter-schiedliche Meinungen vor Verffentlichung der end-gltigen Fassung bercksichtigt werden knnen.Die Richtlinien und Normen sind in den sechs Bn-den des VDI/DIN-Handbuches Reinhalt

31、ung der Luftzusammengefasst.EinleitungUm sicherzustellen, dass die Luftqualitt einheitlichund zuverlssig berwacht werden kann, wird in denRichtlinien des Rates der Europischen Union zurLuftqualitt G4 bis G11 und in den das Bundes-Immissionsschutzgesetz G1 konkretisierenden Ver-ordnungen und Verwaltu

32、ngsvorschriften G2; G3der Einsatz geeigneter Messeinrichtungen gefordert.Die Mindestanforderungen an diese Messeinrichtun-gen sind in der Richtlinienreihe VDI 4202 festgelegt.Diese Mindestanforderungen mssen nach einheit-lichen Verfahren geprft werden. Das technischeVorgehen bei der Prfung, ob die e

33、inzelnen Min-destanforderungen erfllt werden, wird als Prfplanbezeichnet. Whrend die Richtlinie VDI 4203 Blatt 1die Grundlagen darstellt, werden in den weiterenBlttern die konkreten Prfprozeduren und die Be-richterstattung beschrieben. Die Prfprozeduren froptische Fernmesseinrichtungen zur Messung v

34、onImmissionen werden in der vorliegenden RichtlinieVDI 4203 Blatt 4 festgelegt.Subdivision III “Environmental Quality”Effects of air pollutants on man, farm animals, veg-etation, soil, materials, and the atmosphere; meth-ods for the measurement and evaluation of effects;determination of microbial ai

35、r pollutants and theireffects; olfactometry; environmental simulation Subdivision IV“Environmental Measurement Techniques”Techniques for emission and ambient air measure-ments of inorganic and organic gases as well asparticulate matter; optical open-path measurementmethods; measurement of indoor air

36、 pollutants;measurement of soil air pollutants; procedures forestablishing reference material; test procedures formeasurement devices; validation procedures;measurement planning; evaluation methods; qual-ity assuranceThe guidelines and standards are first published asdrafts. These are announced in t

37、he Bundesanzeiger(Federal Gazette) and in professional publications inorder to give all interested parties the opportunity toparticipate in an official objection procedure. Thisprocedure ensures that differing opinions can be con-sidered before the final version is published.The guidelines and stand

38、ards are published in the six-volume VDI/DIN Reinhaltung der Luft (Air Pollu-tion Prevention) manual.IntroductionTo ensure that air quality can be uniformly and relia-bly controlled, the Directives of the European Unionon air quality G4 to G11 and the Regulations andGeneral Administrative Provisions

39、 G2; G3 underly-ing the German Federal Immission Control Act G1require the use of suitable measuring systems.The requirements on such measuring systems arespecified in the series of guidelines VDI 4202.These minimum requirements shall be tested on thebasis of standardised procedures. The technical p

40、ro-cedure for testing conformity with the applicableminimum requirements is referred to as the test plan.Whereas guideline VDI 4203 Part 1 presents the ba-sic principles, the specific test procedures and report-ing are described in the following parts. The test pro-cedures for optical remote sensing

41、 systems for themeasurement of gaseous pollutants in ambient arespecified in the present guideline VDI 4203 Part 4.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2005 4 VDI 4203 Blatt 4 / Part 41 AnwendungsbereichDie Ric

42、htlinie VDI 4203 Blatt 4 legt die Verfahrenzur berprfung fest, ob die Mindestanforderungenan optische Fernmesseinrichtungen zur berwa-chung von Immissionen auf der Basis von weg-,flchen- und raumintegrierenden oder rumlich auf-gelsten Messungen erfllt werden.Die Richtlinie gilt fr alle Eignungsprfun

43、gen opti-scher Fernmesseinrichtungen, die zur berwachungder Luftqualitt im geregelten Bereich vorgesehensind.Diese Richtlinie ist nicht anwendbar auf einzelneKomponenten von Messeinrichtungen, weil die Eig-nungsprfung sich stets auf vollstndige Mess-einrichtungen bezieht.Diese Richtlinie darf nur in

44、 Verbindung mit denRichtlinien VDI 4202 Blatt 2 und VDI 4203 Blatt 1angewendet werden.2 BegriffsbestimmungenEs gelten die Begriffe der Richtlinien VDI 4202Blatt 2 und VDI 4203 Blatt 1. Zustzlich gelten diefolgenden Begriffe:2.1 DauertestPrfung einer Messeinrichtung an einem oder mehre-ren Orten whre

45、nd eines zusammenhngenden Zeit-raumes.2.2 ErgnzungsprfungPrfung, die nach nderung des eignungsgeprftenBaumusters auf der Basis einer bereits durchgefhr-ten Eignungsprfung erfolgt.Anmerkung: Eine Ergnzungsprfung ist immer dann notwendig,wenn das Prfinstitut feststellt, dass die nderung des Baumusters

46、eine Beeinflussung der Funktion der Messeinrichtung erwartenlsst.2.3 Justierungberprfbares Sichern der Gerteparameter.2.4 MessergebnisAus Messungen gewonnener Schtzwert fr denwahren Wert einer Messgre.2.5 MessgrePhysikalische Gre, der die Messung gilt.1ScopeGuideline VDI 4203 Part 4 specifies the pr

47、oceduresused for testing conformity with the minimum re-quirements on optical remote sensing systems formonitoring gaseous pollutants in ambient air byline-, plane- and volume-integrated measurements, orby volume-resolved measurements.This guideline applies to all suitability tests of opticalremote

48、sensing systems, the use of which is intendedfor tasks in the area of air quality monitoring coveredby law.This guideline is not applicable to the individualcomponents of measuring systems, since suitabilitytesting always includes the complete measuring sys-tem.This guideline shall only be applied i

49、n conjunctionwith VDI 4202 Part 2 and VDI 4203 Part 1.2 Terms and definitionsThe terms and definitions of guidelines VDI 4202Part 2 and VDI 4203 Part 1 apply. In the context ofthe present guideline, the following terms and defini-tions also apply:2.1 Long-term testTesting of a measuring system at one or more loca-tions in a continuous period.2.2 Supplementary testTesting after modification of a suitability-testedmeasu