🌿 固定源废气中的氧（O₂）——顺磁分析仪（参比方法）
三句话速览
用顺磁分析仪连续测量废气中氧的体积浓度，仪器由采样探头、滤膜、管线和调理系统供气；标准参比方法，针对30 min的时段在3–21 %范围内经过验证，用于把排放测量结果换算到基准氧含量。该检测依据 PN-EN 14789:2017-04 (EN 14789:2017)；验证范围：3–21 %（体积分数）O₂；采样30 min。整个程序共 5 个步骤；主要用于：伴随每次排放测量的O₂测量——把SO₂、NOx、CO、颗粒物的浓度换算到基准氧含量、氧自动分析仪（AMS的外围设备）的校准和检查（QAL2、AST）——按排放测量条例的参比方法、电站锅炉、垃圾焚烧厂和协同焚烧设施、工业炉窑、发动机和燃气轮机。
要点速览
- 标准: PN-EN 14789:2017-04 (EN 14789:2017)
- 类别: 环境
- 操作步骤数: 5
- 验证范围: 3–21 %（体积分数）O₂；采样30 min
- 结果: 以%表示的O₂体积浓度；换算到基准氧含量和干气体（273 K、101.3 kPa）的依据
- 性能特性: 零点漂移和量程漂移、线性（lack of fit）、干扰、响应时间t90——按标准的判据
概述
EN 14789规定了基于顺磁原理测定管道和烟囱废气中氧浓度的标准参比方法（SRM）；它涵盖气体采样和调理系统以及分析仪。该标准给出了测量系统的性能特性和判据，用于定期监测以及自动测量系统（AMS）的校准和检查，并规定了替代方法的等效性判据（EN 14793）。它在垃圾焚烧厂、协同焚烧设施和大型燃烧装置的现场试验以及试验台上，针对30 min的采样时段在3–21 %的范围内得到验证。以体积浓度表示的氧浓度用于把排放测量结果标准化到例如第2010/75/EU号指令（欧盟）所要求的基准氧含量和干气体状态。2017年版取代了EN 14789:2005。在波兰，关于排放量测量的条例把PN-EN 14789标准指明为在核查连续测量时O₂的参比方法。
方法原理
顺磁法利用氧分子被磁场强烈吸引的性质（顺磁性），而废气中其余组分只有弱顺磁性或无磁性，因此可以选择性地测量氧。气体的磁化率与其绝对温度成反比；在有限空间内处于磁场梯度中的含氧样品会朝磁场方向流动，该流动的大小取决于氧的浓度——不同结构的分析仪对其加以测量。分析仪与抽取式采样系统和气体调理系统相连：用采样探头从烟囱中抽取样品，经测量管线通过调理系统送入分析仪，读数以电子方式记录。该标准规定了分析仪的性能特性（零点漂移和量程漂移、线性、干扰、响应时间t90），它们连同方法的合成不确定度必须满足标准的判据；量程气通常选在量程上限的约80 %。
应用领域
- 伴随每次排放测量的O₂测量——把SO₂、NOx、CO、颗粒物的浓度换算到基准氧含量
- 氧自动分析仪（AMS的外围设备）的校准和检查（QAL2、AST）——按排放测量条例的参比方法
- 电站锅炉、垃圾焚烧厂和协同焚烧设施、工业炉窑、发动机和燃气轮机
- 电力和工业中燃烧过程（过量空气）的控制
- 证明替代方法（如电化学法、氧化锆法）相对于SRM的等效性
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 验证范围 | 3–21 %（体积分数）O₂；采样30 min |
| 结果 | 以%表示的O₂体积浓度；换算到基准氧含量和干气体（273 K、101.3 kPa）的依据 |
| 性能特性 | 零点漂移和量程漂移、线性（lack of fit）、干扰、响应时间t90——按标准的判据 |
| 量程气 | 通常约为量程上限的80 % |
| 不确定度 | 由不确定度预算得出的扩展不确定度，k = 2（95 %） |
标准
- 标准编号
- PN-EN 14789:2017-04 (EN 14789:2017)
- 标准名称（波兰语）
- Emisja ze źródeł stacjonarnych — Oznaczanie stężenia objętościowego tlenu — Standardowa metoda odniesienia: Paramagnetyzm
- 标准名称（英语）
- Stationary source emissions — Determination of volume concentration of oxygen — Standard reference method: Paramagnetism
分步操作程序
-
规划
按EN 15259与各组分的测量一并规划，O₂用于这些组分的换算；确定分析仪的量程和量程气（约量程的80 %）。
-
安装与调理
安装采样探头、滤膜、管线和调理系统（除去水蒸气——结果按干气体计）；检查气密性并把各部件预热到露点以上。
-
调节
把零气和量程气直接通入分析仪并经采样探头通入；按标准的要求检查响应时间和线性。
-
测量
在整个平均时段（如30 min）内与排放测量并行地连续记录O₂浓度。
-
漂移检查与计算
测量后检查零点和量程；计算O₂的平均浓度，并用它把其他组分的结果标准化到基准氧含量；编制不确定度预算。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| O₂顺磁分析仪 | 测量顺磁诱导流动的各种结构（标准第5章） | — |
| 带颗粒物滤膜的采样探头 | 材料惰性，加热到露点以上 | — |
| 测量管线和调理系统 | 除去水蒸气（冷却器、渗透干燥器）或采用加热管线 | — |
| 试验气体：零气（N₂）和量程气（N₂中的O₂或组成已知的空气） | 附有证书 | — |
| 数据记录系统 | 以电子方式记录分析仪的读数 | — |
职业健康与安全
- 试验气体钢瓶须固定并加以防护；O₂含量较高的量程气会助长可燃性——远离油脂和火源
- 采样系统的加热部件以及在烟囱平台上作业——耐热手套、防坠落保护
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN 14789:2017-04 (EN 14789:2017) — 《Stationary source emissions — Determination of volume concentration of oxygen — Standard reference method: Paramagnetism》。
该方法的原理是什么？
顺磁法利用氧分子被磁场强烈吸引的性质（顺磁性），而废气中其余组分只有弱顺磁性或无磁性，因此可以选择性地测量氧。气体的磁化率与其绝对温度成反比；在有限空间内处于磁场梯度中的含氧样品会朝磁场方向流动，该流动的大小取决于氧的浓度——不同结构的分析仪对其加以测量。
测量范围和准确度是多少？
验证范围：3–21 %（体积分数）O₂；采样30 min；结果：以%表示的O₂体积浓度；换算到基准氧含量和干气体（273 K、101.3 kPa）的依据；性能特性：零点漂移和量程漂移、线性（lack of fit）、干扰、响应时间t90——按标准的判据；量程气：通常约为量程上限的80 %。
完成检测需要多长时间？
整个程序共 5 个步骤。标准未对每个步骤给出时长——实际用时取决于实验室自身的操作程序。
需要哪些设备？
O₂顺磁分析仪、带颗粒物滤膜的采样探头、测量管线和调理系统、试验气体：零气（N₂）和量程气（N₂中的O₂或组成已知的空气）、数据记录系统。
该检测用于哪些场景？
伴随每次排放测量的O₂测量——把SO₂、NOx、CO、颗粒物的浓度换算到基准氧含量；氧自动分析仪（AMS的外围设备）的校准和检查（QAL2、AST）——按排放测量条例的参比方法；电站锅炉、垃圾焚烧厂和协同焚烧设施、工业炉窑、发动机和燃气轮机；电力和工业中燃烧过程（过量空气）的控制；证明替代方法（如电化学法、氧化锆法）相对于SRM的等效性。
需要采取哪些安全防护措施？
试验气体钢瓶须固定并加以防护；O₂含量较高的量程气会助长可燃性——远离油脂和火源；采样系统的加热部件以及在烟囱平台上作业——耐热手套、防坠落保护。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN 14789。