2025年1月，生态环境部发布了《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》（GB18352.6—2016）修改单（征求意见稿），其中关于PEMS PN设备，增加了“检查颗粒分析仪对于电迁移率粒径50nm和100nm的单分散气溶胶的计数效率”。

01 为什么增加PN设备量距点检测？ 

目前，颗粒物仍是我国大气污染物排放的主要来源。2023年，全国339个地级及以上城市中105个城市细颗粒物（PM2.5）超标。在大型电厂、石油化工等重点行业为代表的固定污染源被严格管控，污染总量大幅度削减的大背景下，移动源污染问题逐渐凸显出来。特别是北京这些特大城市，移动源污染已经成为大气污染物的首要来源，根据北京市2021年发布的最新PM2.5源解析结果，移动源依然是本地排放源中PM2.5最大的贡献源，占比达到46%（2017年源解析结果，移动源占比45%）。

自2020年7月1日，机动车国六a标准实施以来，对机动车排放颗粒物数浓度（PN）作了明确要求。然而长期运行的PN检测设备由于颗粒物沉积等原因，仪器采样流量、稀释比、数浓度测量模块计数效率发生变化，致使颗粒物数浓度测量结果偏低。为了保证设备计数效率的准确性，设备仅开展零点测试远远不够，增加PN设备量距点检测势在必行。

02 为什么要进行粒径点的效率测试而不是相对快速的线性测试？

目前市面上的主流PN检测设备主要分为DC方案和CPC方案，其中DC方案通过颗粒物荷电并检测带电量实现颗粒物PN测量，而CPC方案则是通过颗粒物在醇或水的蒸汽中冷凝增长后利用光学粒子计数器（OPC）计数实现颗粒物PN测量。

在DC方案中，不同粒径颗粒物的荷电效率不同；在CPC方案中，不同粒径颗粒物的凝结增长效率也不同。鉴于此，PN检测设备对不同粒径颗粒物的测量效率不同。此外，随着待测颗粒物浓度的增加，对于DC方案会出现电荷浓度不够的情况，对于CPC方案则会出现颗粒物重合通过OPC的情况，从而导致测量结果的非线性。

因此，对于一款PN检测设备，计数效率和计数线性是表征其两个不同维度性能的参数：效率主要是表征设备对待测颗粒物粒径的响应情况，线性则是表征设备对待测颗粒物浓度的响应情况。而在实际应用中PN检测设备通常在线性检测中更容易达标，但在效率方面则较为敏感。因此，仅仅利用特定的气溶胶发生器发生几个不同阶梯浓度进行计数线性测试，并不能全面表征PN检测设备的数据质量。

03 为何选择50nm和100nm两个粒径点？ 

目前市场基于CPC原理的PN检测仪占比极高，从CPC本身的颗粒物计数效率曲线来看，在23nm处计数效率约50%；整个计数效率曲线在颗粒粒径<50nm，曲线陡峭，很容易受外界干扰（颗粒物材质、采样流量微小波动等）影响计数效率；50nm落在PN设备效率突变向平稳的过渡区域（60%~130%）,100nm则落在PN设备效率平稳区域（70%~130%）,为了兼顾快速校准与大小不同粒径颗粒的计数效率，采用50nm和100nm两个粒径点开展计数效率测试较为妥当。

此外，由于颗粒物通过效率随着粒径增大而增大，并最终趋于平缓，因此，小粒径颗粒的尾气预处理装置的颗粒物衰减系数（PCRF）值是要大于平均值的，同样的大粒径颗粒的PCRF将小于平均值。50nm粒径点的PCRF更能准确代表尾气预处理装置的平均PCRF。

04 现有的测量方案是什么？

颗粒物数浓度的测量与校准一直是一个难题，目前尚无一款设备可以产生某一固定数量颗粒物并无损传播。鉴于此，可采用比对法，即将待测仪器与参考仪器（如已校准的CPC或静电计）并联，同时采集同一气溶胶样品。

从便携的角度来看，采用高压雾化器作为颗粒物发生模块，产生多分散NaCl颗粒物，进入基于平板电极的差分电迁移分析器（颗粒物筛分模块），筛分出相应粒径颗粒物，然后同时接入被测PN检测仪和法拉第杯气溶胶静电计（颗粒物测量模块）进行比对。其中法拉第杯气溶胶静电计所测量的电流值可溯源至SI制，便于后续量值传递和溯源。

当然，也可以采用横向淬火式碳烟发生器作为颗粒物发生模块，产生准单分散碳烟颗粒，其组分与机动车排放颗粒物更加相似，测量的准确性会更高，但需要携带可燃气瓶和氮气瓶，适用于实验室固定安装。

以高压雾化器作为颗粒物发生模块为例，计数效率的具体测量方案如下：

计数效率测试方案如下图所示，将颗粒物筛分模块的一个出口与测量模块相连接，而另外一个出口则与被校便携式PN检测仪的入口相连接或与被校台架式PN检测仪的测量系统入口连接。

根据被测设备的流量，设置颗粒物筛分模块的补气/抽气流量，同时调节颗粒物筛分模块中平板DMA的筛分电压从而得到不同粒径的单分散颗粒物，同时通入颗粒物测量模块和被测PN检测仪，并记录被测PN检测仪和颗粒物测量模块一段时间的测量结果，按照如下公式计算得到对应颗粒物计数效率。

05 有没有成熟的设备？ 

2022年，生态环境部机动车污染控制与模拟重点实验室联合中国科学院合肥物质科学研究院（安光所）开发了机动车排放超细颗粒物数浓度检测仪校准系统（P4103），用于基于凝结核粒子计数（CPC）法的移动源排放颗粒物PN台架式/便携式检测仪的校准。该校准系统满足《移动源排放颗粒物数量检测仪校准规范》（报批稿）在测试方案、效率测试以及线性测试方面的要求。

近三年来，在中国环境科学研究院、中国计量科学研究院、江淮汽车、厦门机动车污染控制技术中心、重庆招商车研、中汽研盐城试验场等多家单位开展了数十次比对、验证测试，并获得中国计量科学研究院计量评价证书。随着用户需求量的增加，我们将在GB18352.6—2016修改单的要求下，根据客户需求，提供更加稳定、可靠、好用的标定设备。