山東省地方計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范

JJF（魯）156—2022

機(jī)動(dòng)車(chē)排放用顆粒物粒子數(shù)量測(cè)量?jī)x

校準(zhǔn)規(guī)范

Specificationforcalibrationofparticulatematterparticlecountmetersfor

motorvehicleemissions

2022—11—09發(fā)布2022—12—01實(shí)施

山東省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布

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機(jī)動(dòng)車(chē)排放用顆粒物粒子數(shù)量測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)規(guī)范

1范圍

本規(guī)范適用于機(jī)動(dòng)車(chē)排放用顆粒物粒子數(shù)量測(cè)量?jī)x（Particulateparticle

countmeterforvehicleemissions）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)PN測(cè)量?jī)x）的校準(zhǔn)。

2引用文件

本規(guī)范引用了下列文件：

GB17691重型柴油車(chē)污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)第六階段）

GB18352.6輕型汽車(chē)污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)第六階段）

HJ1014非道路柴油移動(dòng)機(jī)械污染物排放控制技術(shù)要求

ISO15900氣溶膠顆粒粒徑分布測(cè)量差分電遷移法(Determinationofparticle

sizedistribution—Differentialelectricalmobilityanalysisforaerosolparticles)

ISO27891氣溶膠顆粒數(shù)濃度凝結(jié)核粒子計(jì)數(shù)器的校準(zhǔn)(Aerosolparticlenumber

concentration-Calibrationofcondensationparticlecounters)

凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范，凡是不注日期的引用

文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。

3術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位

3.1氣溶膠aerosol

懸浮于氣體中的固體和/或液體顆粒分散體系。

3.2單分散氣溶膠monodisperseaerosol

粒徑分布窄的氣溶膠，單分散性可以通過(guò)尺寸分布的幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差（GSD）進(jìn)行

量化，GSD小于或等于1.15。

3.3顆粒物（Particlematter，PM）

在溫度為315K（42℃）~325K（52℃）的稀釋排氣中，由濾紙收集到的所有排

氣成分，主要是碳、冷凝的碳?xì)浠衔铩⒘蛩猁}水合物。

3.4粒子數(shù)量（ParticleNumber，PN）

在去除了揮發(fā)性物質(zhì)的稀釋排氣中，所有粒徑超過(guò)23nm的粒子總數(shù)。

3.5顆粒物粒子數(shù)量濃度（Particlenumberconcentration，C）

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在特定壓力及溫度條件下，單位體積內(nèi)氣溶膠中固體顆粒的數(shù)量，單位為cm-3。

3.6凝結(jié)核粒子計(jì)數(shù)器condensationparticlecounter（CPC）

通過(guò)工作液（如正丁醇、水、異丙醇）吸附在納米顆粒表面，使其放大到微米

級(jí)別后，利用光散射原理測(cè)量氣溶膠中顆粒數(shù)濃度的設(shè)備。

3.7差分電遷移率分類(lèi)器differentialelectricalmobilityclassifier（DEMC）

能夠根據(jù)電遷移率對(duì)氣溶膠顆粒選擇和分離，并得到單分散樣品的一種分類(lèi)器。

3.8截止粒徑（）

???????

PN測(cè)量?jī)x檢?測(cè)效率為50%時(shí)的粒徑，單位為nm。

3.9平坦區(qū)flatarea

檢測(cè)效率不受粒徑影響的粒徑范圍。

3.10擴(kuò)散充電法顆粒計(jì)數(shù)器diffusioncharge（DC）

通過(guò)電荷調(diào)節(jié)器（如電暈絲等）使顆粒帶上平衡電荷，然后通過(guò)電學(xué)法測(cè)量氣

溶膠中顆粒數(shù)濃度的設(shè)備。

3.11揮發(fā)性顆粒去除器volatileparticleremove（VPR）

對(duì)初級(jí)氣溶膠進(jìn)行一級(jí)熱稀釋?zhuān)瑩]發(fā)性顆粒去除器及二級(jí)冷稀釋?zhuān)⒌玫綕M(mǎn)足

下游設(shè)備測(cè)量條件氣溶膠的設(shè)備。

3.12顆粒數(shù)濃度衰減因子particlenumberconcentrationreductionfactor（PCRF）

VPR上游顆粒數(shù)濃度與下游顆粒數(shù)濃度之比。本規(guī)范所用的顆粒物為燃燒丙烷

產(chǎn)生的碳煙形態(tài)顆粒。

3.13揮發(fā)性顆粒去除效率volatileparticleremovalefficiency（VRE）

VPR上游揮發(fā)性顆粒數(shù)濃度與下游揮發(fā)性顆粒數(shù)濃度之比。本規(guī)范中所用的顆

粒物為揮發(fā)性顆粒物正四十烷。

3.14整體校準(zhǔn)

采樣管、VPR及顆粒計(jì)數(shù)器等模塊整體與標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行比對(duì)校準(zhǔn)的方法。

3.15分步校準(zhǔn)

分別對(duì)VPR、顆粒計(jì)數(shù)器進(jìn)行校準(zhǔn)的方法。

3.16高響應(yīng)highresponse

在顆粒數(shù)濃度達(dá)到一定條件下，PN測(cè)量?jī)x要求能檢測(cè)出顆粒數(shù)濃度的最低值。

注：本文件規(guī)定該條件為測(cè)量空氣顆粒數(shù)濃度大于2000cm-3，最低值為1500cm-3。

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4概述

PN測(cè)量?jī)x主要用于測(cè)量機(jī)動(dòng)車(chē)排放氣體中非揮發(fā)性固態(tài)顆粒的數(shù)量濃度。PN

測(cè)量?jī)x按測(cè)量方式可分為臺(tái)架式和便攜式（便攜式PN測(cè)量?jī)x以下簡(jiǎn)稱(chēng)PEMS）兩類(lèi)。

PN測(cè)量?jī)x主要包括采樣處理系統(tǒng)和顆粒計(jì)數(shù)器。其中采樣處理系統(tǒng)包括加熱采

樣管及揮發(fā)性顆粒物去除器（VPR），其中VPR由旋風(fēng)分離器（可選）、一級(jí)熱稀釋

器（PND1）、蒸發(fā)管或高溫催化汽提器（ET或HCS）、二級(jí)冷稀釋器（PND2）（可

選）及沖擊噴嘴（可選）組成。

圖1為PN測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

圖1PN測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

5計(jì)量特性

5.1零點(diǎn)

5.1.1過(guò)濾后零點(diǎn)

顆粒計(jì)數(shù)器或VPR氣溶膠入口直連高效過(guò)濾器時(shí)，

對(duì)于臺(tái)架式PN測(cè)量?jī)x，其顆粒粒子數(shù)量濃度小于0.1cm-3。

對(duì)于PEMS，顆粒粒子數(shù)量濃度不高于5000cm-3。

5.1.2零電壓零點(diǎn)

顆粒計(jì)數(shù)器或VPR氣溶膠入口連接DEMC，且DEMC電壓設(shè)置為0V時(shí)，

對(duì)于臺(tái)架式PN測(cè)量?jī)x，其顆粒數(shù)濃度小于1cm-3。

對(duì)于PEMS，顆粒數(shù)濃度不高于5000cm-3。

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5.2高響應(yīng)

>1500cm-3。

5.3流量示值誤差

≤5%。

5.4流量重復(fù)性

<2%。

5.5響應(yīng)時(shí)間

<5s。T90

5.6顆粒計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)重復(fù)性

≤3%。

5.7檢測(cè)效率（限值均對(duì)于單分散顆粒）

表1臺(tái)架式PN測(cè)量?jī)x檢測(cè)效率

粒徑(nm)23±141±1平坦區(qū)粒徑

檢測(cè)效率0.38~0.62>0.90.9~1.1

表2PEMS檢測(cè)效率

粒徑（nm）23±130±150±570±5100±10200±10

檢測(cè)效率0.2~0.60.3~1.20.6~1.30.7~1.30.7~1.30.5~2.0

注：23nm為變化區(qū)顆粒物電遷移率粒徑。

5.8線性度

表3線性度要求

測(cè)量?jī)x器斜率標(biāo)準(zhǔn)差SEE判定系數(shù)R2

????×?1?1

1

臺(tái)架式PN檢測(cè)儀+?≤05%max0.9~1.?1(1)≤10%max≥0.97

PEMS≤5%max0.9~1.1(2)≤10%max(3)≥0.95

(1)臺(tái)架式PN檢測(cè)儀在線性檢查過(guò)程中未經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)系數(shù)修正

(2)PEMS在線性檢查過(guò)程中已經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)系數(shù)修正

(3)max為標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量顆粒數(shù)量濃度最大值

注：對(duì)于顆粒數(shù)濃度量程較大的PEMS，線性度可用幾何平均粒徑為（50~60）nm（幾何標(biāo)

準(zhǔn)差為1.6±0.2）多分散碳黑顆粒檢查。

5.9顆粒數(shù)濃度衰減因子（PCRF）

0.95PCRF100<PCRF30≤1.3PCRF100；

0.95PCRF100<PCRF50≤1.2PCRF100；

4

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。

?????

0.9<???????<1.1

5.10揮發(fā)性顆粒去除效率（VRE）

VRE大于99%（電遷移粒徑為30nm正四十烷顆粒）。

6校準(zhǔn)條件

6.1環(huán)境要求

6.1.1環(huán)境溫度：（10~35）℃；

6.1.2濕度：（20~80）%RH；

6.1.3其他：遠(yuǎn)離振動(dòng)、電磁干擾、避免陽(yáng)光直射。

6.2校準(zhǔn)用儀器設(shè)備

6.2.1標(biāo)準(zhǔn)顆粒計(jì)數(shù)器

標(biāo)準(zhǔn)顆粒計(jì)數(shù)器為已經(jīng)過(guò)靜電計(jì)校準(zhǔn)的CPC，其中CPC的截止粒徑為4nm。顆

粒濃度校準(zhǔn)結(jié)果不確定度優(yōu)于5%（k=2）。

6.2.2皂膜流量計(jì)

測(cè)量范圍（0.02~6）L/min，準(zhǔn)確度等級(jí)不低于1.5級(jí)。

6.2.3顆粒發(fā)生器

零電壓零點(diǎn)、檢測(cè)效率、線性度、顆粒計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)重復(fù)性及PCRF等的校準(zhǔn)應(yīng)

選擇燃燒產(chǎn)生碳煙顆粒物的顆粒發(fā)生器，其中顆粒發(fā)生器輸出模式（即輸出顆粒物

的幾何平均粒徑）可調(diào)，發(fā)生器輸出體積流量應(yīng)不低于300L/min。

VRE校準(zhǔn)應(yīng)選擇電加熱式顆粒發(fā)生器，顆粒物應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)正四十烷顆粒。發(fā)生器

出口顆粒物經(jīng)分級(jí)器篩分后，所得電遷移粒徑為30nm顆粒物濃度不低于10000

cm-3。

6.2.4氣溶膠調(diào)節(jié)器

氣溶膠調(diào)節(jié)器稀釋比應(yīng)連續(xù)可調(diào)，且配有揮發(fā)性顆粒去除裝置，揮發(fā)性顆粒物

去除效率應(yīng)大于99%。

6.2.5氣溶膠分級(jí)器

在（4~600）nm粒徑范圍內(nèi)，可根據(jù)氣溶膠顆粒電遷移率對(duì)其進(jìn)行選擇和分離，

并得到幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差小于1.1的單分散氣溶膠樣品。氣溶膠分級(jí)器篩分顆粒粒徑偏差

應(yīng)不低于10%。

顆粒發(fā)生器產(chǎn)生的顆粒經(jīng)氣溶膠分級(jí)器分級(jí)后，帶多個(gè)電荷顆粒分?jǐn)?shù)不得高于

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10%。

6.2.6分流器

分流器偏差范圍為0.95~1.05。

6.2.7高效過(guò)濾器

高效過(guò)濾器過(guò)濾效率對(duì)于0.3m顆粒的過(guò)濾效率應(yīng)不小于99.95%。

6.3校準(zhǔn)裝置原理圖μ

圖2PN測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)裝置原理圖

圖3用多分散顆粒檢查PEMS線性度校準(zhǔn)裝置原理圖

7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法

7.1零點(diǎn)檢查

零點(diǎn)檢查分為兩種，一種為過(guò)濾后零點(diǎn)，即用滿(mǎn)足6.2.7條件的高效過(guò)濾器直接

連接在顆粒計(jì)數(shù)器或VPR進(jìn)口端檢查零點(diǎn)，第二種為零電壓零點(diǎn)，即當(dāng)顆粒計(jì)數(shù)器

或VPR進(jìn)口端在DEMC后端時(shí)，設(shè)定DEMC電壓為零，并檢查零點(diǎn)。

7.1.1過(guò)濾后零點(diǎn)

將高效過(guò)濾器與顆粒計(jì)數(shù)器或VPR原料氣進(jìn)氣口端連接，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，連續(xù)

測(cè)量30次，記錄每次得到的濃度值，按公式（1）計(jì)算所得數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，作

為過(guò)濾后零點(diǎn)。

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30（1）

?=1?0?

式中：?