[实用新型]一种合流式气溶胶稀释器的校准系统

说明书

本实用新型属于纳米颗粒计量领域，尤其涉及一种合流式气溶胶稀释器的校准系统。包括初始化校准装置和二次校准装置，所述初始化校准装置包括依次连接的气溶胶发生器、均匀混合箱、标准粒子计数器；所述二次校准装置包括所述气溶胶发生器和所述标准粒子计数器，所述气溶胶发生器的气溶胶输出口连接待测合流式气溶胶稀释器的进样口，所述待测合流式气溶胶稀释器的气溶胶出气口连接所述标准粒子计数器的采样口。本实用新型采用科学合理的校准系统，保证其测量结果的准确可靠。本实用新型的校准系统能够有效对合流式气溶胶稀释器进行校准，提高粒子计数器等分析仪器的测量精度，为颗粒数量浓度的溯源体系建立提供技术支撑。

技术领域

本实用新型属于纳米颗粒计量领域，尤其涉及一种合流式气溶胶稀释器的校准系统。

背景技术

测量仪器在进行粒径分析时，浓度过高会使颗粒间发生碰撞、团聚凝结等现象，影响测量结果的准确性。气溶胶稀释器的主要作用是，通过对气溶胶进行稀释从而降低气溶胶的浓度，解决颗粒分析时无法测试到高浓度或流量不匹配等的问题。

如在纳米颗粒计数领域，由于低浓度范围内颗粒数量浓度的溯源体系尚未建立，需将溯源性好的高浓度样品进行准确稀释，获得颗粒数量浓度已知的低浓度样品，从而实现对颗粒计数器、气溶胶粒径谱仪的校准等。在JJF1562-2016凝结核粒子计数器校准规范、在线尘埃粒子计数器校准规范、ISO21501-4-2007国际标准(粒度分析单颗粒光学测量法第4部分)、ISO27891-2015(气溶胶颗粒数量浓度-凝结核粒子计数器的校准)中，均需要采用气溶胶稀释器对颗粒物进行准确稀释。在上述测量及校准中，气溶胶稀释器计量性能的好坏直接影响测量结果的可靠性。

合流式气溶胶稀释器的原理的如下：如图1所示，原始气溶胶与洁净的压缩气体按一定比例进入稀释腔体，两种气体在腔体内混合均匀后，通过采样口采集匹配分析仪器所需气溶胶流量值，多余气体通过其它口排空。

因此，气溶胶稀释器稀释比的准确性至关重要，但是当前尚未有气溶胶稀释器的检定规程和校准规范以及相关的标准法规。一般选用气溶胶光度计法、光学粒子计数器法、流量测定法对气溶胶稀释器的稀释比进行校准。但是，上述三种校准系统目前仍存在以下缺陷：

(1)使用气溶胶光度计法校准气溶胶稀释器稀释比

气溶胶光度计的测量范围为(0.0001～120)μg/L，最大允许误差不超过±5％，而气溶胶稀释器专为解决尘埃粒子计数器所无法测试到的高浓度这一难题而特别设计的，粒子计数一般最佳测量量程是在(3000～30000)/28.3L，计算其质量浓度远小于0.1μg/L，因此气溶胶稀释器的使用量值是气溶胶光粒计量程的测量下限，测量的示值误差较大，测量不确定大。

(2)直接使用光学粒子计数器的有限量程来校准气溶胶稀释器稀释比

根据”JJF1190-2008尘埃粒子计数器校准规范”中规定粒子计数器的粒子浓度的测量值的重复性不大于10％FS，粒子浓度的示值误差小于±30％。利用粒子计数器测量使作稀释器前后的气溶胶发生器的浓度时，会使粒子计数器同时工作在高浓度和低浓度的两个档位上，而粒子计数如果在两个档位的示值误差的不确定度都过大的话，使测量稀释器的稀释比的示值误差远大于±30％，而一般稀释器稀释比的示称值的误差一般不超过±10％，这样测量得到的数据就失去意义。目前国际上公认的“激光粒子计数器(OPC)-凝结核粒子计数器(CPC)-气溶胶静电计(FCE)”的逐级溯源链中，即通过凝结核粒子计数器(CPC)实现激光粒子计数器的测量结果的校准，校准后的激光粒子计数器测量结果可溯源至国家电流标准，气溶胶稀释器作为溯源链中至下而上的重要一环，如果让稀释器又溯源至粒子计数器，就会造成溯源链混乱。

(3)使用流量测定法校准气溶胶稀释器稀释比

只是测量原始粒子计数器的流量和补充的洁净压缩气体的流量，然后计算其稀释比，根本无法真正测量粒子浓度的在稀释器内的变化值情况，忽略了气溶胶颗粒的物质特性，即气溶胶颗粒在稀释器内是否存在着凝聚、附着等因素。