[发明专利]气溶胶质量浓度的优化标定方法

说明书

一种气溶胶质量浓度的优化标定方法，通过多级洗气装置将经过待校准粒径谱仪传感器的NaCl颗粒溶解于蒸馏水后，再通过分析水洗液中Na⁺浓度，精准获得取样气溶胶中NaCl颗粒总质量，根据取样流量、清洗液总体积和测试时间得到的取样气溶胶质量浓度作为校准标准值，并与粒径谱仪的测量值对比后，得到测量误差。本发明能够精准地获得取样气溶胶的质量浓度，适用于粒径谱仪等相关气溶胶测量仪器质量浓度的校准。

技术领域

本发明涉及的是一种气溶胶测量领域的技术，具体是一种气溶胶质量浓度的优化标定方法，可实现取样气溶胶质量浓度的测量精度低于2.1％。

背景技术

气溶胶质量浓度测量是气溶胶测量技术中关键待测量，已有的气溶胶质量浓度测量原理主要包括光散射法和滤膜收集称重法，标定基于这些原理开发的仪器或系统是确保其测量结果准确性的重要前提。对比现有的标定方法，简单的滤膜称重法中存在诸多不可控因素，如滤膜拆卸过程中颗粒损失、取样管线上的颗粒沉积和过滤收集的气溶胶颗粒吸湿增重等。在现实施的气溶胶粒径谱仪校准规范(JJF 1864-2020)中，颗粒质量浓度标定采用PM2.5质量浓度测量仪作为标准校准测量仪，混匀箱内气溶胶源分别被取样输送到标准校准测量仪和被校准测量仪，通过对比两者测量结果，得到被校准测量仪的测量误差。该标定方法中不仅采用的标准校准测量仪示值误差高达±10％，还存在一定不可评估误差，如校准测量仪取样口和被校准测量仪取样口的气溶胶浓度差异。

发明内容

本发明针对现有气溶胶质量浓度校准方法过于复杂，标准校准仪器精度低等不足，提出一种气溶胶质量浓度的优化标定方法，能够精准地获得取样气溶胶的质量浓度，适用于粒径谱仪等相关气溶胶测量仪器质量浓度的校准。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种气溶胶质量浓度的优化标定方法，通过多级洗气装置将经过待校准粒径谱仪传感器的NaCl颗粒溶解于蒸馏水后，再通过分析水洗液中Na⁺浓度，精准获得取样气溶胶中NaCl颗粒总质量，根据取样流量、清洗液总体积和测试时间得到的取样气溶胶质量浓度作为校准标准值，并与粒径谱仪的测量值对比后，得到测量误差。

所述的多级洗气装置包括：设置于待校准粒径谱仪传感器输出端的若干串联且内含蒸馏水的洗气瓶及其连接管；

所述的水洗液是指：多级洗气装置中的清洗液，采用容量瓶定容，测量精度±0.1％。

所述的校准标准值其中：和M_Nacl分别为Na⁺和NaCl的摩尔质量，Δt为取样时间，V为水洗液的体积，Q_取为待校准粒径谱仪传感器的取样流量，C_Na+为水洗液的Na⁺浓度。

所述的水洗液的Na⁺浓度，通过钠度计测量得到，其测量精度小于±1％。

所述的测量误差其中：C_ops为待校准粒径谱仪传感器的测量值，C_s为校准标准值。

技术效果

与现有技术(校准规范)相比，直接测量经过粒径谱仪传感器的气溶胶总质量，避免了校准规范中待校准仪器和标准仪器各自取样引入的误差，即两处取样无法做到完全相同，如取样口气溶胶差异和取样流量差异等。另一方面，通过洗气和清洗管线后分析Na⁺浓度的方式，获得的气溶胶质量浓度标准值精度要远高于标准仪器(PM2.5质量浓度测量仪，±10％)的测量精度。

附图说明

图1为气溶胶质量浓度校准系统示意图；

图2为洗气瓶水洗口结构示意图；