实验方法及关键参数校准

方法整体实施思路如图1所示，首先对试验中应用到的纯水和洁净空气进行测试，确保其中的杂质不影响系统生产单分散颗粒物测试气溶胶；其次需要对测试过程中的关键参数进行测试和约束，以满足切割器测试的需求，如流量参数校准为16.67 L/min，保障切割器正确工作，同时需要对装置上下游的一致性进行测试，排除系统不对称对切割器测试的影响；最后需要采用标准切割器进行测试，通过验证其测试结果，进而对装置切割特性测试的可行性进行验证。

通过切割器的流量是切割器切割特性测试装置的关键参数之一。从切割器的定义可以看出，流量和切割粒径是切割器的关键参数，两者紧密相关，也可以说在切割器固定的结构下，切割器的流量决定了切割器粒径（Da50）[3]。所以在测试开始，需要对通过切割器的流量进行校准。

在装置中，16.67 L/min下的PM2.5切割器的流量由其下游的两个装置保障，一个是光散射粒径谱仪，其采样提供3 L/min的采样流量，其次是泵和质量流量控制器联合控制采样流量在13.67 L/min。所以在流量的校准中要针对光散射粒径谱仪和泵流量进行校准，采用精度为1.0级的标准流量校准装置，每个流量点校准6次，校准结果如表1所示。
在捕集效率的测试中，采用的是光学粒径谱仪LAP322，其测试的颗粒物粒径和空气动力学粒径有所差别。测试中所采用的颗粒物标准物质为中国计量科学研究院研制的PM2.5 监测仪检测用标准物质（GBW13642～GBW13649），其粒径属于空气动力学粒径。捕集效率的测试是以颗粒的空气动力学粒径为基础的，虽然采用标准物质可以反映出测试的空气动力学粒径，但为了在实际的测试中正确统计出所测粒径的颗粒物的数目，需要首先采用颗粒物标准物质对粒径谱仪测试所需的8个统计粒径进行校准。

在采用颗粒物标准物质对粒径谱仪进行校准的过程中，由于粒径的统计是采用步阶较小的分段统计，单个粒径的单分散颗粒物反映在粒径谱仪检测上可能是若干个测量峰值的叠加，如何正确判断当前待测颗粒的统计特性非常重要。本试验采用粒径谱仪上峰值位置对应的粒径为测量标准物质的空气动力学粒径，经测试，在每个粒径下进行3次测量的基础上，其峰值位置保持稳定，可以作为粒径的评测基础。