CN109211743A - 气溶胶静电计及气溶胶测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气溶胶静电计及气溶胶测量方法，包括气溶胶法拉第杯、微小电流测量仪器、屏蔽箱、气路系统、恒压电源、标准电阻及控制系统；气溶胶法拉第杯包括：内层不锈钢壳体、外层不锈钢壳体、探针、导电玻璃纤维HEPA和特氟龙绝缘体；气溶胶入口与内壳相连与外壳绝缘，入口下方是高效空气过滤器。本发明的高准确度气溶胶静电计配有三通型的同轴电缆信号输入/输出端，在有/无电流载体模式下开展气溶胶颗粒的准确测量；实现测量结果的溯源性和可靠性；流量连续可调，满足不同条件下气溶胶颗粒测量及对不同流量凝结核粒子计数器的量值传递；大电流载体、信号电流及背景电流稳定性好，无明显变化趋势，数据波动引入的不确定度优于0.5％。
Description
技术领域
本发明涉及一种气溶胶测量装置，具体的说，是涉及一种气溶胶静电计。
背景技术
自工业革命以来，由于煤炭、石油等化石燃料的过度使用，一系列的问题随之产生。其中大气气溶胶备受关注。根据组成成分的不同，气溶胶可大致分为燃烧型、矿物型以及生物型三种。从危害来看，大气气溶胶降低空气质量，引发全球气候问题，对人类健康造成重大影响。因此大气气溶胶不可避免地成为当前环境问题中的热点。
目前，大气气溶胶的检测主要包括粒径的测量、化学成分的检测及数量浓度的测量等，其中的数量浓度是评价空气质量的主要标准，其在环境、气象、机动车排放和洁净领域中应用广泛。
气溶胶静电计是测量气溶胶数量浓度的主要仪器，由于该仪器的测量结果可溯源至电流，且不同粒径范围内的颗粒计数效率恒定等技术优势，成为国际公认的颗粒计数(数量浓度)最高标准。凝结核粒子计数器和尘埃粒子计数器等气溶胶浓度测量仪器的测量结果均需溯源至气溶胶静电计。
近几年国际上包括中国、美国、日本等国家计量院开展了气溶胶静电计的校准研究，为汽车尾气中和洁净间中颗粒浓度的准确测量提供了技术支撑。气溶胶静电计测量的原始信号为fA级(10-15A)电流，目前国际上通用的校准方法就是将仪器接入到一个恒定电流电路中，通过与标准电流的比较，实现对气溶胶静电计响应电流的校准。然而由于fA级电流计量标准的缺失，且在对商用气溶胶静电计校准时不易实现电路的稳固连接，从而造成电容耦合、泄露电流、偏置电流等干扰，使得校准结果的可靠性、重复性和不确定度变差。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种高准确度、高稳定性气溶胶静电计，并提供一种对其响应电流进行校准的方法，实现测量结果的溯源性和可靠性的气溶胶静电计。
本发明所采取的技术方案是：
一种气溶胶静电计，包括：
气溶胶法拉第杯、微小电流测量仪器、屏蔽箱、气路系统(质量流量控制器和恒流采样泵)、恒压电源、标准电阻及控制系统；
气溶胶法拉第杯包括：内层不锈钢壳体(内壳)、外层不锈钢壳体(外壳)、探针、导电玻璃纤维HEPA和特氟龙绝缘体；
气溶胶入口与内壳相连与外壳绝缘，入口下方是高效空气过滤器(外围直径为2cm的环形导电玻璃纤维HEPA)，高效空气过滤器密封于法拉第铝制壳体中，且法拉第铝制壳体与内壳通过螺栓相连接。
内壳和外壳通过特氟龙涂层固定和绝缘；
在内壳边缘接有一探针，该探针与标准BNC接头连接；标准BNC接头与三通型的同轴电缆信号输入/输出端连接，用于将电荷传导至微小电流测量设备的远端前置放大器；在形成可测量电流的同时，减少噪声和提高阻抗；
屏蔽箱包括主体骨架，主体骨架为钢网，钢网外衬完整的铝皮；钢网外侧用完整的铝皮包裹，在屏蔽箱的顶端中部为风扇；
屏蔽箱是放置在恒温实验室内；
质量流量控制器和恒流采样泵构成样品采集及流量控制系统，其中流量控制范围为(0-2)L/min，每一设定点的流量控制准确度优于0.5％，流量控制器和恒流采样泵连接于法拉第杯的气溶胶出口处；
通过调节标准电压源的输出电压，和标准电阻一起可形成一定大小的加载电流；
气溶胶静电计实现对fA级电流的高灵敏度响应，测量分辨力为0.01fA；
在仪器运行的150min时间内，大电流载体、信号电流及背景电流稳定性好，无明显变化趋势，在(5～100)fA级响应电流范围内(对应颗粒数量浓度约为1800个/cm3～37000个/cm3)数据波动引入的不确定度优于0.5％。
所述微小电流测量仪器选用KEITHLEY 6430亚飞安表。
所述屏蔽箱尺寸为(70×50×40)cm；该屏蔽箱以钢网为骨架，外衬完整的铝皮。表面配有两个直径为6mm、与箱体绝缘的气溶胶出入口。
所述在屏蔽箱上方装有一个小型风扇，通过与恒温实验室的空气热交换，将屏蔽箱内温度波动控制在±1.0℃范围内。
所述控制系统为Labview软件编制的程序，通过串口线将仪器与电脑连接，实现对KEITHLEY 6430和流量的数据采集和控制，采集频率优于1s。
所述法拉第杯的气溶胶出入口直径均为6mm。
为尽量降低外界电磁、静电等干扰，本发明中设计加工了尺寸为(70×50×40)cm(长×宽×高)、具有密封结构的屏蔽箱。该屏蔽箱以钢网为骨架，外衬完整的铝皮。表面配有两个直径为10mm、与箱体绝缘的气溶胶出入口。
同时为了削弱温度漂移的影响，在屏蔽箱上方装有一个小型风扇，通过与恒温实验室的空气热交换，可将屏蔽箱内温度波动控制在±1.0℃范围内。
采用Labview软件编制了KEITHLEY 6430和流量的数据采集和控制程序，采集频率优于1s，通过串口线将仪器与电脑相连接。
屏蔽箱包括主体骨架，主体骨架为钢网，钢网外衬完整的铝皮；钢网外侧用完整的铝皮包裹；
气路系统包括：流量控制器和恒流采样泵构成，其中流量控制范围为(0-2)L/min，每一设定点的流量控制准确度优于0.5％。
控制系统为Labview软件编制的程序，通过串口线将仪器与电脑连接，实现对KEITHLEY 6430和流量的数据采集和控制。
该装置配有三通型的同轴电缆信号输入/输出端，可在有/无电流载体模式下开展气溶胶颗粒的准确测量；与此同时，在≥1000fA和<100fA范围内通过对仪器的响应电流的准确校准，实现测量结果的溯源性和可靠性。该装置的流量可连续调整，满足不同条件下气溶胶颗粒测量及对不同流量凝结核粒子计数器的量值传递。
一种气溶胶静电计的气溶胶测量方法，包括如下步骤：
气溶胶静电计响应电流的校准：
气溶胶静电计的颗粒数量浓度的测量准确值与仪器的电流响应成正比，如公式1所示。
C为颗粒数量浓度，单位counts/cm3；q为电量，单位C；t为采样时间，单位s；Q为采样流量，单位cm3/s；Ii和I0分别为响应电流和背景电流，ΔI为响应电流差，单位A；e为电子电量，量值1.6×10-19C。
气溶胶静电计中置配有三通型的同轴电缆信号输入/输出端，使得气溶胶静电计可在有/无电流载体两种模式下运行和测量；
为保证仪器在此两种模式下的测量可靠性，
建立了有/无电流载体模式下仪器响应电流的校准方法；
有电流载体下fA级电流响应的校准：
首先加载一个输入电流I0(约1060fA)，使得亚飞安表的电流响应I1可在(1000～1500)fA范围内变化，保证气溶胶测量结果的溯源性；
待仪器稳定后，重新加载一个输入电流Is(Is>I0)，待仪器稳定后，记录亚飞安表的电流响应I2；
采用线性拟合技术，建立(I2-I1)与(Is-I0)的线性回归方程；
以表1中(Is-I0)的值为横坐标，(I2-I1)的值为纵坐标，得到5个带有坐标的散点，用excel拟合成一条函数为y＝kx+b的直线。
通常气溶胶静电计的测量结果为一定体积内的颗粒数量浓度，由于被测对象为非均一相，且具有不连续等特性，因此测量过程需保持一定的时间(如大于1min)以保证采样代表性；
校准中的电流响应值I1和I2均为1min的平均值；
在校准过程中，电流I0和Is是通过标准电压源和标准电阻(10TΩ)产生的，量值具有很好的溯源性。
通过对亚飞安表的fA级电流响应差(I2-I1)与标准输入电流差(Is-I0)的比较，实现对气溶胶静电计大电流载体下fA级电流响应的校准。
表1大电流载体下fA级电流响应的校准数据
| 校准点 | I<sub>s</sub>/fA | I<sub>0</sub>/fA | I<sub>2</sub>/fA | I<sub>1</sub>/fA | I<sub>s</sub>-I<sub>0</sub>/fA | I<sub>2</sub>-I<sub>1</sub>/fA |
| 1 | 1060 | 1050 | 1076.55 | 1066.50 | 10 | 10.05 |
| 2 | 1065 | 1050 | 1081.52 | 1066.43 | 15 | 15.09 |
| 3 | 1070 | 1050 | 1086.39 | 1066.57 | 20 | 19.82 |
| 4 | 1100 | 1050 | 1116.34 | 1066.38 | 50 | 49.96 |
| 5 | 1150 | 1050 | 1166.54 | 1066.58 | 100 | 99.96 |
fA级电流响应的直接校准：
校准过程如下：开启仪器待其稳定后，记录背景电流I1；
之后加载一个输入电流Is，待仪器稳定后，记录亚飞安表的电流响应I2；
校准中的电流响应值I1和I2均为1min的平均值；
另外在此校准过程中，电流Is是通过标准直流电压源和标准高值电阻(10TΩ)产生的，量值具有很好的溯源性；
通过对亚飞安表的fA级电流响应差(I2-I1)与标准输入电流Is的比较，实现对气溶胶静电计fA级电流响应的校准，结果见表2和图6。
无电流载体下fA级电流响应的直接校准：待仪器稳定后记录仪器的背景测量值I1，之后加载一个输入电流Is，待仪器稳定后记录亚飞安表的电流响应I2；
采用线性拟合技术，建立(I2-I1)与Is的线性回归方程，实现对fA级电流响应的直接校准。
本发明相对现有技术的有益效果：
本发明气溶胶静电计，本发明设计的高准确度气溶胶静电计配有三通型的同轴电缆信号输入/输出端，可在有/无电流载体模式下开展气溶胶颗粒的准确测量；与此同时，在≥1000fA和<100fA范围内通过对仪器的响应电流的准确校准，实现测量结果的溯源性和可靠性。该装置的流量连续可调，满足不同条件下气溶胶颗粒测量及对不同流量凝结核粒子计数器的量值传递。在仪器连续运行的150min时间内，大电流载体、信号电流及背景电流稳定性好，无明显变化趋势，数据波动引入的不确定度优于0.5％。
附图说明
图1为实施例中法拉第杯示意图；
图2为实施例中气溶胶静电计的结构示意图；
图3为实施例中大电流载体的稳定性示意图；
图4为实施例中背景电流和信号电流的稳定性示意图；
图5为实施例中fA级电流响应校准过程示意图；
图6为实施例中有电流载体下电流响应的校准图；
图7为实施例中无电流载体下电流响应的校准图。
附图中主要部件符号说明：
图1中：
1——气溶胶入口
2——导电玻璃纤维HEPA
3——法拉第铝制壳体
4——内层不锈钢壳体(内壳)
5——气溶胶出口(连接质量流量控制器和恒流采样泵)
6、10、13——特氟龙绝缘体
7——探针
8——BNC接头
9——三通型同轴电缆
11——外层不锈钢壳体(外壳)
12——螺栓
图2中：
1——气溶胶入口
5——气溶胶出口
9——三通型同轴电缆
14——散热风扇
15——标准电阻
16——法拉第杯
17——质量流量控制器
18——恒流采样泵
19——前置放大器
20——屏蔽箱
21——微小电流测量仪器(KEITHLEY6430亚飞安表)
22——显示器
23——标准电压源。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：
附图1-7可知，一种气溶胶静电计，包括：
气溶胶法拉第杯16、微小电流测量仪器21、屏蔽箱20、气路系统(质量流量控制器17和恒流采样泵18)、恒压电源23、标准电阻15及控制系统；
气溶胶法拉第杯16包括：内层不锈钢壳体4(内壳)、外层不锈钢壳体11(外壳)、探针7、导电玻璃纤维HEPA2和特氟龙绝缘体6、10、13；
气溶胶入口1与内层不锈钢壳体4相连与外层不锈钢壳体11绝缘，气溶胶入口1下方是高效空气过滤器(外围直径为2cm的环形导电玻璃纤维HEPA)，高效空气过滤器密封于法拉第铝制壳体3中，且法拉第铝制壳体与内壳通过螺栓相连接。
内壳和外壳通过特氟龙涂层固定和绝缘；
在内壳边缘接有一探针7，该探针与标准BNC接头8连接；标准BNC接头8与三通型的同轴电缆9信号输入/输出端连接，用于将电荷传导至微小电流测量设备的远端前置放大器19；在形成可测量电流的同时，减少噪声和提高阻抗；
屏蔽箱包括主体骨架，主体骨架为钢网，钢网外衬完整的铝皮；钢网外侧用完整的铝皮包裹，在屏蔽箱的顶端中部为风扇；
屏蔽箱是放置在恒温实验室内；
质量流量控制器和恒流采样泵构成样品采集及流量控制系统，其中流量控制范围为(0-2)L/min，每一设定点的流量控制准确度优于0.5％，流量控制器和恒流采样泵连接于法拉第杯的气溶胶出口5处；
通过调节标准电压源的输出电压，和标准电阻一起可形成一定大小的加载电流；
气溶胶静电计实现对fA级电流的高灵敏度响应，测量分辨力为0.01fA；
在仪器运行的150min时间内，大电流载体、信号电流及背景电流稳定性好，无明显变化趋势，在(5～100)fA级响应电流范围内(对应颗粒数量浓度约为1800个/cm3～37000个/cm3)数据波动引入的不确定度优于0.5％，
所述微小电流测量仪器选用KEITHLEY 6430亚飞安表。
所述屏蔽箱尺寸为70×50×40cm；该屏蔽箱以钢网为骨架，外衬完整的铝皮。表面配有两个直径为6mm、与箱体绝缘的气溶胶出入口。
所述在屏蔽箱上方装有一个小型风扇，通过与恒温实验室的空气热交换，将屏蔽箱内温度波动控制在±1.0℃范围内。
所述控制系统为Labview软件编制的程序，通过串口线将仪器与电脑连接，实现对KEITHLEY 6430和流量的数据采集和控制，采集频率优于1s。
所述法拉第杯的气溶胶出入口直径均为6mm。
为尽量降低外界电磁、静电等干扰，本发明中设计加工了尺寸为70×50×40cm(长×宽×高)、具有密封结构的屏蔽箱。该屏蔽箱以钢网为骨架，外衬完整的铝皮。表面配有两个直径为10mm、与箱体绝缘的气溶胶出入口。
同时为了削弱温度漂移的影响，在屏蔽箱上方装有一个小型风扇，通过与恒温实验室的空气热交换，可将屏蔽箱内温度波动控制在±1.0℃范围内。
采用Labview软件编制了KEITHLEY 6430和流量的数据采集和控制程序，采集频率优于1s，通过串口线将仪器与电脑相连接。
屏蔽箱包括主体骨架，主体骨架为钢网，钢网外衬完整的铝皮；钢网外侧用完整的铝皮包裹；
气路系统包括：流量控制器和恒流采样泵构成，其中流量控制范围为(0-2)L/min，每一设定点的流量控制准确度优于0.5％。
控制系统为Labview软件编制的程序，通过串口线将仪器与电脑连接，仪器通过串口线与电脑连接，实现对KEITHLEY 6430和流量的数据采集和控制。
该装置配有三通型的同轴电缆信号输入/输出端，可在有/无电流载体模式下开展气溶胶颗粒的准确测量；与此同时，在≥1000fA和<100fA范围内通过对仪器的响应电流的准确校准，实现测量结果的溯源性和可靠性。该装置的流量可连续调整，满足不同条件下气溶胶颗粒测量及对不同流量凝结核粒子计数器的量值传递。
一种气溶胶静电计的气溶胶测量方法，包括如下步骤：
气溶胶静电计响应电流的校准：
气溶胶静电计的颗粒数量浓度的测量准确值与仪器的电流响应成正比，如公式1所示。
C为颗粒数量浓度，单位counts/cm3；q为电量，单位C；t为采样时间，单位s；Q为采样流量，单位cm3/s；Ii和I0分别为响应电流和背景电流，ΔI为响应电流差，单位A；e为电子电量，量值1.6×10-19C。
气溶胶静电计中置配有三通型的同轴电缆信号输入/输出端，使得气溶胶静电计可在有/无电流载体两种模式下运行和测量；
为保证仪器在此两种模式下的测量可靠性，
建立了有/无电流载体模式下仪器响应电流的校准方法；
有电流载体下fA级电流响应的校准：
首先加载一个输入电流I0(约1060fA)，使得亚飞安表的电流响应I1可在(1000～1500)fA范围内变化，保证气溶胶测量结果的溯源性；
待仪器稳定后，重新加载一个输入电流Is(Is>I0)，待仪器稳定后，记录亚飞安表的电流响应I2；
采用线性拟合技术，建立(I2-I1)与(Is-I0)的线性回归方程；
以表1中(Is-I0)的值为横坐标，(I2-I1)的值为纵坐标，得到5个带有坐标的散点，用excel拟合成一条函数为y＝kx+b的直线，直线如图6所示。
通常气溶胶静电计的测量结果为一定体积内的颗粒数量浓度，由于被测对象为非均一相，且具有不连续等特性，因此测量过程需保持一定的时间(如大于1min)以保证采样代表性；
校准中的电流响应值I1和I2均为1min的平均值；
在校准过程中，电流I0和Is是通过标准电压源和标准电阻(10TΩ)产生的，量值具有很好的溯源性。
通过对亚飞安表的fA级电流响应差(I2-I1)与标准输入电流差(Is-I0)的比较，实现对气溶胶静电计大电流载体下fA级电流响应的校准；结果见表1和图6。
表1大电流载体下fA级电流响应的校准数据
| 校准点 | I<sub>s</sub>/fA | I<sub>0</sub>/fA | I<sub>2</sub>/fA | I<sub>1</sub>/fA | I<sub>s</sub>-I<sub>0</sub>/fA | I<sub>2</sub>-I<sub>1</sub>/fA |
| 1 | 1060 | 1050 | 1076.55 | 1066.50 | 10 | 10.05 |
| 2 | 1065 | 1050 | 1081.52 | 1066.43 | 15 | 15.09 |
| 3 | 1070 | 1050 | 1086.39 | 1066.57 | 20 | 19.82 |
| 4 | 1100 | 1050 | 1116.34 | 1066.38 | 50 | 49.96 |
| 5 | 1150 | 1050 | 1166.54 | 1066.58 | 100 | 99.96 |
fA级电流响应的直接校准：
校准过程如下(参见图5b)：开启仪器待其稳定后，记录背景电流I1；
之后加载一个输入电流Is，待仪器稳定后，记录亚飞安表的电流响应I2；
校准中的电流响应值I1和I2均为1min的平均值；
另外在此校准过程中，电流Is是通过标准直流电压源和标准高值电阻(10TΩ)产生的，量值具有很好的溯源性；
通过对亚飞安表的fA级电流响应差(I2-I1)与标准输入电流Is的比较，实现对气溶胶静电计fA级电流响应的校准，结果见表2和图6。
无电流载体下fA级电流响应的直接校准：待仪器稳定后记录仪器的背景测量值I1，之后加载一个输入电流Is，待仪器稳定后记录亚飞安表的电流响应I2；
采用线性拟合技术，建立(I2-I1)与Is的线性回归方程，实现对fA级电流响应的直接校准。
实现对气溶胶静电计大电流载体下fA级电流响应的校准。
本发明相对现有技术的有益效果：
本发明气溶胶静电计，本发明设计的高准确度气溶胶静电计配有三通型的同轴电缆信号输入/输出端，可在有/无电流载体模式下开展气溶胶颗粒的准确测量；与此同时，在≥1000fA和<100fA范围内通过对仪器的响应电流的准确校准，实现测量结果的溯源性和可靠性。该装置的流量连续可调，满足不同条件下气溶胶颗粒测量及对不同流量凝结核粒子计数器的量值传递。在仪器连续运行的150min时间内，大电流载体、信号电流及背景电流稳定性好，无明显变化趋势，数据波动引入的不确定度优于0.5％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围内。
Claims (7)
1.一种气溶胶静电计，其特征在于，包括：
气溶胶法拉第杯、微小电流测量仪器、屏蔽箱、气路系统、恒压电源、标准电阻及控制系统；
气溶胶法拉第杯包括：内层不锈钢壳体、外层不锈钢壳体、探针、导电玻璃纤维HEPA和特氟龙绝缘体；
气溶胶入口与内壳相连与外壳绝缘，入口下方是高效空气过滤器(外围直径为2cm的环形导电玻璃纤维HEPA)，高效空气过滤器密封于法拉第铝制壳体中，且法拉第铝制壳体与内壳通过螺栓相连接。
内壳和外壳通过特氟龙涂层固定和绝缘；
在内壳边缘接有一探针，该探针与标准BNC接头连接；标准BNC接头与三通型的同轴电缆信号输入/输出端连接，用于将电荷传导至微小电流测量设备的远端前置放大器；
屏蔽箱包括主体骨架，主体骨架为钢网，钢网外衬完整的铝皮；钢网外侧用完整的铝皮包裹，在屏蔽箱的顶端中部为风扇；
屏蔽箱是放置在恒温实验室内；
质量流量控制器和恒流采样泵构成样品采集及流量控制系统，其中流量控制范围为(0-2)L/min，每一设定点的流量控制准确度优于0.5％，流量控制器和恒流采样泵连接于法拉第杯的气溶胶出口处；
通过调节标准电压源的输出电压，和标准电阻一起可形成一定大小的加载电流；
气溶胶静电计实现对fA级电流的高灵敏度响应，测量分辨力为0.01fA；
在仪器运行的150min时间内，大电流载体、信号电流及背景电流稳定性好，无明显变化趋势，在(5～100)fA级响应电流范围内(对应颗粒数量浓度约为1800个/cm3～37000个/cm3)数据波动引入的不确定度优于0.5％。
2.根据权利要求1所述气溶胶静电计，其特征在于：所述微小电流测量仪器选用KEITHLEY 6430亚飞安表。
3.根据权利要求1所述气溶胶静电计，其特征在于：所述屏蔽箱尺寸为70×50×40cm；该屏蔽箱以钢网为骨架，外衬完整的铝皮。表面配有两个直径为6mm、与箱体绝缘的气溶胶出入口。
4.根据权利要求1所述气溶胶静电计，其特征在于：所述在屏蔽箱上方装有一个小型风扇，通过与恒温实验室的空气热交换，将屏蔽箱内温度波动控制在±1.0℃范围内。
5.根据权利要求1所述气溶胶静电计，其特征在于：所述控制系统为Labview软件编制的程序，通过串口线将仪器与电脑连接，实现对KEITHLEY 6430和流量的数据采集和控制，采集频率优于1s。
6.根据权利要求1所述气溶胶静电计，其特征在于：所述法拉第杯的气溶胶出入口直径均为6mm。
7.一种权利要求1-6任意一项所述气溶胶静电计的气溶胶测量方法，包括如下步骤：
气溶胶静电计响应电流的校准：
气溶胶静电计的颗粒数量浓度的测量准确值与仪器的电流响应成正比，如公式1所示。
C为颗粒数量浓度，单位counts/cm3；q为电量，单位C；t为采样时间，单位s；Q为采样流量，单位cm3/s；Ii和I0分别为响应电流和背景电流，ΔI为响应电流差，单位A；e为电子电量，量值1.6×10-19C；
气溶胶静电计中置配有三通型的同轴电缆信号输入/输出端，使得气溶胶静电计可在有/无电流载体两种模式下运行和测量；
为保证仪器在此两种模式下的测量可靠性，
建立了有/无电流载体模式下仪器响应电流的校准方法；
有电流载体下fA级电流响应的校准：
首先加载一个输入电流I0，使得亚飞安表的电流响应I1在1000～1500fA范围内变化，保证气溶胶测量结果的溯源性；
待仪器稳定后，重新加载一个输入电流Is(Is>I0)，待仪器稳定后，记录亚飞安表的电流响应I2；
采用线性拟合技术，建立(I2-I1)与(Is-I0)的线性回归方程；
以表1中(Is-I0)的值为横坐标，(I2-I1)的值为纵坐标，得到5个带有坐标的散点，用excel拟合成一条函数为y＝kx+b的直线。
气溶胶静电计的测量结果为一定体积内的颗粒数量浓度，由于被测对象为非均一相，且具有不连续等特性，因此测量过程需保持一定的时间以保证采样代表性；
校准中的电流响应值I1和I2均为1min的平均值；
在校准过程中，电流I0和Is是通过标准电压源和标准电阻产生的，量值具有很好的溯源性；
通过对亚飞安表的fA级电流响应差(I2-I1)与标准输入电流差(Is-I0)的比较，实现对气溶胶静电计大电流载体下fA级电流响应的校准。
表1 大电流载体下fA级电流响应的校准数据
fA级电流响应的直接校准：
校准过程如下：开启仪器待其稳定后，记录背景电流I1；
之后加载一个输入电流Is，待仪器稳定后，记录亚飞安表的电流响应I2；
校准中的电流响应值I1和I2均为1min的平均值；
另外在此校准过程中，电流Is是通过标准直流电压源和标准高值电阻产生的，量值具有很好的溯源性；
通过对亚飞安表的fA级电流响应差(I2-I1)与标准输入电流Is的比较，实现对气溶胶静电计fA级电流响应的校准；
无电流载体下fA级电流响应的直接校准：待仪器稳定后记录仪器的背景测量值I1，之后加载一个输入电流Is，待仪器稳定后记录亚飞安表的电流响应I2；
采用线性拟合技术，建立(I2-I1)与Is的线性回归方程，实现对fA级电流响应的直接校准。
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|---|---|---|---|---|
| CN110926888A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-03-27 | 武汉羽芒智能科技有限公司 | 一种可适应低温环境的恒温恒流连续自动空气采样器 |
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