機動車尾氣顆粒數量（PN）分析儀的法規技術要求與全係列產品解決方案

 1. 機動車尾氣PN分析儀(yi) 的法規技術要求

與(yu) 粗顆粒（PM10）和細顆粒（PM2.5）相比，超細顆粒（PM0.1；動力學粒徑<0.1μm）在肺部的沉積分數更高、穿透程度更深、滯留率更高，因此越來越受到公共衛生界的關(guan) 注。機動車發動機尾氣已被確認為(wei) 環境超細顆粒排放的主要來源。機動車發動機尾氣排放中超細顆粒的質量占比太小，顆粒質量濃度難以體(ti) 現超細顆粒排放水平，因而數量濃度是更好的量化指標（如圖1所示）。

圖1 柴油發動機尾氣排放中顆粒數量濃度（藍色）和顆粒質量濃度（紅色）的粒徑分布曲線（Zhang et al 2014）

為(wei) 了控製機動車尾氣的超細顆粒排放，歐盟於(yu) 2011年將顆粒計數法納入到了新生產(chan) 機動車排放法規體(ti) 係（Euro 5b輕型車排放標準）。隨後，顆粒計數法在歐盟新生產(chan) 機動車排放法規體(ti) 係中得到了全麵和深入的發展，適用範圍覆蓋了輕型車和重型車，試驗方法擴展為(wei) 台架典型工況和實際道路行駛，2024 年 5 月 8 日發布的Euro 7標準中還將PN計數的粒徑範圍從(cong) ＞23nm升級為(wei) ＞10nm。為(wei) 了同步管控機動車在用周期內(nei) 的超細顆粒排放，歐盟委員會(hui) 2023年3月20日發布了《裝備壓燃式發動機的車輛定期技術檢驗中顆粒數量測量的建議》，用於(yu) 協調整個(ge) 歐盟範圍內(nei) 有關(guan) 在用柴油車尾氣排放顆粒數量檢測的相關(guan) 要求。

表1 歐盟和中國現行機動車尾氣排放標準的分類及PN限值

表1提供了歐盟現行機動車尾氣排放標準的分類及PN限值，在新生產(chan) 機動車排放標準的台架典型工況和實際道路行駛以及在用機動車排放標準的怠速工況三種試驗方法中需要使用不同類型的PN分析儀(yi) ，分別為(wei) PMP-PN分析儀(yi) 、PEMS-PN分析儀(yi) 和PTI-PN分析儀(yi) 。根據標準中的技術要求，三種類型PN分析儀(yi) 的係統結構是相似的（圖2），主要由采樣裝置、預處理單元和顆粒計數器串聯組成；主要技術指標項目也具有相似性，對揮發性顆粒物去除效率、計數效率和線性度均有相應要求（表2）。基於(yu) 應用需求的差異，設備小型化等級順序為(wei) PTI-PN＞PEMS-PN＞PMP-PN，設備精度等級順序為(wei) PMP-PN＞PEMS-PN＞PTI-PN。

圖2 PMP-PN、PEMS-PN和PTI-PN分析儀(yi) 的係統結構（虛線或虛線框指示可選部件；紅色指示加熱部件）

2. 

表2 PMP-PN、PEMS-PN和PTI-PN分析儀(yi) 的主要技術要求

2.機動車尾氣PN分析儀(yi) 的國內(nei) 市場需求與(yu) 痛點

我國是全球機動車產(chan) 銷第一大國，移動源汙染已成為(wei) 空氣汙染的重要來源，是造成我國大中城市顆粒物汙染的重要原因。為(wei) 了控製機動車尾氣超細顆粒排放，顆粒計數法已經被全麵引入到我國的新生產(chan) 機動車排放法規體(ti) 係（表1）。此外，將顆粒計數法引入到我國在用機動車排放法規體(ti) 係也亟需盡快推行。

在排放標準指引下，我國眾(zhong) 多機動車製造企業(ye) 以及環保檢測機構都需要使用與(yu) 符合排放標準技術要求的排放測試設備來開展排放檢測試驗。由於(yu) 在機動車排放法規體(ti) 係中顆粒計數法正處於(yu) 快速發展階段，當前對機動車尾氣PN分析儀(yi) 的市場需求量較大且呈現上升趨勢。然而，機動車尾氣PN分析儀(yi) 為(wei) 精密儀(yi) 器，研製難度較大，國內(nei) 研發較為(wei) 滯後，國內(nei) 市場正在被進口品牌產(chan) 品全麵占據。進口品牌PN分析儀(yi) 是無法滿足國內(nei) 廣大用戶應用需求的，主要體(ti) 現在：1）PN分析儀(yi) 作為(wei) 機動車排放測試中的關(guan) 鍵精密儀(yi) 器，急需突破全麵依賴進口的“卡脖子"難題；2）進口設備采購及使用成本較高，大多數國內(nei) 用戶難以承擔；3）PN分析儀(yi) 的校準程序十分複雜，往往需要返回原廠進行維護維修及定期校準，進口設備返廠需要耗費較長時間，從(cong) 而會(hui) 嚴(yan) 重降低設備有效利用率。因此，加強國內(nei) 研發投入，盡快開發出符合法規技術要求的國產(chan) PN分析儀(yi) 是解決(jue) 當前供需矛盾的重要途徑。

3. 機動車尾氣PN分析儀(yi) 的全係列產(chan) 品解決(jue) 方案

米兰电玩娱乐（以下簡稱“四方儀(yi) 器“）近二十年來長期致力於(yu) 研發機動車尾氣排放檢測核心傳(chuan) 感技術及係統裝備，成功推出了一係列的排放檢測設備係統解決(jue) 方案，廣泛應用於(yu) 在用車及新生產(chan) 車法規排放測試，主要用戶包括科研機構、環保檢測機構及輕型車、重型車、非道路移動機械、摩托車和發動機製造企業(ye) 等。

為(wei) 了響應機動車排放標準中的顆粒計數測量需求，四方儀(yi) 器依托氣體(ti) 傳(chuan) 感技術研發平台基礎優(you) 勢，專(zhuan) 項重點投入研發資源，成功自主研製了凝結核粒子計數器法（CPC）和擴散荷電法（DC）顆粒計數傳(chuan) 感器模組，並在此基礎上全麵推出了機動車尾氣PMP-PN、PEMS-PN和PTI-PN分析儀(yi) 。 

四方儀(yi) 器的機動車尾氣PMP-PN、PEMS-PN和PTI-PN分析儀(yi) 與(yu) 相關(guan) 設備配套形成了分別應對新生產(chan) 機動車排放標準台架典型工況和實際道路行駛及在用機動車排放標準怠速工況三種試驗方法的三套專(zhuan) 用係統解決(jue) 方案：

（1）PMP-PN分析儀(yi) （產(chan) 品名稱為(wei) 顆粒數量分析係統）與(yu) 發動機排放測試係統、激光光譜排放分析係統和全流稀釋定容采樣係統等組合形成新一代實驗室排放測試係統解決(jue) 方案，適用標準包括Euro 7、國6/VI以及未來國七等。

（2）PEMS-PN分析儀(yi) 與(yu) PEMS-THC/CH4分析儀(yi) 、PEMS-NH3/N2O分析儀(yi) 和PEMS主機係統組合形成新一代實際道路行駛排放測試解決(jue) 方案，適用標準包括Euro 7、國6/VI以及未來國七等。

（3）PTI-PN分析儀(yi) （產(chan) 品名稱為(wei) 便攜式PN分析儀(yi) ）與(yu) PTI-NOx分析儀(yi) 組合形成新一代在用柴油車尾氣排放定期技術檢查解決(jue) 方案，適用標準包括EU 2023/688及未來的中國PTI-PN標準。