机动车超细固体颗粒排放管控日趋严格，传统CPC基准系统体积大、依赖外置稀释，难以满足现场快速抽检、车载RDE测试需求。来自芬兰Pegasor的PPC便携式颗粒计数器，基于扩散荷电技术，成为欧盟nPTI在用车颗粒抽检主推设备，广泛应用于道路、底盘测功机、DPF/GPF诊断等移动源SPN测量场景。

引言

随着全球机动车排放法规持续收紧，固体颗粒数量浓度（SPN/PN） 已经成为轻型车、重型发动机、非道路工程机械排放管控的核心指标。相比于传统滤纸称重的PM质量法，颗粒数量（PN）对超细颗粒更加敏感，能够快速识别DPF/GPF破损、失效带来的排放超标问题。

实验室型式认证普遍采用基于冷凝粒子计数器（CPC）的PMP基准系统，设备庞大、配套复杂，并不适合现场路检、车载道路排放测试。而Pegasor PPC（Portable Particle Counter）便携式颗粒计数器，依托PPS-G2扩散荷电逃逸电流传感技术，集成挥发性颗粒去除单元VPR，实现原始尾气直接采样，为移动源PN现场快速检测提供了新方案。

✅ Pegasor PPC：仪器原理与核心特点

本研究采用 Pegasor PPC 便携式颗粒计数器开展移动源尾气固体颗粒数浓度（SPN）测量。该仪器基于 PPS‑G2 扩散荷电逃逸电流原理，集成挥发性颗粒去除单元（VPR），可直接采集原始尾气样品，无需外置稀释系统；样品经加热蒸发去除挥发性组分后，通过电晕荷电与逃逸电流信号反演得到固体颗粒数量浓度，测量粒径覆盖 10 nm~1 μm，具备 0.2 s 快速响应能力，适合捕捉车辆冷启动、加速及 DPF 再生等瞬态排放过程。

PPC 是欧盟 nPTI 在用车颗粒抽检主推的便携式 SPN 测试设备，广泛用于底盘测功机试验、车载 PEMS 道路排放测试及颗粒后处理装置性能评估。需要注意：该设备属于间接式颗粒数测量仪器，输出 SPN 结果由标定算法换算得到，适合相对测量与排放筛查；法规仲裁测量仍采用基于冷凝粒子计数器（CPC）的 PMP 基准系统。

📌 五大移动源核心应用场景

1. nPTI 在用车监管路检/年检（核心场景）

依据欧盟Regulation (EU) 2018/858、UNECE R83/R137框架下的New Periodic Technical Inspection（nPTI），PPC用于路边、检测站现场快速抽检柴油、GDI汽油直喷车辆尾气固体颗粒数量，快速判定DPF是否破损失效、颗粒排放超标，弥补传统PM滤纸法对超细颗粒不敏感的短板。

2. 底盘测功机实验室测试

在WLTP、NEDC等标准循环下，完成轻型车、重型发动机瞬态PN排放测试；可与参考CPC冷凝粒子计数器开展比对相关性试验，评估GDI汽油机、柴油机、天然气发动机，以及DPF/GPF颗粒捕集器的颗粒排放特性。

3. RDE车载PEMS便携式道路排放测试

搭载于整车开展实际道路行驶排放试验，实时记录PN随行驶工况的动态变化，覆盖冷启动、城市道路、高速工况、DPF再生等典型场景，支撑发动机标定、后处理耐久评价。

4. DPF/GPF性能诊断与维保

快速筛查DPF破损、老化、再生失效故障；用于DPF改装件、替换件的过滤效率评估；也可用于矿山工程机械、非道路移动柴油机尾气固体颗粒在线监测，是工程机械维保EAM排放辅助维护方案常用设备。

5. 发动机燃烧基础研究

适用于低温燃烧、HCCI均质压燃、氨燃料、生物柴油、SAF可持续航空燃料等新型燃烧技术的超细颗粒排放特性研究。

⚠️ 技术边界提醒 PPC属于扩散荷电类间接PN测量设备，并非法规基准CPC。PN数值依靠标定算法反演，当颗粒形貌、粒径分布发生大幅变化时，测量不确定度会增加，定位为快速筛查与相对测量；实验室仲裁检测，仍需采用满足R137要求的CPC系统。

📖 相关文献与技术报告支撑

PPC是Pegasor PPS（Pegasor Particle Sensor）系列的新一代一体化整机，核心传感单元为PPS-G2。大量公开学术验证文献基于前代PPS/PPS-M/Mi3传感器开展，PPC则是集成VPR、整机一体化的商业化升级产品。

SAE技术论文（行业认可度最高）

1. SAE 2013-24-0167：Applicability of the Pegasor Particle Sensor to measure particle number, mass and PM emissions Lanki T, Ntziachristos L, et al. 该文献是PPS颗粒传感技术奠基研究，系统验证PPS在柴油、GDI尾气PN/PM测量性能，与ELPI、CPC开展对标，证实PPS信号和颗粒数浓度具备良好线性相关性。
2. SAE 2014-01-2832、SAE 2016-01-0991：研究PPS-M应用于RDE车载PN测试、混合动力发动机重启超细颗粒排放特征。

期刊论文

1. Monitoring Motor Vehicle PM Emissions: An Evaluation of Three Portable Low-Cost Aerosol Instruments（Atmospheric Environment / Aerosol Science & Technology，2013） 在底盘测功机上对比PPS、DustTrak、DiSC三台便携式仪器，评估机动车尾气PN/PM相关性，以及粒径、颗粒形貌带来的测量偏差。
2. PMC（2023）Effect of driving characteristics and ambient temperature on the particle emissions during engine restart of spark ignition hybrid electric vehicle 采用PPS-M车载测量混动汽油机RDE PN排放，重点研究冷启动、发动机重启阶段超细颗粒排放，同步与EEPS粒径谱仪比对。
3. PMC（2024）Emission-Assisted Maintenance for Advanced Diesel Engines and Exhaust Aftertreatment Systems in Underground Mining 采用搭载PPS内核的Pegasor Mi3监测矿山非道路柴油机SPN，对标TSI 3795 HC CPC，验证2×10³~3×10⁶ #/cm³区间SPN测量性能，面向工程机械维保场景。

JRC欧盟联合研究中心权威评估报告

EU-PEMS PM Evaluation Program（JRC64214）：早期Pegasor颗粒传感器车载PEMS PN方案评估报告，探讨喷射稀释、扩散荷电传感器在尾气SPN测量中的优势与局限性，也是欧盟nPTI技术选型重要参考资料。

原厂技术资料

Pegasor PPC产品手册（Brochure）、PPC Technical Note，包含整机技术规格、VPR单元设计、nPTI验证数据，以及和参考CPC比对结果、测量不确定度、适用工况说明。

结语

在移动源PN管控逐步从实验室认证走向在用车现场监管的趋势下，以Pegasor PPC为代表的扩散荷电式便携式SPN设备，凭借无需外置稀释、响应快、便携的特点，在路检筛查、车载RDE、后处理诊断场景拥有明显优势。

同时我们也需要客观认知：扩散荷电原理属于间接测量，和CPC基准设备存在原理差异，需要结合场景合理选用。未来随着国内在用车PN抽检、非道路机械现场排放监测需求增长，这类便携式颗粒计数设备，也将在国内排放检测领域获得更多应用与验证。

碳捕获与封存（CCS）

       碳捕获和储存技术正日益被各行各业所采用，以减少那些无法通过燃料转换或工艺变更避免的二氧化碳排放。在电力行业，碳捕获系统与现有的煤炭、天然气和生物质电厂集成，直接从锅炉和涡轮机中捕获二氧化碳。在水泥和石灰生产中，煅烧会产生不可避免的工艺排放，碳捕获是减少该行业碳足迹的唯一可行解决方案之一。同样，钢铁厂将碳捕获应用于高炉煤气，而化工行业和炼油厂则将碳捕获应用于工艺加热器和其他装置产生的高纯度二氧化碳气流和烟气。

      展望未来，碳捕获与封存 (CCS) 对于生产低碳氢能也至关重要，而低碳氢能对于航空和航运的可持续燃料至关重要。此外，碳捕获与生物能源 (BECCS) 相结合，可以实现负排放——从大气中去除二氧化碳，而不仅仅是减少新的排放。

     研发工作持续推进，旨在提升碳捕集性能并降低成本。目前的重点领域包括：优化溶剂和吸附剂、控制气溶胶和颗粒物的形成、集成系统与热回收，以及扩大技术规模以实现工业应用。随着各行各业追求脱碳和净零排放目标，碳捕集技术正成为长期气候战略的关键推动力。

Dekati CCS 气溶胶测量解决方案

气溶胶特性在碳捕获与封存 (CCS) 中至关重要，它不仅有助于了解烟气状况，还能确保工厂高效可靠地运行。在设计或应用任何二氧化碳捕获技术（无论是吸收法、吸附法还是膜法）之前，都需要精确测量气溶胶浓度和粒径分布。

在捕集过程中，随着烟气冷却，可能会形成酸性气溶胶（例如硫酸冷凝）。这些酸性气溶胶会导致腐蚀、降低效率并影响材料选择。监测气溶胶的形成有助于防止设备损坏，并支持更合理的设计方案。

在先进的CCS系统中，气溶胶也会影响性能。吸附系统可能会将细小的吸附剂颗粒释放到气流中，而膜系统则可能受到气溶胶相关的污染和化学降解的影响，从而降低效率并缩短膜的寿命。

二氧化碳捕获后，气体纯度对于运输、储存或再利用至关重要。微量气溶胶和酸性化合物会影响二氧化碳的质量并加速腐蚀，尤其是在高压下酸露点会升高。全面的气溶胶监测可确保捕获的二氧化碳符合纯度标准，并可安全地用于长期储存或工业用途。

下图显示了用于 CCS 过程控制和优化的各种 Dekati 气溶胶测量解决方案：

简化的 CCS 工厂，展示了不同工艺阶段使用的 Dekati 气溶胶测量解决方案.

气溶胶测量解决方案：

1、实时气溶胶测量解决方案
Dekati ®高温 HR-ELPI ® + 系统可实时测量 6 纳米至 10 微米范围内的颗粒浓度和粒径分布，并以 10 Hz 的时间分辨率将粒径分为 14 至 500 个粒径等级。它是一款独特的仪器，无需稀释即可测量高温（高达 180 °C）和湿润气溶胶，无论颗粒浓度如何，测量都无需担心样品变形的风险。这些特性使 HR-ELPI ® + 高温版成为不同 CCS 工艺阶段气溶胶测量的理想选择。

Dekati® High Temperature HR-ELPI®+实时气溶胶测量系统

2、重量测量解决方案
DLPI+（Dekati®低压撞击式采样器）是一款 14 级串联撞击式采样器，用于测定空气中颗粒物的质量粒径分布，将其划分为 16 nm 至 10 μm 范围内的 13 个粒径级。颗粒物被收集在收集基质上，并在测量前后进行称重，以获得颗粒物的重量粒径分布，并允许进行测量后的化学或显微分析。DLPI+ 的高温版本可加热至 180 °C，用于直接采样高温气溶胶。

Dekati® High-Temperature HT-DLPI+高温型撞击采样器

3、稀释系统
Dekati ® eDiluter™ Pro 是一款先进的便携式稀释系统，可轻松预处理样品，适用于各种颗粒测量应用。其紧凑的结构包含一个两级稀释系统，总稀释倍数可在 1:25 至 1:900 之间调节。稀释后的样品也可在第一级稀释后直接提取。

什么是空气动力学直径？

什么是粒度？

从概念上来说，为球形粒子指定尺寸很容易：

然而，用聚合来实现这一点却很困难：

等效直径用于粒子计量，源自其他测量：

• 电迁移直径（dₘ），基于鞘流中带电粒子在电场作用下的偏转；小粒子偏转较多（可通过差分迁移率分析仪分类）（DMA）
• 空气动力学直径 ( dₐ )，基于粒子在气流中改变方向的能力（即其惯性）；小颗粒更容易偏转（可通过空气动力学气溶胶分类器进行分类（AAC）

度量标准的选择通常是任意的，受惯例和可用的测量技术的支配。

通过将分级机串联起来（称为串联分级机实验） ，复杂颗粒甚至可以同时根据空气动力学直径和迁移直径进行分类。下图展示了一些烟灰颗粒，它们首先经过AAC分级，然后经过DMA分级，进一步将其结构缩小为长链状聚集体。这种洞察力对于研究碳纳米管等工程纳米颗粒或石棉等危险纤维非常宝贵。

（数据由Johnson, Zhang 等人于 2019 年提供）)

什么是空气动力学直径？

空气动力学粒径的概念或许可以通过撞击器来最好地解释。颗粒在喷嘴区域加速，最大的颗粒由于惯性而无法跟随气体流线，因此会撞击到板上；而空气动力学直径最小的颗粒则会跟随流线，最终逸出。

撞击器通常用于收集气溶胶样本，有时采用多个具有不同尺寸切口的撞击器，以级联撞击器的形式排列（例如安德森级联撞击器）

不规则颗粒的空气动力学直径定义为密度为1000kg/m³且沉降速度与不规则颗粒相同的球形颗粒的直径。

空气动力学直径是许多气溶胶科学家（尤其是从事吸入、健康影响和过滤研究的科学家）首选的尺寸指标。这是因为空气动力学直径直接影响颗粒在过滤器中或肺部的沉积位置。

空气动力学尺寸随粒子密度的增加而增大。致密球体的空气动力学直径较大：

按气动直径分类

有多种仪器可以测量气溶胶的气动粒径分布(APSD)，例如气动粒径谱仪 (APS™) 和低压电击式粒径仪 (ELPI®)。事实上，当 AAC 与凝聚态粒子计数器 (CPC) 组合使用时，它也能以前所未有的分辨率和精度完成这项任务，从而形成扫描气动粒径谱仪。（SASS）。

然而，人们通常希望不仅能确定气溶胶流中颗粒的大小，还能对其进行分类以进行进一步的在线分析。

多年来，最先进的技术仅允许使用撞击器（或旋风分离器）或“虚拟撞击器”根据空气动力学直径对气溶胶颗粒进行“高通”或“低通”分类，直到AAC没有任何东西允许将狭窄的尺寸范围进行分类：

AAC 具有独特的能力，可以在狭窄范围内按空气动力学直径选择颗粒，同时这些颗粒仍然以气溶胶的形式悬浮，从而可以进行大小选择的肺暴露研究（例如，吸入器输送的药物），或大小选择的体外肺细胞暴露于有害气溶胶：

超声波检测设备利用超声波呈线性的特性，能够轻易穿透至检测物体的内部和后部。
它们广泛应用于检测内部缺陷/裂纹、焊缝缺陷和粘合缺陷、鉴别材料、测试特性以及测量厚度和尺寸等应用。它们还在维护领域有着广泛的应用，有助于确保安全。
我们提供种类繁多的超声波检测设备及其丰富的业绩记录，从超声波探伤仪、超声波测厚仪、超声波声速计和超声波硬度计等单个系统到在线系统。

射线检测设备是利用X射线或γ射线各种特性的检测设备。
包括利用照相效应的X射线胶片摄影设备、利用衍射现象和荧光X射线的分析仪、利用透射/吸收效应的射线厚度测量设备以及利用荧光效应和电离效应的结合辐射探测器和图像处理器的电视透视设备和CT设备。

缺陷、测试半导体内部结构、测试印刷电路板的焊接区域、测试食品中的异物等

磁粉探伤仪利用磁性来检测表面的缺陷。
它们可用于各种钢铁产品的质量控制，包括圆钢和方钢等原材料；曲轴、凸轮轴等汽车零件；飞机发动机；以及铁路车辆的车轴和车钩。
渗透检测是一种使用三种液体（渗透剂、显影剂和清洗液）来发现表面缺陷和穿透缺陷的方法，与被检测物体的材料无关。
渗透剂分为染料渗透剂和荧光渗透剂，可广泛应用于航空发动机部件、火箭部件、半导体、新材料等检测。

涡流检测仪利用涡流、漏磁通等电磁场，以非接触方式进行高速检测。
涡流探伤仪可以检测具有导电性的材料，用于线材、棒材、管材、板材等制造过程中的探伤，以及制造过程结束后的零部件探伤和不同材料的鉴别试验。
在维护性试验方面，用于检测核电设施、飞机、工厂等。以电导率仪、膜厚仪为代表的性能检测设备在工业上也有广泛的应用。
机场使用的金属探测器和战后安全使用的未爆炸炸弹/地雷探测器也属于这一类别。

     我们知道目前在市售各种连续监测颗粒物采样器都基于自美国环境保护署 (US EPA) 制定颗粒物 (PM) 标准进行生产与开发。WHO、EU及各国的环境标准对于PM10的粗颗粒和PM2.5细颗粒的监测都有具体的浓度（质量或数量）要求。

由于有了监管法律法规要求，从而催生了监管单位或者科学家对可靠的连续粗颗粒物和细颗粒物测量设备的需求。而撞击器需与监测器组合成连续粗颗粒物监测仪(CCPM)。

撞击器入口的选择就决定了PM测量的类别，目前已经进入参考方法的撞击器进气口的采样流速范围为 16.7 至 1133 升/分钟。如果要开发一种全新的撞击器采样器，需要考虑颗粒物的大小，会涉及到它的运行轨迹，如大颗粒的惯性及扩散运动；他是否被有效的收集和采样，颗粒撞击收集板之后的弹跳问题、是否会被气流带走、喷射口与撞击板的距离还有采样入口的方向等。因此，开发一种采样器需要克服进样口的采样不均匀、切割点尖锐和容量有限等问题。

开发一种新的采样器需要考虑：1、喷嘴直径 2、喷嘴长度 3、流速；参考下图：

对开发的采样器进行实验室验证：

使用雾化聚苯乙烯乳胶颗粒产生合适范围的单分散气溶胶经过干燥之后Po-210进行中和，通过浊度计进行测量粒子穿过撞击器的穿透情况，从输入和浓缩气溶胶的贡献中减去，然后确定给定粒径的收集效率。

在风洞中进行验证：

在不同风速下，通过振动气溶胶孔口 (VOAG)产生气溶胶，使用采样器进行采样测量，并与不同等速采样器进行比较，最后绘制出每种风速下采样器入口的颗粒穿透率与粒径的关系图。反映采样器是否收到风速的影响。

对采样器入气口性能评估：

在采样器入口出添加一个分离细颗粒的虚拟采样器，撞击器细流中的浓缩粗颗粒物被吸入锥形元件振荡微天平进行近乎连续的粗颗粒物质量浓度测量。另外使用标准二分法采样器通过滤膜采样进行质量浓度称重比对测量。经过比对，运算等一系列方法比较质量浓度，最终测算出收集效率。还有通过收集的气溶进行X 射线荧光 (XRF) 进行分析和离子色谱法 (IC) 分析进行元素分析全面得出所开发的采样器入口的采样效率。