多年來，塵埃粒子計(jì)數(shù)器的校準(zhǔn)一直是國際計(jì)量研究機(jī)構(gòu)關(guān)注的重點(diǎn)。目前，被廣泛認(rèn)可的塵埃粒子計(jì)數(shù)量值溯源和校準(zhǔn)方法為： “ 塵埃粒子計(jì)數(shù)器OPC）———凝結(jié)核粒子計(jì)數(shù)器 （Condensation particlecounter，CPC）———?dú)馊苣z靜電Faraday cup electrometer，F(xiàn)CE）”的逐級溯源方法。在該溯源鏈中通過凝結(jié)核粒子計(jì)數(shù)器將塵埃粒子計(jì)數(shù)器的測量結(jié)果溯源至氣膠靜電計(jì)，而氣溶膠靜電計(jì)通過測量帶電顆粒所形成的電流得到粒子數(shù)量，最終使得測量值溯源至現(xiàn)有的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)———電流標(biāo)準(zhǔn)之上。在該溯源鏈及校準(zhǔn)方法中，凝結(jié)核粒子計(jì)數(shù)器是塵埃粒子計(jì)數(shù)器量值溯源鏈的重要環(huán)節(jié)和傳遞標(biāo)準(zhǔn)， 其具有測量范圍寬、可覆蓋激光粒子計(jì)數(shù)器和氣溶膠靜電計(jì)測量范圍的優(yōu)點(diǎn)，因此凝結(jié)核粒子計(jì)數(shù)器的校準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)塵埃粒子計(jì)數(shù)器溯源的關(guān)鍵。目前，國外一些先進(jìn)的計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)已經(jīng)開展并建立了凝結(jié)核粒子計(jì)數(shù)器的校準(zhǔn)裝置和溯源體系，并據(jù)此建立了本國的塵埃粒子計(jì)數(shù)器的量值溯源體系。我國于2008 年頒布實(shí)施了JJF1190-2008《塵埃粒子計(jì)數(shù)器校準(zhǔn)規(guī)范》，但是由于缺乏相應(yīng)的實(shí)物計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)而無法真正實(shí)施。在本研究中，為實(shí)現(xiàn)塵埃粒子計(jì)數(shù)器的可溯源校準(zhǔn)，建立我國塵埃粒子計(jì)數(shù)器的溯源體系和實(shí)物計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，開展了凝結(jié)核粒子計(jì)數(shù)器校準(zhǔn)裝置的研究。一、氣溶膠靜電計(jì)FCE的校準(zhǔn)氣溶膠靜電計(jì)是國際公認(rèn)的顆粒計(jì)數(shù)最高標(biāo)準(zhǔn)，測量結(jié)果可溯源至電流。其工作原理為：當(dāng)帶有單一電荷的顆粒氣溶膠進(jìn)入采樣入口后，顆粒被截流在法拉第杯內(nèi)的高效濾筒，由于空間電荷效應(yīng)，顆粒表的電荷會(huì)被釋放于法拉第杯中， 形成可測量的電流，該電流值與顆粒數(shù)量濃度的關(guān)系：= qetQ = IQ （1）式中：C———顆粒數(shù)量濃度，counts/cm3；q———電量，C；t———采樣時(shí)間，s；Q———采樣流速，cm3/s；I———電流，A；e———電子電量，量值為1.6×10-19C。本研究中將氣溶膠靜電計(jì)串聯(lián)到校準(zhǔn)電路中，如圖1所示。其中：采用可輸出0~15V（擴(kuò)展不確定度為0.005%，k=2）直流電壓的多功能過程校準(zhǔn)器作為直流電源，高值電阻標(biāo)稱值為1TΩ（擴(kuò)展不確定度為0.1%，k=2），且均通過中國計(jì)量科學(xué)研究院計(jì)量校準(zhǔn)。通過下。此條件下，氣溶膠靜電計(jì)的響應(yīng)電流在5min內(nèi)的穩(wěn)定性優(yōu)于0.7%。另外，氣溶膠靜電計(jì)內(nèi)置高效濾筒的過濾效率對于測量結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。本研究中的氣溶膠顆粒粒徑為115nm，采用2100C塵埃粒子計(jì)數(shù)器（最小可測粒徑為100nm）對FCE出口處顆粒濃度的測量結(jié)果表明， 高效濾筒對115nm氣溶膠顆粒的過濾效率為100%，從而有效保證了測量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。校準(zhǔn)結(jié)果如圖2所示，即在（10~100）fA范圍內(nèi)（對應(yīng)的粒子濃度范圍為3700個(gè)/cm3~39000個(gè)/cm3），氣溶膠靜電計(jì)的響應(yīng)電流具有很好的線性和準(zhǔn)確性。另外通過對儀器采樣流量的修正， 完成對儀器（3700~39000）個(gè)/cm3 范圍的校準(zhǔn)和結(jié)果修正，標(biāo)準(zhǔn)不確定度優(yōu)于1.58%（k=2）。校準(zhǔn)后的氣溶膠靜電計(jì)可作為我國空氣中顆粒計(jì)數(shù)的最高計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，開展相關(guān)檢測和量值傳遞。氣溶膠靜電計(jì)的校準(zhǔn)不確定度如表1所示。將氣溶膠靜電計(jì)的響應(yīng)電流值與標(biāo)準(zhǔn)電流值比對，實(shí)現(xiàn)對氣溶膠靜電計(jì)的校準(zhǔn)，校準(zhǔn)結(jié)果可溯源至國家電壓及電阻標(biāo)準(zhǔn)。校準(zhǔn)研究中， 由于只是對氣溶膠靜電計(jì)響應(yīng)電流而不是絕對電流值進(jìn)行校準(zhǔn)，因此對校準(zhǔn)中存在的系統(tǒng)誤差（如泄漏電流、偏置電流等）可以不予考慮。但是，環(huán)境溫度和濕度變化會(huì)影響儀器的測量穩(wěn)定性，因此將屏蔽箱內(nèi)溫度和濕度分別控制在（25±0.5）℃和10%RH以