排放测试是测量和控制来自车辆制动排放，内燃机车辆、发电厂和其他产生废气和蒸发排放的机动设备等来源的空气污染的重要程序。
颗粒物 （PM），也称为颗粒污染，是用于描述空气中发现的固体颗粒和液滴的通用术语。一旦吸入，这些颗粒会影响心脏和肺部，并导致严重的健康问题。由于潜在的健康风险，在排放源和一般空气中，PM10 和 PM2.5 颗粒物类别（即直径分别小于 10 μm 和 2.5 μm 的颗粒物）受到仔细监测。
通过过滤收集的PM的重量分析是确定PM环境浓度以及排放物中PM量的最广泛使用的技术。
为什么准确称重很重要
在过滤器上称量颗粒物是一种差动称重应用。由于收集的颗粒物量重量非常小，因此在加载颗粒物之前和之后都必须非常准确地称量过滤器。
作为一般规则，指南规定了分辨率为 1 μg 或 0.1 μg 的天平，并具有相应的重复性。
过滤器上收集的颗粒物重量可能非常低，因此必须非常准确地执行称重程序。带有专用过滤器称量套件的卓越级微量天平非常适合排放测试。出色的重复性和尽可能低的最小重量提供了您所需的称量性能。
上 图描述了通过重量法测定过滤器上颗粒物含量的过程。
无论是测量废气、制动排放、大气还是环境空气中的颗粒物，重量过滤器称重排放测试都遵循相同的程序。
清洁空气被世界卫生组织（WHO）认为是人类健康和福祉的基本需求。随着全球范围内排放法规日益严格，对更灵敏、更准确且更具重复性的颗粒物（PM）测量技术的需求也在不断增加。监管机构现在不仅要求对传统尾气污染物进行排放测试，也越来越要求对制动磨损颗粒等非尾气排放进行测试。这提升了重力法滤膜称重方法、高性能微量天平以及经认可实验室流程的重要性。
在美国，发动机和车辆的排放测试主要受美国 EPA 40 CFR Part 1065 – 发动机测试程序 管辖，该法规规定了颗粒物采样系统、滤膜调节、称重环境、仪器性能、校准以及重力法 PM 分析的详细要求。此外，40 CFR Part 50 建立了国家环境空气质量标准（NAAQS），其中包括用于环境空气监测的 EPA PM2.5 联邦参考方法（FRM）。
在欧洲，排放和空气质量监测由法规与标准共同管理。近期通过的法规（EU）2024/1257（Euro 7）对车辆排放提出了新要求，包括制动颗粒排放和轮胎磨损；而 EN 12341（在英国、德国等国家分别发布为 BS EN 12341 和 DIN EN 12341）则定义了测量环境 PM10 和 PM2.5 浓度的参考重力法。
汽车行业仍然是空气污染物的重要来源，包括一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）和温室气体（GHGs）。为证明合规性，制造商必须按照公认的国际标准和监管程序开展排放测试。这些标准越来越多地引用精确的重力测量技术（见下表）以及 ISO/IEC 17025 和 ISO 14065 等实验室质量体系，以确保结果可溯源、可重复，并适用于法规认证。
重力法滤膜称重仍然是确定颗粒物质量最广泛接受的方法。这些标准规定了滤膜材料、调节时间、称重室环境控制、静电中和、天平性能、溯源性和质量保证的要求。随着排放限值持续降低以及后处理技术日益有效，实验室必须以可靠性和重复性测量越来越微小的颗粒物质量。
| 法规 / 标准 | PM 测量应用 | 天平建议 |
| EPA 40 CFR Part 1065 | 发动机和车辆尾气 PM | 微量天平，最小可读性为 1 μg；对于超低排放和开发测试，推荐 0.1 μg。 |
| EPA PM2.5 FRM | 环境空气监测 | 可达到 1 μg 可读性的分析天平或微量天平；许多实验室采用 0.1 μg 系统以改善不确定度表现。 |
| EN 12341 (BS EN / DIN EN / CEN) | 环境空气监测（PM10 和 PM2.5） | 可读性约为 1 μg 的微量天平；在需要最低不确定度的场合，通常使用 0.1 μg 系统。 |
| SAE J2943 (2022) | 建议的 PM 滤膜称重最佳实践 | 高稳定性微量天平，达到 1 μg 或更高；对于现代低排放测量，推荐 0.1 μg。 |
| UN GTR No. 24 | 制动排放 PM | 适用于重力法 PM 分析的高性能微量天平；行业实践通常使用 1 μg 或 0.1 μg 可读性。 |
| Euro 7 (EU 2024/1257) | 尾气和制动排放 | 能够检测极低颗粒质量变化的微量天平系统；通常最少为 1 μg，而开发和认证实验室更倾向于 0.1 μg。 |
| ISO/IEC 17025 | 实验室认可 | 无特定可读性要求；天平必须经过校准、具有溯源性，并能够满足测量不确定度目标。 |
法规（EU）2024/1257（Euro 7）通过引入新的耐久性要求、增强的实际道路合规性规定、电动化车辆的电池耐久性要求，以及首次对制动颗粒和轮胎磨损等非尾气排放设定限值，将排放控制扩展到了传统尾气（排气管）污染物之外。尽管许多污染物的排气管排放限值仍与最新的 Euro 6 要求相近，但 Euro 7 显著扩大了车辆排放法规的适用范围，并在更长的车辆使用周期内引入了全寿命合规要求。
新的制动颗粒排放要求：Euro 7 引入了基于 UN GTR No. 24 方法的强制性实验室制动排放测试。车辆制造商现在必须通过受控的制动测功机测试程序证明其符合制动颗粒物限值，这些程序旨在模拟真实道路行驶条件。这是首个对制动磨损颗粒排放设立具有法律约束力限值的重大全球法规。
欲了解更多信息，请参阅我们专门页面 Euro 7 制动测试，其中涵盖制动测功机要求、颗粒采样系统、重力分析方法以及合规测试策略。
随着排放限值持续收紧且滤膜上的颗粒质量沉积不断降低，实验室越来越需要可读性为 1 μg 或 0.1 μg 的天平。结合受控环境条件和 ISO 认可程序，现代超微量天平能够提供满足当前法规要求及未来排放测试挑战所需的性能。
确定颗粒物的重量是环境控制和汽车行业排放测试的一项关键任务。
称量结果需要非常准确，但过程本身面临着许多挑战，例如静电荷或温度对过滤器的影响。因此，不要犹豫，寻求建议！无论您是想购买天平还是需要过滤器称重/排放测试应用方面的支持，我们的专家团队都会为您提供帮助。联系我们并获得您需要的帮助。
理想情况下，洁净室更适合进行过滤器称重，以避免周围空气的潜在污染，并更好地控制温度和湿度。或者，可以使用手套箱，但这使得该过程相当繁琐，尤其是在称量大量过滤器时。此外，与称重过滤器相关的其他几个挑战：
过滤器处理
样品跟踪
为了进一步增加流程复杂性，必须精确跟踪过滤器。每个过滤器都经过预先称重，放置在贴有标签的支架中，适应环境，然后运送到测试地点。PM 加载后，过滤器被运回实验室并重新称重。如果没有适当的故障保护系统来确保过滤器在加工过程中不会混淆，则准确性将面临风险。
称重精度
由于有几条指南规定了要使用的称量系统，因此所使用的天平必须满足过滤器称重应用的需求，这一点至关重要。对于如此小的样品，天平的最小净样品重量至关重要——称量低于此重量的样品不能相信具有所需的精度水平。
时间
用于排放测试的过滤器称重可能需要很长时间才能完成。适应过程、往返测试现场的运输、繁琐的处理程序和缓慢的平衡导致典型的汽车尾气排放测试需要长达 2 天或更长时间才能完成。
梅特勒-托利多 XPR 微量天平 具有独特的精度和极低的最小称量。XPR2U 配备了特殊的过滤器称量套件，可读性为 0.2 μg，是过滤器称量的理想选择，并具有内置主动质量保证功能的额外优势，以确保称量结果符合规定的公差和标准。内置的用户指南可确保精确遵循差动称重过程。
正确的工具
添加条 形码阅读器 可快速识别样品，并方便地自动将加载的过滤器与预称量结果进行匹配，从而加快处理速度并减少处理错误。此外，将过滤器通过抗静电套件的 电极可以中和存在的任何静电 荷，并确保测量出真正的 PM 结果。
由于具有多种连接选项，称量结果可以直接导出到 PC 上的电子表格或公司数据库系统中，以进行检查和进一步分析。
梅特勒-托利多镊子经过专门设计，可确保在将精密过滤器移入或移出天平上的储存滤芯和过滤器称重套件时正确处理。
观看此视频，了解梅特勒-托利多用于排放测试的过滤器称重解决方案的主要产品亮点。从使用分析或微量天平的创新手动解决方案到与 HORIBA 共同开发的带有机器人系统的全自动解决方案，均可选择。
梅特勒-托利多XPR微量天平与LabX™实验室软件完全 兼容。LabX 提供有关天平的完整 SOP 用户指南。它可以识别过滤器的加载和卸载，从而简化和加快过程。
LabX 根据正确的样品 ID 自动记录重量值，并自动执行所有计算，包括空气浮力校正。
所有数据和结果都安全地保存在集中式数据库中，提供完全的可追溯性。定制报告可以打印出来或传输到内部信息系统。
当每天称重超过 40 个过滤器时， PFS-ONE 过滤机器人与 XPR2U 相结合，是完美的自动化解决方案。
创新的过滤器支架允许在一个滤芯中完成识别、适应、储存、运输和称重，而无需中断或移除过滤器。它还充当法拉第笼，从而减少静电影响。
自动样品更换可轻松进行过滤器预称重和反称重，结果可立即传输到 PC 进行分析。
如果您使用大型滤纸，例如用于分析工业过滤，梅特勒-托利多提供方便且经济高效的解决方案，用于称量分析天平上的大型滤纸。通过添加滤纸称量套件，可以在梅特勒-托利多卓越分析天平上方便地称量最大 110 mm 的过滤器。要称量最大 150 毫米的过滤器，建议使用专用的 ErgoClip。这两种解决方案都可以快速轻松地安装在您现有的天平上。
首先，环境很重要。理想情况下，您的天平应放置在温度稳定且湿度受控的房间内的专用称重台上。用于梅特勒-托利多微量天平和超微量天平的过滤式称量套件包含一个特殊的称量盘，可确保滤纸正确放置在天平上。使用不对称镊子正确处理过滤器将有助于确保您的滤纸称重过程快速高效。
PTFE 滤纸特别容易产生静电荷。天平上不稳定的数字表明称重传感器受到静电荷的影响。静电荷的影响会显着影响称量结果。在称量每个滤纸之前，请使用防静电套件以去除可能存在的任何电荷。
梅特勒-托利多为微量天平和分析天平提供滤纸称量解决方案。微量天平有两种不同的滤纸称量套件，使您能够称量直径为 20 mm 至 70 mm 的滤纸;在套件之间切换很容易。为了在分析天平上称量直径达 150 mm 的大型滤纸，有两种滤纸支架解决方案可供选择。
梅特勒-托利多微量滤纸称量套件包括两个滤盘。每个都有独特的轮廓，确保滤纸自动居中。将滤纸居中可消除偏心误差，以确保结果可重复且可靠。
在受监管的环境中称量滤纸应制定明确的 SOP。但是，在手动流程中，可能会发生人为错误，并且在需要许多步骤的流程中，很容易出错。LabX 软件使您能够创建自己的专用滤纸称量 SOP 工作流程。SOP 的分步说明在天平显示屏上提供。每个步骤都需要用户确认，以便您可以确保已遵循 SOP。
任何天平上的每次测量都存在不确定性。了解这种不确定性是确保准确称量结果的关键。决定称重仪器精度的不是可读性，而是其可重复性。由于滤纸称量涉及的样品重量非常小，天平的最小净样品重量能力也至关重要。
要找到适合您需求的天平，您需要知道要称量的最小量以及需要称量的准确度（即公差）。
梅特勒-托利多的全球称量标准GWP® 可帮助您选择合适的天平，以满足您的应用要求。请向您当地的代表询问免费余额建议。确定您现有的天平是否满足您的质量要求。
手动转录数据和结果存在固有的错误风险。通过将天平连接到 LabX软件 ，您可以完全消除手动转录和相关的错误风险。LabX 还执行您的所有计算，包括空气浮力校正，从而消除潜在误差的进一步来源。所有数据都安全地保存在集中式数据库中，因此您可以从完整的数据完整性和可追溯性中进一步获益。
在滤芯上贴上标签并确保根据每个过滤器正确记录结果至关重要。在处理许多过滤器时，这可能是一个挑战。通过将天平连接到 LabX、条形码阅读器和打印机，可以大大简化该过程。LabX 自动打印带条形码的标签。通过使用条形码，可以唯一识别样品。LabX 使用条形码根据正确的样品自动记录重量结果。所有数据都安全地保存在集中式数据库中，提供完全的可追溯性。PFS-ONE 过滤器称重机器人每天可以在全自动过程中处理多达 1,000 个过滤器，所有数据都自动处理。
