气溶胶中颗粒物（PM）测量技术在大气监测、洁净室技术以及移动源排放等领域发挥着重要作用。我国于2016年颁布的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》中明确规定了移动源排气中粒径超过23nm的颗粒数量（PN）浓度的限值要求。针对纳米级颗粒PN浓度在线测量技术,传统光散射法、重量法等均不再适用,而电学方法,例如:法拉第杯气溶胶静电计（FCAE）,受检测原理影响导致其测量浓度下限较高,无法完成低PN浓度的测量。针对上述问题,本文开展了基于异质冷凝原理的超细颗粒物PN浓度在线测量关键技术研究。设计研制出超细气溶胶颗粒生长装置以及光散射单粒子计数装置,集成研制出实验用超细颗粒凝结核粒子计数器（EUCPC）,并完成了仪器的相关性能测试。本文的具体研究内容如下:（1）针对待测气溶胶颗粒粒径小、浓度范围广等特点,深入分析了异质冷凝理论以及光散射检测原理,以此为基础分别提出超细颗粒物异质冷凝生长方案以及光散射法单粒子计数方案,结合以上两种方案提出了超细颗粒物PN浓度在线测量方案,可以实现纳米级气溶胶颗粒的准确、在线、连续测量。（2）通过建立多物理场耦合计算流体力学（CFD）仿真模型,设计了一种丁醇基层流型超细颗粒物粒子生长装置,并完成了实物加工及相关性能测试。设计了粒子生长装置的基本结构,分析了粒子生长装置流场中的数值模型建立方法,通过CFD计算得到流场中的绝对温度、工作液蒸气压力、蒸汽质量分数、流体流速等参数的空间分布,进而计算得到工作液蒸汽饱和度、开尔文直径的分布以及理论计数效率曲线。研究了鞘流比例、采样流量等操作参数对流场中的参数分布以及理论计数效率曲线的影响,并结合粒子生长装置生长效率实验,确定了粒子生长装置的最优结构参数及操作参数。结果表明,当冷凝器温度为10℃,饱和器温度为45℃;采样流量为300m L/min,毛细管气溶胶流量与鞘流流量比为1:9时,所设计粒子生长装置有最高的理论计数效率,此时D50为2.131nm。（3）针对待测气溶胶颗粒小流量、大粒径、高浓度的测量需求,设计了一种基于颗粒光散射脉冲信号测量方案的光学粒子计数装置。通过光路设计及理论计算,设计出120°颗粒散射光收集角度的垂直光散射信号采集系统,并完成光学实验平台的搭建。根据所选激光二极管以及光电二极管参数,分别设计了10m W激光二极管恒流驱动电路、高带宽光电二极管信号IV转换放大电路和脉冲信号高速计数电路,可在300m L/min采样流量工况下,实现0.5μm以上粒径、0-2×10~4cm-3浓度范围气溶胶颗粒数量浓度的测量。结合光学系统模块设计及电子学模块设计最终完成商品化光学粒子计数装置的研制。（4）集成超细颗粒物粒子生长装置及光学粒子计数装置,并设计了电源供给模块、冷凝器制冷模块、饱和器加热模块和采样流量控制模块等外围测控模块,搭建完成基于异质冷凝原理的超细颗粒物数浓度在线测量系统。并搭建了超细颗粒数浓度在线校准平台,以TSI 3775 CPC为标准仪器,对该测量系统的测量浓度范围、粒径范围等关键性能进行了测试。结果表明,在现有实验条件下,自研测量系统可实现23-100nm粒径范围、0-5×10~4cm-3浓度范围气溶胶颗粒数量浓度的在线测量,且各测量点测量偏差均小于10%。