大气气溶胶粒子尤其是超细粒子在大气中停留时间长、输送距离远，是影响大气消光的重要因素。气溶胶粒子不仅引起大气能见度恶化和灰霾天气的发生，而且具有明显的健康效应。与此同时，因为超细粒子粒径小、质量轻、数量多，仅是测量其质量浓度已经不足以反映当前的大气颗粒物污染特征。加强超细粒子粒径及数浓度的快速监测将具有重要的现实意义。　　 本论文主要研究大气超细粒子的粒径监测技术及其应用。目前超细粒子的数浓度测量一般采用差分电迁移分析仪(DMA)。本文从差分电迁移分析仪的工作原理及样机系统设计出发，设计了差分电迁移分析仪的电压控制及气路控制系统，完成了DMA高压模块的控制电路设计、电子学系统设计与关键参数优化，并实现DMA与CPC的实时通讯及浓度数据采集。研究了TDMA结构，并进行相关参数优化。系统设计完成之后，将DMA的电压粒径理论模拟结果与实验值进行对比分析，结果表明两者具有较好一致性。　　 完成宽范围粒径谱仪样机系统(APS与SMPS(DMA+CPC)的集成)，并利用该仪器在北京大气物理所进行了一个多月时间的外场实验，结果表明系统性能稳定，可实现5nm～10μm范围的宽范围粒径谱的连续、实时、在线监测。对广州亚运会期间的大气细粒子谱变化特征进行了系统分析。并将这两个外场实验的细粒子谱进行对比发现两者都可以成功反映粒谱分布。