本发明公开了一种多通量碳烟颗粒稳定高效捕集装置，包括:燃烧器，用于模拟燃料燃烧以产生碳烟颗粒；多通量取样组件，置于燃烧器附近，用于以不同流量对碳烟颗粒进行负压吸入；碳烟捕集器，与多通量取样组件相连通，用于对来自多通量取样组件的碳烟颗粒进行捕集；碳烟清除组件，用于对多通量取样组件外侧积聚的碳烟颗粒进行清除。本发明能够适应不同流量和火焰高度条件下的碳烟采集需求，易于更换取样膜，并采取了预防措施以降低取样膜破损的风险，不仅提高了采样效率，还有助于减少交叉污染，保证了样品的纯净性；还设计了防止取样孔堵塞的外壁碳烟定时清洁系统，可以为后续的碳烟分析提供高质量样品，对于科学研究和实际应用具有重要价值。