cascade impactor是什么意思，cascade impactor的意思翻译、用法、同义词、例句

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例句

专业解析

"级联撞击器"（Cascade Impactor）是一种用于测量空气中悬浮颗粒物（气溶胶）粒径分布的专业科学仪器。其核心原理是利用惯性撞击，将不同大小的颗粒物按空气动力学直径分级分离并收集。

详细解释

1. 术语构成：

   • Cascade (级联)： 指仪器内部包含多级串联排列的撞击板或收集级。空气样本依次通过这些级。
   • Impactor (撞击器)： 指每一级的工作原理。当携带颗粒物的高速气流通过一个狭窄的喷嘴（或孔板）后，突然改变方向（通常为90度）。由于惯性，较大的颗粒物无法跟随气流急转弯，会撞击并沉积在位于喷嘴正前方的收集板（或基材）上。较小的颗粒物则能跟随气流进入下一级。

2. 工作原理：

   • 空气样本被抽吸通过级联撞击器。
   • 第一级具有最大的喷嘴和最低的流速（或特定的喷嘴尺寸与流速组合），设计用于收集最大的颗粒物。气流通过喷嘴后撞击在第一级收集板上，大颗粒被捕获。
   • 剩余的气流（包含更小的颗粒）进入第二级。第二级的喷嘴更小或流速更高（或两者兼有），使得气流通过喷嘴时速度更快。这种更高的速度赋予较小颗粒更大的惯性，使它们能在第二级被有效撞击捕获。
   • 这个过程在后续各级重复进行。每一级的喷嘴尺寸逐级减小和/或流速逐级增加，从而能够撞击并收集越来越小的颗粒物。
   • 最后一级之后通常连接一个终极过滤器（如HEPA滤膜），用于收集所有能通过最后一级喷嘴的、最小的颗粒物。

3. 关键参数 - 空气动力学直径： 级联撞击器的分级能力基于颗粒物的空气动力学直径。这是一个等效直径，表示该颗粒物在空气中与一个单位密度（1 g/cm³）的球体具有相同的沉降速度。它综合考虑了颗粒物的实际尺寸、密度和形状对其在空气中运动行为的影响。撞击器每一级的设计都对应一个特定的切割粒径（D₅₀），表示该级对空气动力学直径为D₅₀的颗粒物有50%的收集效率。

4. 核心应用：

   • 粒径分布测量： 级联撞击器最主要的功能是测量气溶胶（如环境空气、工作场所空气、工业排放、吸入药物气雾剂等）中颗粒物的质量或数量随粒径的分布。收集在每一级上的颗粒物可以称重（质量分布）或用其他方法分析（如化学分析、显微镜计数等）。
   • 可吸入性研究： 不同粒径的颗粒物在人体呼吸系统中的沉积部位不同（鼻腔、咽喉、气管支气管、肺泡）。级联撞击器的分级结果可用于评估颗粒物对呼吸系统的潜在健康影响。
   • 环境与职业卫生监测： 监测大气颗粒物（PM₁₀, PM₂.₅等）浓度及来源解析，评估工作场所粉尘暴露水平。
   • 气雾剂产品测试： 评估吸入式药物（如哮喘吸入器）的有效递送剂量和递送粒径分布。
   • 工业过程控制： 监测排放颗粒物的粒径特性。

权威性参考来源

1. 美国环境保护署 (EPA)： EPA 在其关于环境空气颗粒物监测的方法指南中详细描述了级联撞击器（如用于PM₂.₅和PM₁₀采样的撞击器）的原理和应用。这是环境监测领域的核心参考。
   • 来源： U.S. Environmental Protection Agency (EPA) - Particulate Matter (PM) Monitoring.
   • 链接： https://www.epa.gov/pm-pollution (该页面提供了PM监测的总体信息，相关具体方法文档通常可在该站点搜索获得，例如查找 "Federal Reference Method (FRM)" 或 "Equivalent Method" 文档)。
2. 剑桥大学出版社 - Aerosol Technology： William C. Hinds 所著的《Aerosol Technology: Properties, Behavior, and Measurement of Airborne Particles》是气溶胶科学领域的经典教材。该书对包括级联撞击器在内的各种气溶胶采样和测量原理有深入、系统的阐述。
   • 来源： Hinds, W. C. (1999). Aerosol Technology: Properties, Behavior, and Measurement of Airborne Particles (2nd ed.). John Wiley & Sons. (虽然出版商是Wiley，但被广泛引用和认可)。
   • 链接： (由于是书籍，通常无直接全文链接，可通过学术数据库或图书馆获取。DOI常为：10.1002/9781118001684)

链接有效性说明： EPA 链接指向其 PM 污染主题主页，该页面稳定存在并提供相关监测信息的入口。书籍链接通常指向出版社或摘要页面，具体章节需通过购买或机构订阅获取。

网络扩展资料

根据多个词典和专业文献的解释，"cascade impactor"是一种用于颗粒物分级的科学仪器，其核心含义和用法如下：

一、定义与结构

该术语由"cascade"（串联）和"impactor"（撞击器）组成，中文译为阶式碰撞取样器或串级冲击器。其核心结构为多级串联装置，每级设置不同孔径的撞击板，通过气流速度的逐级变化实现颗粒物按粒径分层采集。

二、工作原理

1. 分级原理：利用空气动力学分离机制，当含颗粒物的气流通过逐级缩小的孔板时，较大颗粒因惯性撞击在收集板，较小颗粒随气流进入下一级。
2. 串联特性：常见设计包含4-10级（如提到的高强度串连冲击器），末级通常连接滤膜收集最细微颗粒。

三、主要应用领域

• 环境监测：大气PM2.5/PM10分级采样
• 工业卫生：评估工作场所可吸入粉尘分布
• 气溶胶研究：药物雾化颗粒分析（提到的医疗领域应用）

四、特殊类型

1. Electrical Low Pressure Impactor (ELPI)：实时监测颗粒物电荷特性
2. Micro-Orifice Uniform Deposit Impactor (MOUDI)：改进型高分辨率采样器

五、词源补充

"cascade"本义为瀑布，在此引申为串联式分级结构；"impactor"源自"impact"（撞击），指通过物理撞击实现分离的装置。两者的组合精准描述了该设备通过多级撞击实现颗粒物分选的特性。

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