上述級(jí)聯(lián)沖擊取樣器可以對(duì)大于0.3微米的粒子分級(jí)。使用時(shí)一般包括三個(gè)步驟，即測(cè)定前的準(zhǔn)備工作，取樣和分析捕集的樣品。

級(jí)聯(lián)沖擊取樣器測(cè)定前準(zhǔn)備

準(zhǔn)備工作包括清理沖擊器，在捕集固體粒子的板上涂一層油，稱量捕集板或捕集板襯底的重量。

級(jí)聯(lián)沖擊取樣器取樣

在管道中取樣可采用圖4那樣的系統(tǒng)。

取樣前先測(cè)量管道中氣流速度分布；按等速取樣要求選用取樣咀尺寸。

把沖擊器放入管道后，為了防止產(chǎn)生冷凝水，可在取樣前先把取樣咀對(duì)著下游預(yù)熱約10~30分鐘，然后再掉轉(zhuǎn)方向?qū)χ嫌伍_始取樣，并記錄取樣時(shí)間、氣體溫度和干氣體流量計(jì)處的靜壓。

級(jí)聯(lián)沖擊取樣器分析樣品

取樣后把沖擊器拆開，稱捕集板或襯底重量，再計(jì)算粒度分布。

級(jí)聯(lián)沖擊取樣器注意事項(xiàng)

（1）壁損失（或稱級(jí)間損失）

管道取樣，通常是把沖擊器直接放在管道內(nèi)，不接取樣管，以避免粒子滯留在取樣管內(nèi)造成誤差，并可減少冷凝問(wèn)題。雖然如此，粒子還會(huì)由于碰撞、擴(kuò)散、沉降、電力等原因而留在取樣咀和沖擊器的其它壁面上。每一級(jí)的損失量可能達(dá)到和該級(jí)捕集的粒子一樣多。壁損失量和粒度有關(guān)。因此，它對(duì)粒度分布和質(zhì)量濃度的測(cè)定可能造成大的誤差。對(duì)這個(gè)問(wèn)題應(yīng)當(dāng)一方面從改進(jìn)沖擊器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)著手，盡量減少壁損失，另一方面應(yīng)對(duì)各種級(jí)聯(lián)沖擊器進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)定其壁損失，加以修正。

（2）粒子重返氣流

從噴咀噴出的射流，如果速度過(guò)高或捕，集板上堆積粒子過(guò)多，就可能把已經(jīng)沉降在捕集板上的粒子吹掉，或使粒子從捕集板上彈回。據(jù)試驗(yàn)，當(dāng)速度約大于了35米/秒時(shí)，就會(huì)有嚴(yán)重的帶走粒子現(xiàn)象。某些材料的粒子在小于這個(gè)速度時(shí)，也可能重返氣流。射流速度高還會(huì)使壁損失增加。

防止粒子重返氣流的一個(gè)辦法，是在捕集板上涂適當(dāng)?shù)恼承杂汀？梢詫⒏哒婵展柚蚰承└蚀蓟衔锓旁诒街凶龀?0~15%的懸膠液或溶液，然后把適當(dāng)量(每一級(jí)小于為毫克)的這種懸膠液均勻地涂在捕集板上，形成只有“指紋”厚的一層(否則就會(huì)被吹掉)，讓苯蒸發(fā)后，把加上涂層的捕集板在205℃下烘約1小時(shí)，然后保干，直到實(shí)際使用。即使涂了油脂，射流速度也不能大于65米/秒，否則就可能把油和粒子吹掉，而造成測(cè)定誤差。因此，在使用沖擊器時(shí)要注意氣體流率，不能大于某極限值。

另一個(gè)可以盡量減少粒子重返氣流的辦法，是用玻璃纖維濾料做捕集板的襯底。但用玻璃纖維濾料做沖擊表面，形成的捕集效率曲線不如沖擊在光滑表面上的陡。

（3）稱重準(zhǔn)確性

表面覆蓋油脂的捕集板，在粘附了一層粒子以后，如果繼續(xù)使用就可能出現(xiàn)粒子重返氣流的現(xiàn)象。因此，沖擊器各級(jí)捕集的粒子不應(yīng)過(guò)負(fù)荷。現(xiàn)有各級(jí)聯(lián)沖擊器一般每一級(jí)捕集的樣品不能超過(guò)大約10毫克。應(yīng)當(dāng)根據(jù)這個(gè)要求和采用的取樣流率以及預(yù)計(jì)濃度來(lái)確定取樣時(shí)間。因?yàn)樽畲蟮募?jí)負(fù)荷大約只有10毫克，也就是說(shuō)在捕集粒子最多的那一級(jí)只能收集10毫克樣品，這樣有些沖擊級(jí)就只能捕集大約幾十或幾百微克的樣品了，所以要取得準(zhǔn)確的結(jié)果，稱重的精確性和靈敏度必須達(dá)到10~30微克。

（4）顯著不同的粒子濃度

除塵器進(jìn)出門的粒子濃度一般是相差很大的，故測(cè)定除塵器的效率時(shí)，在其進(jìn)出口應(yīng)分別采用不同的級(jí)聯(lián)沖擊器，否則就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的誤差。例如，假定一臺(tái)除塵器有99%的效率，如果在其入口需取樣30分鐘，則在其出口就需取樣了3000分鐘。雖然取樣流率可以調(diào)節(jié)，但也不能調(diào)節(jié)到足以彌補(bǔ)粒子濃度的這種差異。因?yàn)闃O高的流率會(huì)造成粒子重返氣流，而且入口又不宜采用流率高的取樣器，否則取樣時(shí)間過(guò)短，可能由于管道內(nèi)粒子濃度或粒度分布的瞬時(shí)變化而使所取的樣品無(wú)代表性。所以一般應(yīng)在除塵器入口采用流率低的沖擊器，而在出口采用流率高的沖擊器。取樣時(shí)分別用它們的最佳流率運(yùn)行。取樣時(shí)間按每一級(jí)都捕集到可以稱重的樣品，又不致使任一級(jí)過(guò)負(fù)荷的要求來(lái)確定。

（5）靜電影響

在煙道氣粒子上可能存在靜電荷，使級(jí),聯(lián)沖擊器的取樣發(fā)生誤差。在這種情況下最好把電荷中和器和級(jí)聯(lián)沖擊器結(jié)合使用。

（6）等速取樣

使用級(jí)聯(lián)沖擊器要保持總是等速取樣是比較困難的，因?yàn)樵诿恳淮螠y(cè)定期間必須保持流率不變(否則粒度分級(jí)就會(huì)起變化)，而且取樣咀尺寸是有限制的(一般要避免使用直徑小于2毫米的取樣咀)。因此，在分析測(cè)定數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)考慮不等速取樣的影響。 2100433B

級(jí)聯(lián)沖擊取樣器是K·R·May在1945年首創(chuàng)的。至今，這種儀器已經(jīng)發(fā)展成許多不同的構(gòu)造型式，比較普通的是采用孔口形噴咀，以平的淺盤做捕集板。表1是美國(guó)生產(chǎn)的幾種可供管道取樣用的級(jí)聯(lián)沖擊取樣器。

表1美國(guó)生產(chǎn)的級(jí)聯(lián)沖擊取樣器

華盛頓大學(xué)Ⅲ型級(jí)聯(lián)沖擊器（如圖3所示）各級(jí)的捕集板和噴咀都裝在一個(gè)圓筒形外殼內(nèi)。 第1級(jí)只有一個(gè)噴咀一即取樣咀的出口。包括取樣咀在內(nèi)的沖擊器總長(zhǎng)為25厘米，直徑約7.4厘米。第2級(jí)到第7級(jí)的噴咀都是在一塊板上用機(jī)加工或激光光束等方法制成。沖擊器的取樣咀是可以更換的，應(yīng)根據(jù)等速取樣的要求選擇：樣品進(jìn)沖擊器后；大粒子脫離氣流與第一級(jí)捕集板碰撞，較小的粒子則隨同氣流經(jīng)過(guò)捕集板周邊的環(huán)形縫隙流入第2級(jí)。除第1級(jí)捕集板外，其余各級(jí)捕集板都是環(huán)形的，氣體經(jīng)過(guò)這些捕集板的中心流入下一級(jí)。在第7級(jí)后面還設(shè)有濾料，用以捕集所有剩余的粒子。這一層濾料可以用紙、玻璃纖維、多孔金屬薄片、多孔有機(jī)物（如塑料）或其它適當(dāng)?shù)牟牧稀?

表2 三種級(jí)聯(lián)沖擊器的理論粒度分級(jí)點(diǎn)（微米）

慣性碰撞參數(shù)N₁是用來(lái)衡量慣性作用大小的一個(gè)無(wú)因次參數(shù)，其計(jì)算公式如下 ：

式中

c—肯寧漢修正系數(shù)；

v₁—射流的平均速度，cm/s；

d_p—粒子直徑，μm；

μ—流體的動(dòng)力粘滯系數(shù)，泊；

w—射流寬度或直徑，cm；

上式是設(shè)計(jì)級(jí)聯(lián)沖擊取樣器的基本公式。

級(jí)聯(lián)沖擊取樣器是利用慣性原理對(duì)粒子進(jìn)行取樣和分級(jí)的。這種儀器由截面為圓形或矩形的噴咀和靠近噴咀放著的平板等基本構(gòu)件組成。其作用原理如圖1所示 ：

一個(gè)（或若干個(gè)）噴咀和一塊平板組成一個(gè)沖擊級(jí)，幾級(jí)串聯(lián)起來(lái)就稱為級(jí)聯(lián)沖擊取樣器。使用時(shí)把含塵空氣抽進(jìn)儀器，從噴咀噴出形成高速射流。在靠近平板處氣流迅速拐彎，與平板平行流動(dòng)，進(jìn)入串聯(lián)的第二級(jí)，塵粒則由于本身的慣性可能與平板碰撞而被捕集。因?yàn)闆_擊器中各級(jí)的噴咀逐步縮小，從而使射流速度逐步增加，粒子受到的慣性力也逐步增大，所以能夠與平板碰撞的粒子愈來(lái)愈小，這樣就可以把粒子按粒度分級(jí)。

理想的沖擊器每一級(jí)應(yīng)當(dāng)能捕集大于某一粒度的所有粒子，而小于這一粒度的粒子則都不被捕集。設(shè)計(jì)沖擊器應(yīng)力求達(dá)到這一理想狀況。但是，由于一些因素的影響，實(shí)際上現(xiàn)有的沖擊器都做不到這一點(diǎn)，而是把理想的直線改變?yōu)椤癝”形的曲線。

級(jí)聯(lián)沖擊取樣器（cascade impactor），簡(jiǎn)稱級(jí)聯(lián)沖擊器 ，是指用沖擊的原理，按沖量大小，可以同時(shí)分別采集不同粒徑顆粒物的一種采樣器。 級(jí)聯(lián)沖擊取樣器既可以用來(lái)測(cè)定大氣或工人操作地點(diǎn)的粉塵粒度分布，也可以用來(lái)測(cè)定管道中的粉塵粒度分布。

級(jí)聯(lián)可以定義為兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的交換機(jī)通過(guò)一定的方式相互連接，根據(jù)需要，多臺(tái)交換機(jī)可以以多種方式進(jìn)行級(jí)聯(lián)。在較大的局域網(wǎng)例如園區(qū)網(wǎng)(校園網(wǎng))中，多臺(tái)交換機(jī)按照性能和用途一般形成總線型、樹型或星型的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)。

城域網(wǎng)是交換機(jī)級(jí)聯(lián)的極好例子，目前各地電信部門已經(jīng)建成了許多地級(jí)市的寬帶IP城域網(wǎng)。這些寬帶城域網(wǎng)自上向下一般分為3個(gè)層次：核心層、匯聚層、接入層。核心層一般采用千兆以太網(wǎng)技術(shù)，匯聚層采用1000M/100M以太網(wǎng)技術(shù)，接入層采用100M/10M以太網(wǎng)技術(shù)，所謂"40G到大樓，萬(wàn)兆到樓層，千兆到桌面"。

這種結(jié)構(gòu)的寬帶城域網(wǎng)實(shí)際上就是由各層次的許多臺(tái)交換機(jī)級(jí)聯(lián)而成的。核心交換機(jī)(或路由器)下連若干臺(tái)匯聚交換機(jī)，匯聚交換機(jī)下聯(lián)若干臺(tái)小區(qū)中心交換機(jī)，小區(qū)中心交換機(jī)下連若干臺(tái)樓宇交換機(jī)，樓宇交換機(jī)下連若干臺(tái)樓層(或單元)交換機(jī)(或集線器)。

交換機(jī)間一般是通過(guò)普通用戶端口進(jìn)行級(jí)聯(lián)，有些交換機(jī)則提供了專門的級(jí)聯(lián)端口(Uplink Port)。這兩種端口的區(qū)別僅僅在于普通端口符合MDIX標(biāo)準(zhǔn)，而級(jí)聯(lián)端口(或稱上行口)符合MDI標(biāo)準(zhǔn)。由此導(dǎo)致了兩種方式下接線方式不同：當(dāng)兩臺(tái)交換機(jī)都通過(guò)普通端口級(jí)聯(lián)時(shí)，端口間電纜采用交叉電纜(Crossover Cable)；當(dāng)且僅當(dāng)其中一臺(tái)通過(guò)級(jí)聯(lián)端口時(shí)，采用直通電纜(Straight Through Cable)。

為了方便進(jìn)行級(jí)聯(lián)，某些交換機(jī)上提供一個(gè)兩用端口，可以通過(guò)開關(guān)或管理軟件將其設(shè)置為MDI或MDIX方式。更進(jìn)一步，某些交換機(jī)上全部或部分端口具有MDI/MDIX自校準(zhǔn)功能，可以自動(dòng)區(qū)分網(wǎng)線類型，進(jìn)行級(jí)聯(lián)時(shí)更加方便。

用交換機(jī)進(jìn)行級(jí)聯(lián)時(shí)要注意以下幾個(gè)問(wèn)題。原則上任何廠家、任何型號(hào)的以太網(wǎng)交換機(jī)均可相互進(jìn)行級(jí)聯(lián)，但也不排除一些特殊情況下兩臺(tái)交換機(jī)無(wú)法進(jìn)行級(jí)聯(lián)。交換機(jī)間級(jí)聯(lián)的層數(shù)是有一定限度的。成功實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)的最根本原則，就是任意兩節(jié)點(diǎn)之間的距離不能超過(guò)媒體段的最大跨度。多臺(tái)交換機(jī)級(jí)聯(lián)時(shí)，應(yīng)保證它們都支持生成樹(Spanning-Tree）協(xié)議，既要防止網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)環(huán)路，又要允許冗余鏈路存在。

進(jìn)行級(jí)聯(lián)時(shí)，應(yīng)該盡力保證交換機(jī)間中繼鏈路具有足夠的帶寬，為此可采用全雙工技術(shù)和鏈路匯聚技術(shù)。交換機(jī)端口采用全雙工技術(shù)后，不但相應(yīng)端口的吞吐量加倍，而且交換機(jī)間中繼距離大大增加，使得異地分布、距離較遠(yuǎn)的多臺(tái)交換機(jī)級(jí)聯(lián)成為可能。鏈路匯聚也叫端口匯聚、端口捆綁、鏈路擴(kuò)容組合，由IEEE802.3ad標(biāo)準(zhǔn)定義。即兩臺(tái)設(shè)備之間通過(guò)兩個(gè)以上的同種類型的端口并行連接，同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，以便提供更高的帶寬、更好的冗余度以及實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。鏈路匯聚技術(shù)不但可以提供交換機(jī)間的高速連接，還可以為交換機(jī)和服務(wù)器之間的連接提供高速通道。需要注意的是，并非所有類型的交換機(jī)都支持這兩種技術(shù)。

級(jí)聯(lián)光端機(jī)應(yīng)用范圍雖沒(méi)其它類型光端機(jī)廣泛，但在電“平安城市”、智能交通、鐵路、高速公路、公路隧道、社會(huì)治安監(jiān)控、智能交通系統(tǒng)（ITS） 等方面都有應(yīng)用。