在详细介绍这个仪器之前，需要先介绍下Impactor，ELPI+是多个impactor串级组合而成(cascade impactor)。Impactor，可以翻译为冲击式采样器，当带有颗粒物的气体经过一个小孔nozzle加速后冲击到collection plate上，粒径大的颗粒物惯性大，容易偏离气流的方向而撞击到plate上，而粒径小的颗粒物比较容易随气流运动进入下游。存在一个粒径的颗粒物，有50%的可能性撞击到plate上，50%的可能想进入下游，我们将这一个粒径大小定义为Impactor的切割粒径。

通常50%的切割效率不是一条竖直直线，而是S型。

如下图所示，左侧为cascade impactor，最下面一级为filter stage，往上分别为stage 2, stage 3,….stage 14。Filter stage测量的粒径范围为6nm-16.7nm，stage 2测量范围为16.7nm-27.5nm，以此往上推。Stage 14测量的粒径范围为6680nm-9910nm。对于每个stage，由于颗粒物加速碰撞到收集板产生的电流信号被电流计检测记录，经电流/电压变换电路、A/D后得到原始电流数据。

 ELPI+由三部分组成：荷电器、CASCADE IMPACTOR、静电计。颗粒物的检测是通过静电计来完成的，所以需要先经过荷电器是颗粒物带上已经荷电比例的电荷，经过分级器筛分后由静电计来检测。

荷电器为单极性的corona charger，在高压作用下放电，荷电器产生ions，ions产生能力与高压电流大小成正比。一般情况下，保持电流为1μA，高压值在3.5±1kV左右波动。一般如果高压为了维持1μA而将电压提升至4.5kV以上时，应当对荷电器进行清洗维护。下图中Trap voltage一般为20V，CORONA VOLTAGE一般为3.5kV。

空气中的颗粒物经过荷电器达到电荷平衡后，经过ION TRAP去除很小的颗粒物和离子，然后进入CASCADE IMPACTOR进行分离，测量采用14个通道静电计，每个静电计测量范围为0-5000000fA。

对于CASCADE IMPACTOR，每一个stage都有加速孔板(jet plate)和收集板(collection plate)，收集板可放置25mm直径的滤膜，供后续的物理称重或化学分析，不同的化学分析可选用不同的滤膜，如aluminum、PTFE(Tefon)、glass fiber and polycarbonate。通常如果只使用在线测量功能，可使用铝膜，在上面涂覆grease防止颗粒物撞击反弹的问题，如Apiezon-L（for its purity and low evaporation properties），Apiezon-H grease ( for high temperature applications above 150 ℃)。

ELPI使用大概两年了，说明书再次翻看了一次，特此整理。

ELPI上位机软件采用LabVIEW软件编写，生成的数据位xls格式，后处理程序采用excel的宏（xlsm文件），后面会具体探讨软件和后处理的事情。

Zh 2014-9-10