《全面禁止核试验条约》（CTBT）规定在全球建立国际监测系统（IMS）,以监测可能违反条约的活动。IMS 包括80 个放射性核素台站。这些台站通过采集大气的气溶胶和气体样品,分析其中相关核素的含量,来确定事件的性质。为了防止台站的气溶胶采样器（流量大于500 m3/h）运行时出现滤材堵塞,条约组织的临时技术秘书处建议:在沙尘暴频繁或大气颗粒物污染比较严重的台站,需要在采样器中安装预分离器, 如旋风分离器。本文研究了可用于这种气溶胶取样器预分离的旋风分离器,确定了使用轴流进气直流式的结构。在转圈理论的基础上,提出了切割粒径的计算方法。建立了流量为700～800 m3/h 的预分离器性能测试装置和方法,并对3 个旋风分离器性能进行了测试。实验结果表明:3 个旋风分离器的切割粒径在12～14μm, 略小于设计值15μm,结果与计算较好地符合;性能最佳的旋风分离器的切割粒径为14.5μm,10μm 颗粒的透过率为73％,符合技术要求。这种直流式旋风分离器在气溶胶分级采样方面具有应用前景。