Термодиффузионная камера

 

ТЕРМОДИФФУЗИОННАЯ КАМЕРА, содержащая теплоизолированный кожух с рабочим объемом, образованным верхней и нижней металлическими пластинами , внутренние поверхности которых покрыты фильтровальным материалом, а на наружных поверхностях расположены нагреватели-охладители,.о т л ичающаяся тем, что, с целью повышения точности измерения концентрации льдообразующих ядер и расширения диапазона измеряемых ледяных кристаллов, она снабжена капроновой нитью, натянутой вдоль горизонтальной оси рабочего объема камеры. Кл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ ОНИ Х

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) G 01 И 1 00 G 1 W 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO. ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3 405885/18-1 0 (22) 03.03.82 (46) 07.11.83. Бюл. 9 41 (72) С,Д. Смирнов,М.Ф.Бялельдинов, Й.Н. Васильева, Н.А. Березинский, В.Г. Хоргуани и Г.В. Степанов (71) Государственное специальное конструкторское бюро теплофизического приборостроения и Высокогорный геофизический институт (53) 551,508.7 (088.8) (56) 1. А. Gagin and Aroyo-Journa I

de Recherches Atmospherigues, 1963, 9 44, с. 115-122.

2. Scha 1 Гег R.Ñ., Fucuta H. Atmos.

Sci. 1979, вып. 3, )) 9, с. 1788-1802 (прототип), (54) (571 ТЕРМОДИФФУЗИОННАЯ KANEPA, содержащая теплоизолированный кожух с рабочим объемом, образованным верхней и нижней металлическими пластинами, внутренние поверхности которых покрыты фильтровальным материалом, а на наружных поверхностях расположены нагреватели-охладители,,о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности измерения концентрации льдообраэующих ядер и расширения диапазона измеряемых ледяных кристаллов, она снабжена капроновой нитью, натянутой вдоль горизонтальной оси рабочего объема камеры.

1053052

И.эобретение относится к метеорологии и атмосферной оптике, а именно к устройствам для изучения механизма образования облачных капель, ледяных кристаллов, осадков, града, фазовых переходов, а также для изучения кон5 денсационных и льдообразующих свойств аэрозолей.

Известна термодиффузионная камера для измерения концентрации ядер, состоящая из двух горизонтальных термически регулируемых пластин. Верхняя пластина представляет собой лист глазурованного льда. Нижняя пластина выполнена гладкой и полированной для установки поддонов с Фильтрами. Наб- 15 людение ведется с помощью микроскопа, установленного в верхней пластине, которая вращает:я для перехода от одного Фильтра к другому (11 .

Недостатки камеры — громоздкость 2п и ненадежность в работе.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является термодиффузионная камера, содержащая верхнюю и нижнюю медные пластины толщиной

3,1 мм, боковые и заднюю стенки камеры из плексигла зг толщиной 6,3 мм.

Габариты рабочего объема камеры

180 180 . 45 мм; Четыре термозлектрических модуля используются для

30 одновременного и однородного нагрева верхней и охлаждения нижней пластин, создающих температурную разни цу между ними. Во избежание "дрейфа" температуры на обеих пластинах к верхней пластине прикреплен медный канал, охлаждаемый жидкостью постоянной температуры, проходящей через него.

Внутри верхняя и нижняя плас— 40 тины покрыты фильтровальной бумагой, которая смгчивается и замораживается перед началом работы камеры. Освещение осуществляется любой микроскопной лампой или гелий в 45 неоновым лазером. Камера позволяет измерять ледяные кристаллы размером не более 10 мкм L 2j .

Однако известная камера не обеспечивает достаточной точности изме,рений (счета кристаллов) ввиду малой ! ,толщины объема камеры в области светового луча, обусловленной необ ходимостью исключения градиентов температуры, а также увеличения скорости седиментации аэрозольных частиц и кристаллов с ростом их размеров.

Целью изобретения является повышение точности измерения концентрации льдообразующих ядер и расширение диапазона измеряемых ледяных кристаллов.

Цель достига.ется тем, что термодиффузионная камера, содержащая теп лоиэолированный кожух с рабочим объемом, образованным верхней и нижней металлическими пластинами, внутренние поверхности которых покрыты фильтровальным материалом, а на наружных поверхностях расположены нагреватели-охладители, снабжена капроновой нитью, натянутой вдоль горизонтальной оси рабочего объема камеры.

На чертеже изображена предлагаемая камера, разрез.

Г!овышение точности измерений концентрации льдообразующих ядер достигается тем, что частицы исследуемого аэрозоля осаждаются на капроновую нить, которая затем укрепляется в камере по ее оси и освещается лучом света, направленным вдоль нити. Ледяные кристаллы, образовавшиеся на ядрах, можно выращивать до любого желаемого размера беэ опасения их выхода из светового луча. Увеличение размеров ледяных кристаллов повышает точность их подсчета, а следовательно и точность определения льдообраэующей активности аэрозолей.

Камера имеет рабочий объем 1,ограииченный сверху и снизу медными пластинами 2, а с боковой стороны эачерненными пластинами из текстолита 3, имеющий тепловую изоляцию 4.

Медные пластины 2 со стороны рабочего объема 1 покрыты черным сукном 5.

О наружной стороны на концах медных пластин 2 расположены три нагревателя-охладителя, выполненные в виде термобатарей б с теплообменниками 7, соединенными гидравлически последовательно.

Рабочий объем 1 освещается через плоскую щель 8 размером 2 40 мм, закрытую двойным стеклом 9. Вдоль горизонтальной оси рабочего объема 1 натянута капроновая нить 10 для осаждения на ней аэрозольной пробы, снабженная устройством 11, регулирующим натяжение нити.

Вертикальные стенки 12, образующие теплоизолированный кожух, обеспечивают горизонтальность оси камеры. К основанию кожуха крепятся ножки камеры 13.

Работа камеры заключается в следующем.

Снимают переднюю прозрачную стен— ку камеры (не покаана), смачивают сукно 5 для создания пересыщения исследуемой пробы воздуха в рабочем объеме 1 и ставят стенку на место, Нодают воду на охлаждение теплообменников 7 и напряжение на термобатарею б для создания температурного и влажностного режимов в камере.

Исследуемая проба воздуха, осажденная на нити 10, устанавливается в рабочий объем 1. Направляют луч све1053052

Составитель В. Агапова

Техред A.Ач Корректор А. Повх,Редактор Н. Джуган

Заказ 8866/44 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная,4 та вдоль горизонтальной оси рабочего объема 1, на которой расположена капроновая нить, а наблюдение за появлением ледяных кристаллов на нити ведут перпендикулярно лучу света.

Камера позволяет исследовать льдообразукяцие ядра размером от 0,01 до

200 мкм прн различных значениях температуры и влажности, а также повьиаает точность проведения исследования на 15% эа счет воэможности наблюде1 ния за более крупными ледяными кристаллами (свыае 10 мкм), выросшими на капроновой нити и попадающими в поле зрения исследования, по сравнению с известной камерой.

Камера может работать при температурах окружающего воздуха от -30 до

+30 С, причем температура пластин в камере поддерживается от 0 до -30 С.

Камера работает в комфортных условиях, в то время как известная камера

10 работает в условиях температур, на ,,15-50 С ниже комфортных.