Термодиффузионная камера Советский патент 1983 года по МПК G01W1/00 G01W1/18 

Изобретение относится к метеорологии и атмосферной оптике, а именн к устройствам для изучения механизм образования облачных капель, ледяны кристаллов, осадков, града, фазовых переходов, а также для изучения кон денсационных и льдообразующих свойс аэрозолей. Известна термодиффузионная камер для измерения концентрации ядер, со тоящая из двух горизонтальных терми чески регулируемых пластин. Верхняя пластина представляет собой лист глазурованного льда. Нижняя пластин выполнена гладкой и полированной дл установки поддонов с фильтрами. Наб людение ведется с помощью микроскопа, установленного в верхней пласти не, которая вращается для перехода от одного к другому l . Недостатки камеры - громоздкость и ненадежность в работе. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является термодиффузионная камера, содержащая верхню и нижнюю медные пластины толщиной 3,1 мм, боковые и заднюю стенки камеры из плексиглаза толщиной 6,3 мм Габариты рабочего объема камеры 180 180- 45 мм Четыре термоэлектрических модуля используются для одновременного и однородного нагрева верхней и охлаждения нижней плас тин, создающих температурную разницу между ними. Во избежание дрейфа температуры на обеих пластинах к верхней пластине прик эепле11 медный канал, охлаждаемый жидкостью постоянной температурь;, проходящей через него. Внутри верхняя и нижняя пластины покрыты фильтровальной бумагой, которая смачивается и замораживается перед началом работы камеры. Освещение осуществляется любой микроскопной лампой или гелий неоновым лазером. Камера позволяет измерять ледяные кристаллы размером не более 10 мкм 2J . Однако известная камера не обеспечивает достаточной точности измерений (счета кристаллов) ввиду мало (ТОЛЩИНЫ объема камеры в области ;светового луча, обусловленной необ|ходимостью исключения градиентов температуры, а также увеличения ско рости 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 достигается тем, что термодиффузионная камера, содержащая теп лоизолированный кожух с рабочим объемом, образованным верхней и нижней металлическими пластинами, внутренние поверхности которых покрыты фильтровальным материалом, а на наружных поверхностях расположены нагреват€;ли-охладители, снабжена капроновой нитью, натянутой вдоль горизонтальной оси рабочего объема камеры. На чертеже изображена предлагаемая камера, разрез. Повышение 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 без опасения их выхода из светового луча. Увеличение размеров ледяных кристаллов повьаиает точность лх подсчета, а следовательно и точность определения льдообразующей активности аэрозолей. Камера имеет рабочий объем 1,ограниченный сверх.у и снизу медными пластинами 2, а с боковой стороны зачерненными пластинами из текстолита 3, имеющий тепловую изоляцию 4. Медные пластины 2 со стороны рабочего объема 1 покрыты черным сукном 5. С 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 шель 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 стенку камеры (не показана), смачивают сукно 5 для создания переведения ис.следуемой пробы воздуха в рабочем объеме 1 и ставят стенку на место, Подают 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 све31053052

та вдоль горизонтальной оси рабочеготаллами (свыше 10 мкм), выросшими на

объема 1, на которой расположенакапроновой нити и попадагсадими в покапроновая нить, а наблюдение за по-ле зрения исследования, по сравнению

явлением ледяных кристаллов на нитис известной камерой.

ведут перпендикулярно лучу света. Камера может работать при темпераКамера позволяет исследовать льдо- 5турах окружающего воздуха от -30 до образующие ядра размером от 0,01 , причем температура пластин в 200 мкм при различных значениях тем-камере поддерживается от О до -30 С. пературы и влажности, а также повыша-Камера работает в комфортных условиет точность проведения исследованияях, в то время как известная камера на 15% за счет возможности наблюде- 10работает в условиях температур, на |ния за более крупными ледяными крис-|15-50°С ииже комфортных.

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