Устройство для отбора проб аэрозоля Советский патент 1992 года по МПК G01W1/00 

Изобретение относится к метеорологии и предназначается для отбора оседающих из атмосферы взвешенных частиц с целью исследования их химического состава,

Известны устройства для отбора проб аэрозолей, оседающих из атмосферы на поверхность земли, с помощью планшетов, баков, кювет, где в качестве собирающей поверхности (коллектора) служат марля, батист, липкая бумага или поверхность жидкости (вода, керосин).

Недостатком этих устройств является то, что фоновое содержание ряда микропримесей в используемых коллекторах больше, чем в отбираемых пробах и поэтому при отборе проб аэрозолей чистота коллектора имеет важное значение.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для отбора проб аэрозолей, оседающих из атмосферы на горизонтальную кювету в виде емкости из водонепроницаемого материала, заполненной жидкостью, на поверхности которой находится органическая пленка,

Недостатком известного устройства является следующее. Площадь органической пленки, образующейся на поверхности воды при растекании органического раствора, зависит от температуры воздуха, воды в кювете, температуры органического раствора. Свободно плавая на поверхности воды, органическая пленка может прижиматься ветром к бортам кюветы, деформироваться, отчего ее площадь неконтролируемо изменяется. Кроме того, с непокрытой пленкой .поверхности вода испаряется, попавшие в нее примеси концентрируются, что неизбежно приводит к загрязнению нижней поверхности пленки из-за ее сорбирующих свойств. Вследствие этого невозможно определить количественный состав атмосферного аэрозоля. В результате испарения уменьшается объем воды и пленка может опуститься на дно кюветы, после этого ее

Ё

ю о

практически невозможно снять для дальнейшего анализа. Это создает дополнительные трудозатраты для слежения за уровнем воды в кювете.

Цель изобретения состоит в повышении точности отбора проб аэрозолей из атмосферы на органическую пленку. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для отбора проб аэрозолей из атмосферы ступенчатая цилиндрической формы кювета, заполненная водой, снабжена системой регулирования уровня жидкости, поддерживающей постоянный уровень воды в кювете и сохраняющей закрепляющую на ступеньке кюветы пленку в горизонтальном положении. Путем изменения высоты расположения системы уровень воды в кювете поднимается до создания выпуклого мениска, на который происходит нанесение пленкообразующего раствора, и опускается после образования пленки до уровня, когда пленка, соприкасаясь со ступенькой кюветы, закрывает всю поверхность воды, предохраняя ее от испарения, приводящего к провисанию пленки,закрепленной на краях ступени,и от загрязнения.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что имеет ступени для фиксации органической пленки, системы регулированияуровняжидкости, поддерживающей определенный уровень в кювете, и создающей выпуклый мениск, на который наносится пленкообразующий раствор.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что системы сообщающихся сосудов и возможность создания выпуклых менисков широко известны. Одна ко, при их введении в указанной связи со ступенью для фиксации пленки и поддерживании ее в горизонтальном положении проявляется суммарный эффект (новые свойства), что приводит к закреплению необходимого размера площади пленки, повышает ее прочность, устраняет испарение жидкости из заборной кюветы и устраняет загрязнение жидкости.

На чертеже показан пример выполнения устройства для отбора аэрозоля из атмосферы.

Устройство содержит заполненную водой кювету 1, соединенную с помощью трубки 2 с резервуаром 3, и емкость 4 на штативе. Емкость.4 объемом 0,5 л, заполненная водой, укрепляется с помощью винта 5 так, чтобы горловина емкости входила в резервуар 3. Кювета цилиндрической формы выполнена из химически чистого тефлона и имеет высоту 3 см и диаметр 12 см. На

ее внутренней боковой поверхности имеется ступень 6 высотой 0,5 см и шириной 2 см. Перемещая емкость 4 вдоль вертикальной оси штатива вниз, поднимают уровень воды

в кювете до образования выпуклого мениска на краях кюветы. На поверхность воды наносят пипеткой одну каплю 2%-ного раствора целлулоида в изоамиловом эфире уксусной кислоты. После испарения эфира на

0 поверхности воды образуется эластичная органическая пленка-коллектор для взвешенных частиц, осаждающихся из воздуха. Затем, перемещая емкость 4 вверх, понижают уровень воды до тех пор, пока пленка не

5 зафиксируется на краях ступени 6. Сообщающейся системой кювета-резервуар-емкость уровень воды под пленкой поддерживается постоянным. Зафиксированная пленка закрывает поверхность во0 ды, предохраняя ее от загрязнения и от испарения, и не смещается ветром.

После экспонирования пленка снимается с поверхности жидкости и отобранная проба анализируется на качественный и ко5 личественный анализ любым физико-химическим методом.

Экспериментальные исследования заявляемого устройства для отбора проб аэрозолей показали, что по сравнению с

0 устройством прототипа заявляемое устройство исключает провисание или деформацию органической пленки, загрязнение ее, обеспечивая стандартную площадь отбора, что повышает эффективность отбора и дела5 ет возможным проводить расчет количественного выпадения микропримесей на поверхность земли.

Устройство может применяться для контроля за чистотой природной среды на метео 0 постах и метеостанциях, при изучении вопросов физики атмосферы и экологии, исследовании распространения тяжелых металлов, а также для контроля за чистотой воздуха на промышленных предприятиях,

5 рудниках, атомных и тепловых станциях. Формула изобретения Устройство для отбора проб аэрозоля, содержащее кювету с верхней и нижней частями, частично заполненную жидкостью, и

0 пленку из органического материала, расположенную на поверхности жидкости, отличающееся тем, что, с целью повышения точности,поверхность жидкости совмещена с границей между верхней и нижней частями,

5 причем верхняя часть выполнена с площадью поперечного сечения большей, чем площадь нижней части, которая выполнена не менее, чем с одним патрубком, соединенным с введенной системой поддержания уровня жидкости.

Изобретение относится к метеорологическому приборостроению и может быть использовано при определении состава аэрозолей приземного слоя атмосферы. Целью изобретения является повышение точности отбора проб. Указанная цель достигается за счет фиксации площади поверхности органической пленки, исследуемой в качестве поверхности сбора аэрозолей и расположенной на поверхности жидкости, частично заполняющей кювету. Фиксация достигается с помощью системы поддержания уровня жидкости на границе верхней и нижней частей кюветы, 1 ил.