Устройство для измерения концентрации атмосферных ледяных ядер Советский патент 1988 года по МПК G01W1/00 

Изобретение относится к метеороло гическим приборам в области исследований облаков, аэрозольного состава атмосферы, активных воздействий на облака и туманы и предназначено для измерения концентраций атмосферных о ледяных ядер в полевых, экспедиционных условиях на земле и в воздухе4 Известны устройства разных принципов для измерения объемных концент .раций атмосферных ледя1шх ядер: импакторные устройства на миллипоровых фильтрах, облачная камера расширения и др. Из них наиболее точными, абсолютными приборами являются облачные камеры смешения, так как в них наиболее полно моделируется естественный облачный процесс, Эти устройства имеют существенные недостатки: длительные и значитель,ные пересьпцения водяного пара, не наблюдающиеся в облаках, малая произ водительность измерений, непрямое охлаждение, неприспособленность к полевым измерениям с борта самолета или вертолета. Наиболее близкой к изобретению по существу решаемой задачи является облачная камера смешения, которая имеет холодильную камеру прямого охлаждения, т.е. камеру с теплопроводными стенками, снабженными системой охлаждения. Внутри камеры размещена кювета с индикаторным раствором. Недостатки известной камеры смещения состоят в том, что в ней при образовании модельного облака возникают длительные и большие перенасыщения, искажающие показания прибора нагрев индикаторного раствора для плавления выросших в них ледяных кристаллов осуществляется путем внеш него нагрева стенок холодильной кам ры, что делает значительной длитель йость измерительного цикла и ограничивает возможности применения устройства, например на самолете. Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостат ков: снижение погрешности измерений путем уменьшения локальных пересыщений водяного пара, а также увеличение быстродействия устройства. Это достигается тем, что в устройстве крышка камеры обхватывает часть ее рабочего объема и выполнена из теплоизоляционного материала а штуцер для ввода пробы размешен в средней части ее боковой стенки. При этом устройство снабжено автономным нагревательным элементом, размещенным в кювете для индикаторного раствора. На чертеже изображен общий вид устройства, которое содержит камеру 1 холодильный агрегат 2, змеевик 3, охлаждающий стенки камеры 1 , крьщ1ку камеры из теплоизоляцинного материала 4, штуцер 5 ввода пробы атмосферного воздуха, смотровое окно 6, струбцину 7 для герметизации камеры, штуцер 8 вывода пробы, кювету 9 индикаторного раствора, нагревательный элемент 10, теплоизолирующий слой стенок 11 и крьш1ки 12, ттульт управления 13. Цилиндр облачной камеры 1 изготовлен из металла и охпаждается фреоновым холодильным afperaTOM .с помощью спиральной медной трубкизмеевика 3, а верхняя часть (крьш- ка), являющаяся продолжением нижней части, вьшолнена из теплоизоляционного материала Эта верхняя часть камеры в отличие от нижней не имеет специального охлаждения с помощью змеевика и поэтому в объеме этой второй части камеры температура всег да вьш1е, чем в нижней, на определенную специально подобранную величину ) Объем верхией части камеры составляет 16-21% всего объема камеры. Рабочий объем камеры равен 10 л, что вызывается важными для эксплуатации на практике весогабаритными соображениями. Соотношение объемов 16-21% является оптимальным и определено эмпирически из опытов, в которых учитывались также возможности холодильной системы. В верхией части камеры локальные пересьш5ения водяного пара уменьшены, так как температура в точке ввода пробы существенно вьшге рабочей температуры в холодильной камере. Стационарные, длительные пересыщения вообще исключены, так как образующееся модельное облако от смещения воздушной пробы с холодным воздухом камеры делает указанные перемещения кратковременными вследствие быстрой конденсации водяного пара пробы воздуха на атмосферных ядрах конденсации, присутствующих в пробе.

Г. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ АТМОСФЕРНЫХ ЛЕДЯНЫХ ЯДЕР, содержащее камеру с теплопроводными стенками, снабженными системой охлаждения, крышки штуцеры для ввода и вывода пробы, а также кювету для индикаторного раствора, размещенную внутри камеры, отличающееся тем, что, с целью снижения погрешности измерения путем уменьшения локальных пересыщений водяного пара, в нем крьшгка камеры обхватывает часть ее рабочего объема и выполнена из теплоизоляционного материала, а штуцер для ввода пробы размещен в средней части боковой стенки камеры. 2. Устройство поп.1,отлич ающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия, оно снабжено автономным нагревательным эле€ ментом, размещенным в кювете для ин(Л дикаторного раствора.