Устройство для измерения концентрации атмосферных ледяных ядер

Устройство для измерения концентрации атмосферных ледяных ядер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„» 93102! (5l)4 G 0l W 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3221834/18-10 (22) 17.12.80 (46) 15.12.88. Бюл. У 46 (71) Центральная аэрологическая обсерватория (72) М.Я.Аксенов, В.А,Грачев ,и В.И.Мирошниченко (53) 551.508.7 (088.8) (56) Богомолов 8).П., Лактинов А.Т.

Счетчик ядер кристаллизации. Тр;ИПГ, 1975, вып. 26, с.71-77.

Зрвиев Р. и др. Автоматический анализатор льдообразующей способности., ж. "Исследования атмосферы", 1967, т.3, У 2, с.65-77. (54)(57) 1, 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, о т л и ч а ю " щ е е с я тем, что, с целью снижения погрешности измерения путем уменьшения локальных пересьпцений водяного пара, в нем крьппка 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 по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, оно снабжено автономным нагреватепьным элементом, размещенным в кювете для индикаторного растворе.

931021

Изобретение относится к метеорологическим приборам в области исследований облаков, аэрозольного состава атмосферы, активных воздействий на облака и туманы и предназначено для измерения концентраций атмосферных ледяных ядер в полевых, экспедицион-. ных условиях на земле и в воздухЕ.

Известны устройства разных принципов для измерения объемных концент.раций атмосферных ледяных ядер: импакторные устройства на миллипоровых фильтрах, облачная камера расширения и др, Из них наиболее точными, аб- 15 солютными приборами являются облачные камеры смешения, так как в них . наиболее полно моделируется естественный облачный процесс.

Эти устройства имеют существенные 20 недостатки: длительные и значитель,ные пересьпцения водяного пара, не наблюдающиеся в облаках, малая производительность измерений, непрямое охлаждение, неприспособленность к 25 полевым измерениям с борта самолета или вертолета.

Наиболее близкой к изобретению по существу решаемой задачи является облачная камера смешения, которая 30 имеет холодильную камеру прямого охлаждения, т.е. камеру с теплопроводными стенками, снабженными системой охлаждения, Внутри камеры размещена кювета с индикаторным раствором.

Недостатки известной камеры смешения состоят в том, что в ней при образовании модельного облака возникают длительные и большие перенасы-. щения, искажающие показания прибора; 40 нагрев индикаторного раствора для плавления выросших в них ледяных кристаллов осуществляется путем внешнего нагрева стенок холодильной камеры, что делает значительной длитель- 45

Йость измерительного цикла и ограничивает возможности применения устройства, например на самолете, Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков: снижение погрешности измерений

50 путем уменьшения локальных пересьпцений водяного пара, а также увеличение быстродействия устройства.

Это достигается тем, что в устройстве крьппка 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, охлажданпций стенки камеры 1, крьппку 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 крьппки 12, пульт управления 13.

Цилиндр облачной камеры 1 изготовлен из металла и охлаждается фреоновым холодильным агрегатом .с помощью спиральной медной трубкизмеевика 3, а верхняя часть (крьппка), являющаяся продолжением нижней части, выполнена из теппоизоляционного 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 всегда вьппе, чем в нижней, на определенную специально подобранную величину (5-6 С). Объем верхней части камеры составляет 16-21Ж всего объема камеры.

Рабочий объем камеры равен 10 л, что вызывается важными для эксплуатации иа практике весогабаритными со ображениями. Соотношение объемов

16-21Х является оптимальным и определено эмпирически из опытов, в которых учитывались также воэможности холодильной системы, В верхней части камеры локальные пересьпцения водяного пара уменьшены, так как температура в точке ввода пробы существенно вьппе рабочей температуры в холо дильной камере, Стационарные, дли тельные пересьпцения вообще исключены, так как образующееся модельное облако от смешения воздушной пробы с холодным воздухом камеры делает указанные перемещения кратковременными вследствие быстрой конденсации водяного пара пробы воздуха на атмосферных ядрах конденсации, присутствующих в пробе.

Корректор С,Черни

P едак тор Н. Силь нягина

Техред А. Кравчук

Подписное

Заказ 6494

Тираж 522

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 93!02

На стенке цилиндра верхней части камеры на середине ее высоты расположен штуцер, через который вводится проба воздуха. Непосредственно в кювете с индикаторным раствором рас5 полагается нагревательный элемент, который подогревает раствор и таким образом растапливает ледяные кристаллы. 10

Этот нагревательный элемент позволяет быстро устанавливать нужную температуру раствора, не влияя на температуру воздуха в рабочем объеме камеры и не включая работу холодильной системы, что упрощает и сокращает во времени процесс измерительного цикла.

Устройство работает следующим образом. 20

Холодильная камера охлаждается агрегатом 2 до рабочей температуры активации ледяных ядер, после чего прососом воздуха через штуцер 5 подается проба атмосферного воздуха, 25 содержащая измеряемые ледяные ядра.!

0бразующиеся на ядрах ледяные кристаллы выпадают вниз — в кювету 9 с индикаторным раствором, где они вырастают до видимых размеров и подсчитываются визуально через окно 6, после чего включается нагревательный элемент 10, После таяния кристаллов льда нагревательный элемент отключается, и через несколько минут в растворе восстанавливается начальная температура. Цикл измерения повторяется.

Сокращение длительности измери" тельного цикла значительно увеличивает эффективность .измерений, расширяет возможности исследований в по-, левых условиях с помощью предлагаемого устройства.

Достигаемая по сравнению с известными приборами наибольшая точность о измерений позволяет исполвзовать предлагаемое устройство в качестве эталонного для калибровки и проверки работы приборов, действующих на других принципах.