Устройство для измерения концентрации атмосферных ледяных ядер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЯО, 931 1)4 С О 1 11 1/00 Я О ЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР,ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИЕ ИЗОБР ВТОРСНОМУ СВИ(54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯКОНЦЕНТРАЦИИ АТМОСФЕРНЫХ ЛЕДЯНЫХ .ЯДЕР, содержащее камеру с теплопроводными стенками, снабженными системой охлаждения, крышки штуцеры для ввода и вывода пробы, а также кювету для индикаторного раствора, размещен ную 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 нагревательным элементом, размещенным в кювете для индикаторного растворе.Изобретение относится к метеорологическим приборам в области исследований облаков, аэрозольного составаатмосферы, активных воздействий наоблака и туманы и предназначено дляизмерения концентраций атмосферныхледяных ядер в полевых, экспедицион-.ных условиях на земле и в воздухЕ.Известны устройства разных прин"ципов для измерения объемных концент.раций атмосферных ледяных ядер: импакторные устройства на миллипоровыхфильтрах, облачная камера расширенияи 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 2 Онедостатки: длительные и значитель,ные пересыщения водяного пара, ненаблюдающиеся в облаках, малая производительность измерений, непрямоеохлаждение, неприспособленность к 25полевым измерениям с борта самолетаили вертолета.Наиболее близкой к изобретениюпо существу решаемой задачи является облачная камера смешения, которая ЗОимеет холодильную камеру прямого охлаждения, т.е. камеру с теплопроводными стенками, снабженными системойохлаждения, Внутри камеры размещенакювета с индикаторным раствором.Недостатки известной камеры смешения состоят в том, что в ней приобразовании модельного облака возникают длительные и большие перенасы-.щения, искажающие показания прибора; 4 Онагрев индикаторного раствора дляплавления выросших в них ледяныхкристаллов осуществляется путем внешнего нагрева стенок холодильной камеры, что делает значительной длительЙость измерительного цикла и ограничивает возможности примененияустройства, например на самолете,Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков: снижение погрешности измерений50путем уменьшения локальных пересыщЕений водяного пара, а также увеличение быстродействия устройства,55Это достигается тем, что в устройстве крышка камеры обхватывает часть ее рабочего объема и выполнена из теплоизоляционного материала,а штуцер для ввода пробы размешен всредней части ее боковой стенки,При этом устройство снабжено автономным нагревательным элементом,размещенным в кювете для индикаторного раствора.На чертеже изображен общий видустройства, которое содержит камеру1, холодильный агрегат 2, змеевик 3,охлажданячий стенки камеры 1, крышкукамеры 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 1 О, теплоизолирующий слой стенок 11 и крышки 12, пульт управления 13,Цилиндр облачной камеры 1 изготовлен из металла и охлаждаетсяфреоновым холодильным агрегатом,спомощью спиральной медной трубкизмеевика 3, а верхняя часть (крышка), являющаяся продолжением нижнейчасти, выполнена из теппоизоляционного материала, Эта верхняя частькамеры в отличие от нижней не имеетспециального охлаждения с помощьюзмеевика и поэтому в объеме этойвторой части камеры температура всегда выше, чем в нижней, на определенную специально подобранную величину (15-6 С). Объем верхней части камеры составляет 16-213 всего объемакамеры.Рабочий объем камеры равен 1 О л,что вызывается важными для эксплуатации иа практике весогабаритными соображениями, Соотношение объемов16-217 является оптимальным и определено эмпирически из опытов, в которых учитывались также воэможностихолодильной системы, В верхней частикамеры локальные пересыщения водяного пара уменьшены, так как температура в точке ввода пробы существенно выше рабочей температуры в холодильной камере, Стационарные, длительные пересыщения вообще исключены, так как образующееся модельноеоблако от смешения воздушной пробы схолодным воздухом камеры делает указанные перемещения кратковременнымивследствие быстрой конденсации водяного пара пробы воздуха на атмосферных ядрах конденсации, присутствующих в пробе.ректор С,Черни нягина Техред А.Кравчук Редактор Подписно аказ 6494 Тираж 522Государственного комитета СССРелам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб В 1130 д, 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, у ектна 3 9302На стенке цилиндра верхней части камеры на середине ее высоты расположен штуцер, через который вводится проба воздуха. Непосредственно в кювете с индикаторным раствором рас 5 полагается нагревательный элемент, который подогревает раствор и таким образом растапливает ледяные кристаллы, 1 ОЭтот 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. 20Холодильная камераохлаждается агрегатом 2 до рабочей температуры активации ледяных ядер, после чего прососом воздуха через штуцер 5 подается проба атмосферного воздуха, 25 содержащая измеряемые ледяные ядра.4Образующиеся 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 1 О, 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 точностьо измерений позволяет исполвзовать предлагаемое устройство в качестве эталонного для калибровки и проверки работы приборов, действующих на дру. гих принципах.