Пробоотборная подложка для аэрозолей

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИРЕСПУБЛИН ае а 11 С 01 015 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ л. Р 26 Н.А,Березинс и нспауз.221 скадотвозо смаз(56) 1. Тле Тп 1УогЕзЬор оп 1 ееТагапне, Иуош 1 л2. Саркисовный прибор дляструктуры и льдестественных илей. Вып. 34. Тр(прототип). п геофизическийромета СССР088.8)гс 1 1 ц 1 егпас 1 опа 1Мцс 1 епз Меазцгер, ОБА, 1975, рС.Л. и др. Трехкисследования микобразующих свойскусственных аэуды ВГИ, с, 21(54) (57) ПРОБООТБОРНАЯ ПОДЛОЖКА ДЛЯ АЭРОЗОЛЕЙ, выполненная в виде диска с эксцентрично расположенным относительно его оси вращения цилиндрическим плунжером, покрытых гидрофобным веществом, причем плунжер снабжен покровной армирующей сеткой, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности анализа, плунжер выполнен полым, покров ная армирующая сетка выполнена с центральным отверстием, а половина площади армирующей сетки и отверстия дополнительно покрыты слоем вязкойИзобретение относится к научным исследованиям по физике облаков и загрязнению атмосферы, а точнее к ме" тодам отбора проб (естественного и искусственного) аэрозолей с целью изучения начальной стадии льдообразования в облаках и туманах, и может быть использовано для изучения облако" и осадкообразования и процессов самоочищения атмосферы от загрязняю щих веществ.Под льдообразующей активностью понимают отношение концентрации льдообразующих ядер к общей концентрации аэрозольных частиц в атмосфере. Поэтому для ее точного определения необходимо знание обоих параметров,Известна пробоотборная подложка, анализ частиц на которой производят путем их активации в термодиффузион ной камере 1.В качестве подложек используют мембранный миллипоровый фильтр. На фильтр осаждается большое количество аэрозольных частиц с широким спектром 25 размеров (на 5 порядков величины). В них на одно льдообразующее ядро приходится 10 ь ядер конденсации. Поэтому для уверенного определения концентрации льдообразующих ядер не обходимо увеличить объем исследуемой пробы, но при этом возрастает и число ядер конденсации, которые поглощают водяной пар в камере, и его станосится уже недостаточно для актива ции всех льдообразующих ядер, имеющих более низкую конденсационную активность, В то же время для уверенного определения счетной концентрации аэрозольных частиц необходимо иметь высо 40 кую плотность аэрозольного осадка, чтобы сумма площадей вертикальных про екций частиц была равна 10 площади подложки45К недостаткам фильтров также отно.сится низкая теплопроводность, чтоважно для их обработки в камере, кроме того, мелкие частицы проникаютвнутрь пор и выпадают из анализа. 50Наиболее близка к изобретениюпробоотборная подложка для аэрозолейвыполненная в виде диска с эксцентрично расположенным относительно егооси вращения цилиндрическим плунжером 55покрытых гидрофобным веществом, причем плунжер снабжен покровной армиРующей сеткой 2,Недостатками известной пдложки являются ограниченные фугкциональные возможности и невысокая точность анализа, которые обусловлены одинако. вой концентрацией частиц на всех участках подложки, что не позволяет использовать осажденную пробу для исследования дисперсности частиц и их льдообразующей активности с высокой точностью, так как для решения первой задачи концентрация частиц должна быть на порядок выше, чем при решении второй задачи.Кроме того, известное рещение не позволяет учитывать искажение спектра аэрозольных частиц при их осаждении на подложку, а также проводить исследование распределения частиц по размерам под оптическим и электронным микроскопами по одной пробе.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности анализа.Поставленная цель достигается тем, что в пробоотборной подложке для аэрозолей, выполненной в виде диска с эксцентрично расположенным относительно его оси вращения цилиндрическим плунжером, покрытых гидрофобным веществом, причем плунжер снабжен покровкой армирующей сеткой, плунжер выполнен полым, покровная армирующая сетка выполнена с центральным отверстием, а половина площади армирующек сетки и отверстия дополнительно покрыты слоем вязкой смазки. На фиг. 1 схематически изображенаконструкция подложки, разрез; нафиг. 2 - то же, вид сверху,Подложка включает металлическийдиск 1 с отверстием для оси 2. В теле диска на середине его радиусавыполнено отверстие 3, в котороевставляется оправка-,плунжер 4 в видеполого цилиндра. На торце плунжера4 установлена электролитическая. сетка 5 с отверстием 6 в ее центре. Плунжер 4 устанавливается так, чтобысетка 5 располагалась заподлицо споверхностью диска 1. Поверхностидиска и сетки покрываются гидрофобным веществом (раствором пластика)7. Поверх ее вязкой смазкой 8 покрывается половина сетки и центрального отверстия в ней для равноправногосопоставления аэрозольных проб,осажденных на различные участки подложки (смазки) с разными механическими и адгезионными свойствами.Сравнение условий осаждения аэрозольных частиц на различные участки подложки с разными смазками необходимо проводить по наибольшему числу проб с обоих сравниваемых участков. Оно максимально при разделении поверхности плунжера на две равные части,Осаждение аэрозольной пробы наподложку и ее обработка производятсяследующим образом.Диск 1 устанавливают так, чтобысопло импактора располагалось непосредственно над плунжером 4. Вначале с экспозицией 10-30 с (она зависит от степени загрязненности атмосферы) производят локальное осаждениеаэрозоля на гидрофобное вещество 7и вязкую смазку 8 на оправке-плунжере при неподвижном диске 1 с цельюполучения плотного осадка для определения дисперсности частиц, а затем производят осаждение пробы навсю поверхность диска при .его вращении с экспозицией 2-6 мин (например,один оборот диска осуществляется завремя экспозиции 3 мин) для определения концентрации льдообразующихядер, при этом число частиц, осажденных на единицу поверхности дискана порядок меньше, чем на такой жеплощади плунжера,После завершения пробоотбора плун.жер 4 вынимают и исследуют спектри концентрацию частиц на нем, а диск1 без плунжера устанавливают в термодиффузионную камеру и изучают эффективность льдообразования. В областиотверстия 6 частицы изучают под оптическим микроскопом, а из периферийнойобласти сетки 5 высекаются образцыдля исследования в электронном микроскопе, При заборе аэрозольной пробыв импакторе частицы могут сдуватьсяс гидрофобного вещества 7 но в вязкую смазку 8 они внедряются полностьюи задерживаются в ней. Вязкая смазка8 делается толстой и мягкой, и частицы при ударе о нее не развиваются,сохраняя свой спектр таким, каким онбып в атмосфере, Поэтому определениедисперсности частиц проводят отдель-.но на гидрофобном веществе 7 и вязкойсмазке .8, отношение полученных результатбв дает коэффициент искаженияспектра. Его необходимо установить для выяснения истинной концентрациильдообразующих адер в атмосфере,Таким образом, использование комбинированнои смазки на диске даетвозможность изучать как льдообразующие свойства, так и дисперсностьчастиц, а также установить истиннуюконцентрацию льдообразующих ядер ватмосфере,1 ОНаличие отверстия 6 в сетке 5 поз.воляет исследовать одну и ту же пробу как под оптическим, так и электронным микроскопами. Под действиемэлектронного пучка в электронном микроскопе гидрофобном вещество 7 легкоразрывается, поэтому сетка 5 является здесь армирующей. Поскольку в оптическом микроскопе обзорное полебольшое и в него попадает сразунесколько ячеек сетки, а ячейки имеют квадратную форму со стороной20 мкм и промежутки между ячейками(толщина плетения) составляют 10 мкм,то часть частиц располагается на25светлом поле, а другая часть - натемном, что затрудняет их наблюдениеи обсчет (тем более, что разрешающаяспособность микроскопа в отраженномсвете ниже, чем в проходящем). ПоэтоЗО му исследование частиц под оптическим микроскопом желательно проводитьна большой площади в проходящем свете, что и обеспечивается осаждениемчастиц на гиброфобном веществе 7 и35 вязкой смазке 8. над отверстием 6 всетке 5.Использование предлагаемой подложки с полым плунжером 4 в диске 1 поз воляет проводить анализ льдообразую 40 щих свойств и дисперсности частицпараллельно, но при этом плунжер может быть установлен на препаратоводитель оптического микроскопа без отделения от него пленки с частицами.45Осаждение частиц на плунжер, азатем на вращающийся диск, позволяетосаждать на плунжере частицы с гораз. до большей концентрацией, чем на диске. При этом выполняются оба условияопределения льдообразующей активности: концентрация частиц определяетсяс большой точностью по большому количеству частиц на плунжере, а малое55количество ядер конценсации на поверхности диска не позволяет проявиться "объемному эффекту".Предлагаемая конструкция подложкидает возможность изучать одну и ту1103117 Составитель Е,КармановаТехред А.Ач Корректор А.Дзят Редактор Н.1 Пвыдк Заказ 4969 П ного комите ений и отк аушская наб Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 же пробу под оптическим и элек- тронным микроскопоми, повысив при этом в 2 - 3 раз точность анализа и не ухудшив методы исследования Льдообразующих свойств час гип э 1 Тираж 823 ВНИИПИ Государствепо делам изобр 3035, Москва, Ж,Использование предлагаемого решения позволяет, кроме того, обходиться при исследованиях одним прибором вместо двух-трех, как в известных, и в 2-5 раз сократить время полета ле" тательного аппарата при заборе аэрозоля. одписноета СССРрытийд, 4/5