Устройство для определения льдообразующей эффективности аэрозолей

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоввтскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет С 01 4 1/00 Гесудврстввииый квкнтет но аензк нзвбретеиий н вткрытнй(72) Авторы изобретения исокогорний геофиеинескир институт(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯЛЬДООБРАЗУКНЦЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИАЭРОЗОЛЕЙ Изобретениеотносится к метеорологии а точнее к исследованиям про. цессов льдообразования с помощью термодиффузионных камер и может быть применено для изучения гаэофазных реакций, Фазовых переходов в присутствии зародышей и роста поликристаллов, а также в микробиологии и медицине.Известные термодиффузионные камеры имеют корпус, выполненный из теп" лоизолятора, В камере имеются две металлические поверхности, расположенные в одной плоскости или друг над другом с воздушным зазором, Одна поверхность, выполненная в виде кольца (верхняя пластина в другой модификации камеры), смачивается водой и является увлажнителем. Вторая поверхность, расположенная внутри кольца (под увлажнителем), является предметным столиком, на котором устанавливается аэроэольная проба, предвари" тельно осажденная на фильтр или ме 2таллический зеркальный ( полированный) диск. Увлажнитель и предметный столик разделены теплоизолятором.Температуры их рерулируются автономно. Устанавливается температура сто" лика (исследуемого объекта), затеи меняют температуру испарителя, тем самым меняя влажность над объектом, Таким образом, в зависимости от температуры столика и испарителя можно твустановить любую влажность над пробой, при которой происходит активация льдообразующих ядер, Этот метод отличается простотой, удобством и высокой точностью поддержания температуры и влажности (1).Недостаток метода связан с истощением водяного пара в камере изза большой плотности частиц в аэроэольной пробе. Гидрофильные частицы поглощают значительную часть водяного пара, а медленный процесс диффузии его от источника не успевает пополнять это истощение. Поэтому для0239 Наиболее близкой к предлагаемой является термодиффузионная камера с теплоизолированным корпусом и окном для наблюдения, содержащая контакти" рующие с термобатареями увлажнитель и предметный столик для аэрозольной пробы 3 .Однако использование этой термодиффузионной камеры также приводит к существенным ошибкам в определении льдообразующей активности аэрозолей,Цель изобретения - повышение тоцности определения льдообразующей ак 1 ивности аэрозолей.Поставленная цель доостигается тем, что предметный столик для пробы 55 аэрозолей снабжен управляемым подвижным экраном, из паронепроницаемого гидрофобного материала. 3 90 активации льдообраэующих ядер, конденсационно менее активных, оставшегося количества пара уже недостаточно, что приводит к существенным ошибкам в определении льдообразующей активности аэрозолей. Эта ошибка растет с увеличением числа частиц в пробе.Известны динамические термодиффузионные камеры, в которых воздух циркулируют по замкнутому контуру. Струя воздуха продувается через охлаждаемый до нужной температуры радиатор, насыщалась там водяным паром до требуемой величины и далее проходит над аэрозольной пробой, осажденной на какую-либо подложку (полированный диск, фольгу или фильтр Водяной пар диффундирует иэ струи воздуха к аэрозольной пробе, увлажняя ее и активируя льдообразующие ядра. Таким образом, принудительное поступление водяного пара к аэрозольной пробе в значительной мере уменьшает его потери, обусловленные поглощением пара большим количеством конденсационно активных ядер 2,Однако различные части струи охлаждаются не одинаково, а турбулентный характер ее движения еще больше увеличивается неравномерностью увлажнения пробы.Кроме того, так как температура источника водяного пара, а следовательно, и продуваемого воздуха, всег" да выше температуры подложки с пробой, то тепло передается от струи к пробе и температура ее повышается, что ведет к дополнительным ошибкам. Ф 10 15 30 О М 35 40 фНа фиг.1 схем-тически показанопредлагаемое устройство, на фиг.2 столик с пробой и экраном с вырезом,вид сверху.Корпус камеры 1 вы.,олнен из теплоизолятора. Внутри камеры установлен кольцевой профилированный увлажнитель 2, в который заливаетсявода, В центре кольца, коаксиальнос ним, расположен предметный столик3, на который устанавливается отполированный металлический диск илифильтр, с предварительно осажденнойаэрозольной пробой 4. Сверху камера5 закрывается крышкой с окном б длянаблюдения, имеющим три стекла дляпредотвращения запотевания. Увлажнитель и столик охлаждаются полупроводниковыми термобатареями 7, которые разделены кольцевым теплоизолятором 8, На столике устанавливаетсятонкий управляемый экран 9, которыйзакрывает сверху аэрозольную пробуот доступа водяного пара из объемакамеры.Экран 9 может перемещаться понаправляющим 10. Управление положением экрана осуществляется двумя нитями 11 и 12, пропущенными через тонкое отверстие в корпусе 1. Нить 12переброшена через блок 13 внутри камеры.Устройство работает в следующейпоследовательности,На предметный столик 3 устанавливают фильтр или полированный металлический диск 4 с аэрозольной пробой4 и заливают воду в увлажнитель 2.Закрыв крышку камеры 5, подают напряжение на термоувлажнитель 2.и термобатареии охлаждают увлажнитель 2до нужной рабочей температуры. После установления расчетной температуры увлажнителя, потянув за нить 12, экраном 9 закрывают пробу 4. Затем понижают температуру пробы до рабочей. Выждав, пока во всем объеме камеры установится расчетное насыпающее давление водяного пара, соответствующее температуре увлажнителя, пробу 4 открывают, потянув за нить 11. Аэрозольная проба оказывается при этом в атмосфере с расчетной влажностью и на ее частицах происходит нуклеация воды и льда. Через окно 6 наблюдают эа процессом нуклеации и ведут подсцет образовавшихся ледяных кристаллов, определяя льдообра5 9002 зующую эффективность аэрозольной пробы.Применение тонкого паронепроницаемого экрана, установленного непосредственно над аэрозольной пробой, позволяет точно установить режим активации аэрозольных частиц, предотв" ратив раннюю конденсацивоДяного пара на них до установления термостатического градиента концентрации во дяного пара в камере, Поэтому при таком режиме проявления активируются практически все льдообразующие ядра и льдообразующая активность аэрозолей определяется наиболее полно. Все возникшие ледяные кристаллы выживают за счет фазовой перегонки водяного пара на кристаллы.Другие возможные варианты устройства, могут быть такими. Экран изготовлен в виде кругового сектора, вращающегося вокруг вертикальной оси, установленной на кольцевом теплоизоляторе 8. Экран может быть также разделенным на части (до четырех), каждая из 25 которых может вращаться вокруг своей оси. Это позволит одну аэрозольную пробу, осажденную на диск или фильтр, проявлять четыре раза при различных комбинациях температуры и влажности. зо 4 формула изобретения Устройство для определения льдообразующей эффективности аэрозолей, содержащее размещенные в термодиффуэионной камере с теплоизолированным корпусом и окном для наблюдения, контак тирующее с термобатареями увлажнитель и предметный столик для аэрозольной пробы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в нем предметный столик снабжен управляемым подвижным экраном из паронепроницаемого гидрофобного материала,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеТЬе 5 есопд 1 пСегпат.1 опа 1 Иог 1 сзЬор оп 1 се Мис 1 е 1, Со 1 огадо, 0А.,19712, 1.апоег С. ап 6 Кодегз 1. АпЕхрег 1 щепа 1 5 йцду о 1 Оетест 1 оп от1 се йцс 1 е 1 оп ИевЬгапе С 11 йегь апдосег ЬцЬьгате. 1. Арр 1, Мей., ч.14,1975, Йо. 14, р 560-570Редакто Сав каз 1217 ПодписноСССР филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4/64 ТиражВНИИПИ государствепо делам изобрет 11303, Москва, Жпомнящаяа Корректор Л.Бока 718ного комитет ний и открыт 5, Рауэская