[發(fā)明專利]一種大氣接觸凍結(jié)核的測(cè)量裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911088897.7
• 申請(qǐng)日: 2019-11-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110632116A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳魁;楚志剛;薛豐昌;詹少偉;苗春生;周可;張?jiān)?/a>;蔣惠;何川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N25/14
• 分類號(hào): G01N25/14
• 代理公司: 32238 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 張立榮;喬煒

本發(fā)明涉及一種大氣接觸凍結(jié)核的測(cè)量裝置，包括呈U字型的測(cè)量管路，測(cè)量管路包括垂直進(jìn)氣管、水平控制管和垂直測(cè)量管，垂直進(jìn)氣管和垂直測(cè)量管分別連接于水平控制管的兩端上方；垂直進(jìn)氣管頂部設(shè)有第一空氣進(jìn)口，垂直進(jìn)氣管內(nèi)自上而寫依次設(shè)有除濕器和干燥器；水平控制管靠近垂直進(jìn)氣管一端端部設(shè)有第二空氣進(jìn)口，水平控制管內(nèi)自靠近垂直進(jìn)氣管一端向另一端依次設(shè)有過(guò)濾器和冷凝器；超聲波霧汽發(fā)生器連接于水平控制管在冷凝器與垂直測(cè)量管之間的位置，所述垂直測(cè)量管內(nèi)自下而上依次設(shè)有氣流再分布裝置、分子篩和噴嘴，垂直測(cè)量管在噴嘴處的管徑自下而上逐漸減小，垂直測(cè)量管頂部與氣泵連接。該系統(tǒng)能準(zhǔn)確測(cè)量大氣接觸凍結(jié)核。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大氣接觸凍結(jié)核的測(cè)量裝置，屬于大氣科學(xué)與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

大氣氣溶膠能夠通過(guò)活化成為大氣冰核，間接影響云、降水和全球氣候，對(duì)地球輻射平衡及其水循環(huán)起著重要作用。大氣中冰晶的形成有兩個(gè)重要途徑：同質(zhì)核化和異質(zhì)核化。其中同質(zhì)核化，需要在零下38攝氏度才能發(fā)生，因此異質(zhì)核化是低層大氣成核的一個(gè)非常重要的途徑。而異質(zhì)核化機(jī)制可分為四類：凝華核化、凝結(jié)凍結(jié)核化、浸潤(rùn)凍結(jié)核化和接觸凍結(jié)核化。在云中，接觸凍結(jié)核化是一個(gè)重要的過(guò)程，改變著云的微物理特性，從而影響著降水能力和輻射特性。當(dāng)前，接觸凍結(jié)核化的研究，還主要以理論和理想模擬為主，單獨(dú)測(cè)量研究較少。因此，限制了對(duì)大氣氣溶膠的接觸凍結(jié)核化的認(rèn)識(shí)，為了對(duì)大氣接觸凍結(jié)核化有更全面的研究，設(shè)計(jì)了一套測(cè)量大氣接觸凍結(jié)核的設(shè)備和方法，這樣將有助于研究大氣接觸凍結(jié)核化，從而深入了解大氣氣溶膠對(duì)輻射平衡和云降水的影響，并為人工降雨等提供可靠的理論依據(jù)。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外有多種不同原理的試驗(yàn)裝置用于測(cè)量大氣冰核的特性，如專利號(hào)為CN2000410039465.4的專利《一種用于推算水中凍結(jié)核含量的實(shí)驗(yàn)冷臺(tái)及系統(tǒng)》，專利號(hào)為CN201210150601.1的專利《用于大氣冰核活化計(jì)數(shù)的云室及云室系統(tǒng)》。但現(xiàn)有技術(shù)中并沒(méi)有一種專門針對(duì)接觸凍結(jié)核化機(jī)制的研究設(shè)備及其方法，這樣不利于深入了解大氣冰核接觸凍結(jié)成核機(jī)理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種大氣接觸凍結(jié)核測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)測(cè)量準(zhǔn)確，能針對(duì)研究大氣冰核的接觸凍結(jié)核化機(jī)制進(jìn)行深入研究。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種大氣接觸凍結(jié)核的測(cè)量裝置，包括呈U字型的測(cè)量管路、超聲波霧汽發(fā)生器和氣泵，所述測(cè)量管路包括垂直進(jìn)氣管、水平控制管和垂直測(cè)量管，所述垂直進(jìn)氣管和垂直測(cè)量管分別連接于水平控制管的兩端上方；所述垂直進(jìn)氣管頂部設(shè)有第一空氣進(jìn)口，垂直進(jìn)氣管內(nèi)自上而寫依次設(shè)有除濕器和干燥器；所述水平控制管靠近垂直進(jìn)氣管一端端部設(shè)有第二空氣進(jìn)口，水平控制管內(nèi)自靠近垂直進(jìn)氣管一端向另一端依次設(shè)有過(guò)濾器和冷凝器；所述超聲波霧汽發(fā)生器連接于水平控制管在冷凝器與垂直測(cè)量管之間的位置，所述垂直測(cè)量管內(nèi)自下而上依次設(shè)有氣流再分布裝置、分子篩和噴嘴，垂直測(cè)量管在噴嘴處的管徑自下而上逐漸減小，垂直測(cè)量管頂部與氣泵連接。

對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步設(shè)計(jì)為：所述水平控制管內(nèi)在與垂直進(jìn)氣管對(duì)應(yīng)處設(shè)有氣體混合器。

所述垂直進(jìn)氣管在與水平控制管連接處設(shè)有密封圈。

所述冷凝器包括主冷凝器和二次冷凝器，所述主冷凝器和二次冷凝器在水平控制管內(nèi)沿空氣流動(dòng)方向依次設(shè)置。

所述水平控制管在與垂直測(cè)量管連接處設(shè)有混合室。

所述垂直測(cè)量管在噴嘴上部設(shè)有觀測(cè)管，所述觀測(cè)管直徑與噴嘴出口直徑匹配，所述觀測(cè)管上自下而上依次設(shè)有CCD安裝孔和視孔，所述CCD安裝孔用于安裝CCD相機(jī)，所述視孔上設(shè)有透明PVC塑料或透明有機(jī)玻璃。

所述垂直測(cè)量管頂部設(shè)有質(zhì)量流量計(jì)。

所述超聲波霧汽發(fā)生器與水平控制管之間設(shè)有水汽進(jìn)口閥門；所述氣泵與垂直測(cè)量管之間設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥。

所述混合室處設(shè)有溫度、壓力及濕度探頭。