[發明專利]一種云室微粒旋渦懸浮的裝置及方法

在審

• 申請號: 202210182691.6
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114813019A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 許麗人;王勝國;孫海洋;孫姣;黃靜;艾敬宜;杜鵬
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍61540部隊
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00;G01M9/02;G01N15/00;G01D21/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明提供了一種云室微粒旋渦懸浮的裝置及方法，裝置包括云室艙體、抽空機組、溫度處理機組、空氣處理機組、控制系統和旋渦懸浮裝置；旋渦懸浮裝置放置于云室艙體內的操作平臺上，包括懸浮容器和位于懸浮容器內的開孔氣管，開孔氣管末端封閉，開孔氣管的進口與變頻風機相連，控制系統用于分別控制抽空機組、溫濕度傳感器、攝像裝置、變頻風機、溫度處理機組和空氣處理機組。利用氣動式旋渦懸浮原理，可保證特定空間內微粒懸浮的穩定性，尤其是微粒在生長變化過程的穩定性，方便對微粒生長特定空間觀察，對過程進行全面清晰的記錄。結構設計科學合理，操作性強，環境模擬的真實性更高。

技術領域

本發明屬于云霧物理研究技術領域，具體涉及一種云室微粒旋渦懸浮的裝置及方法。

背景技術

多年來，人工影響天氣技術逐步發展，對于云霧物理機制研究至關重要。為了深入了解冰晶雪微粒的生長過程，使其穩定懸浮并提供正常生長條件是研究的前提與關鍵。在以往的云室微粒生長過程實驗研究中，冰雪晶在物體表面如纖維絲或金屬平面上生長，這導致其生長受到一定限制，跟自然大氣情況不完全一樣。而在自由降落條件下定量測定冰晶增長困難極大。研究者曾利用空氣動力學原理設置過冷云風洞使得冰晶雪自由懸浮生長，大大延長了生長期，但是冰晶效果都不盡人意。大氣中冰晶生長及下落問題由于其形狀的復雜多變使得冰晶生長的理論研究遇到很大的困難。

因此急需建設可控的環境云室，云室艙內安裝微粒懸浮系統，來滿足不同微粒的穩定生長環境，模擬雨雪霧微粒在自然界的成長，進行微粒整個生命周期的增長、碰并、消融等研究，從而進行成云致雨機理、微物理結構和生消演變規律、人工催化作業機制等研究工作。

發明內容

為了解決上述問題，本發明利用氣動懸浮旋渦原理，提供了一種溫度、濕度、氣壓可控的云室微粒旋渦懸浮的裝置及方法，為冰晶雪微粒生長研究提供條件。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一方面，提供了一種云室微粒旋渦懸浮的裝置，包括云室艙體、抽空機組、溫度處理機組、空氣處理機組、控制系統和旋渦懸浮裝置；

所述云室艙體為雙層夾套結構，雙層夾套結構內為載冷劑循環空間；所述溫度處理機組連接至所述載冷劑循環空間，用于向所述載冷劑循環空間內輸送循環流動的載冷劑以冷卻或加熱云室艙體的壁面；

所述云室艙體的上封頭與抽空機組連接，所述云室艙體的下封頭與空氣處理機組連接；

所述云室艙體的壁面設置有深入至旋渦懸浮裝置頂部的氣溶膠注入孔，以及干蒸汽入口、光源開孔、溫濕度傳感器和攝像裝置；

所述旋渦懸浮裝置放置于云室艙體內的操作平臺上，包括懸浮容器和位于懸浮容器內的開孔氣管，開孔氣管末端封閉，開孔氣管的進口與變頻風機相連；

所述控制系統用于分別控制所述抽空機組、所述溫濕度傳感器、所述攝像裝置、所述變頻風機、所述溫度處理機組和所述空氣處理機組。

可選的，所述云室艙體為不銹鋼圓柱型。

可選的，所述云室艙體內部直徑3m，高度6m。

可選的，所述云室艙體的內壁采用316材質，雙層夾套結構外側采用304材質。

可選的，所述攝像裝置底部設置滑軌；滑軌豎向安裝在艙體壁面，用于攝像裝置的上下移動。

可選的，所述懸浮容器為立方體結構，長×寬×高為：1m×0.5m×1m。

可選的，所述開孔氣管為圓柱形或長方體結構鋼管，表面沿同一軸線均勻布置開孔。

可選的，所述開孔氣管上的開孔為圓形或有限長窄縫。

可選的，所述圓形的開孔直徑D范圍為5-10mm，開孔間距S為20-80mm。