一种原位观测简易雾室装置

申请号 CN202410055423.7 申请日 2024-01-15 公开(公告)号 CN117890268A 公开(公告)日 2024-04-16
申请人 成都信息工程大学; 中国气象局人工影响天气中心; 发明人 曾体贤; 周旭; 孙辉; 刘其娅; 史凌逸; 段日辉; 车云飞;
摘要 本 发明 涉及一种原位观测简易 云 雾室装置,属于大气科学检测设备技术领域。一种原位观测简易云雾室装置包括云雾室本体、放置板、升降组件、观测设备、转向组件、伸缩组件和放置台。放置板安装在云雾室本体内。升降组件具有第一固定端和第一伸缩端,第一固定端安装在放置板上。观测设备转动安装在第一伸缩端上。转向组件安装在放置板上。伸缩组件安装在转向组件上。放置台滑动安装在伸缩组件上。通过升降组件、转向组件和伸缩组件的设置,使得工作人员能够从不同 角 度和高度观测样品成核的情况,解决了 现有技术 中云雾室内能见度低,外部观测难的问题,本发明装置有利于 冰 成核速率和效率的检测。
权利要求

1.一种原位观测简易雾室装置,其特征在于,包括:
云雾室本体(1);
放置板(4),安装在云雾室本体(1)内;
升降组件(21),具有第一固定端和第一伸缩端,所述第一固定端安装在所述放置板(4)上;
观测设备(9),转动安装在所述第一伸缩端上;
转向组件(23),安装在所述放置板(4)上;
伸缩组件(24),安装在所述转向组件(23)上;
放置台(10),滑动安装在所述伸缩组件(24)上。
2.根据权利要求1所述的一种原位观测简易云雾室装置,其特征在于,所述转向组件(23)包括:
固定座(25),安装在所述放置板(4)上,所述固定座(25)上开设有凹槽;
第一丝杆(26),一端转动安装在所述凹槽内,另一端伸出所述凹槽;
连接板(27),一侧安装在所述第一丝杆(26)的另一端上,转动所述第一丝杆(26)以使得所述连接板(27)沿所述固定座(25)的轴线方向转动。
3.根据权利要求2所述的一种原位观测简易云雾室装置,其特征在于,所述伸缩组件(24)包括:
安装座(28),安装在所述连接板(27)远离所述第一丝杆(26)的一侧上;
连接杆(29),两端分别连接在所述安装座(28)的两侧上,所述放置台(10)滑动安装在所述连接杆(29)上;
第二丝杆(30),两端分别转动安装在所述安装座(28)的两侧上,所述连接杆(29)的数量为两根,所述第二丝杆(30)位于两根所述连接杆(29)之间,且所述放置台(10)与所述第二丝杆(30)传动连接。
4.根据权利要求3所述的一种原位观测简易云雾室装置,其特征在于,还包括:
雾化器(11),通过第一管道与所述云雾室本体(1)的底部相连通,用于向所述云雾室本体(1)内通入雾;
预冷管(12),套设在所述第一管道外,用于将所述雾化器(11)通入所述云雾室本体(1)的水雾提前预冷处理;
第一(13),安装在所述预冷管(12)上,并位于所述预冷管(12)与所述云雾室本体(1)之间。
5.根据权利要求4所述的一种原位观测简易云雾室装置,其特征在于,还包括:
气溶胶发生器(17),通过第二管道与所述云雾室本体(1)的顶部相连通,所述气溶胶发生器(17)内催化剂燃烧后的气体通过所述第二管道进入所述云雾室本体(1)内;
第二阀门(16),安装在所述第二管道上。
6.根据权利要求5所述的一种原位观测简易云雾室装置,其特征在于,还包括:
排水管(18),所述云雾室本体(1)的底部开设有导液槽(20),所述排水管(18)与所述导液槽(20)相连通;
第三阀门(19),安装在所述排水管(18)上。
7.根据权利要求6所述的一种原位观测简易云雾室装置,其特征在于,所述云雾室本体(1)外侧壁上具有外壳(2),所述外壳(2)与所述云雾室本体(1)之间具有制冷剂夹层(3)。
8.根据权利要求7所述的一种原位观测简易云雾室装置,其特征在于,还包括:
压缩机(14),通过循环管道(15)与所述制冷剂夹层(3)相连通。
9.根据权利要求8所述的一种原位观测简易云雾室装置,其特征在于,还包括:
湿度传感器(7),安装在所述云雾室本体(1)的内侧壁上,用于检测所述云雾室本体(1)内部的湿度;
温度传感器(8),安装在所述云雾室本体(1)的内侧壁上,用于检测所述云雾室本体(1)内部的温度。
10.根据权利要求9所述的一种原位观测简易云雾室装置,其特征在于,还包括:
光源(5),安装在所述云雾室本体(1)内,并位于所述放置板(4)的上方,所述冷光源(5)用于向云雾室本体(1)内提供光线。

说明书全文

一种原位观测简易雾室装置

技术领域

[0001] 本发明属于大气科学检测设备技术领域,特别涉及一种原位观测简易云雾室装置。

背景技术

[0002] 云雾室是云雾降物理学的重要实验室装置,在云物理实验研究方面一直有着广泛的应用。云雾室是在一定空间里模拟的云雾条件,进行不同云物理实验研究的设备。根据云雾室容积的大小,可实现不同的容积云物理实验模拟和研究。其中,容积为几到几十升的小型混合云雾室,由于其体积小、易改装、可控性强、便携等特点,主要用于外场自然核观测,也可进行播云催化剂成冰性能的室内检测和效率评估。
[0003] 目前,小型云雾室在对大气冰核进行观测采样,对播云催化剂研制和检测特别是在检测弹载催化剂的成核率时,有它独特的方便性。但是小型云雾室受体积限制,温度难以严格控制,云雾室中过冷雾维持时间短,通雾容易引起云雾室中气样体积、温度和湿度的扰动等不足。由于云雾室内大量雾气的存在,室内能见度低,难以从外部实时准确观测云雾室内的变化,不利于冰成核速率和效率的观测。

发明内容

[0004] 本发明提供一种原位观测简易云雾室装置,用于解决上述技术问题。
[0005] 为了达到上述目的,本发明通过下述技术方案实现:一种原位观测简易云雾室装置包括云雾室本体、放置板、升降组件、观测设备、转向组件、伸缩组件和放置台。放置板安装在云雾室本体内。升降组件具有第一固定端和第一伸缩端,所述第一固定端安装在所述放置板上。观测设备转动安装在所述第一伸缩端上。转向组件安装在所述放置板上。伸缩组件安装在所述转向组件上。放置台滑动安装在所述伸缩组件上。
[0006] 本发明提供的一种原位观测简易云雾室装置在使用时,首先将观测设备安装在升降组件上,通过调节升降组件进而多度观测放置台上催化剂材料成核情况,同时可通过转向组件和伸缩组件从不同角度和高度观测样品的成核情况。
[0007] 可选地,转向组件包括固定座、第一丝杆和连接板。固定座安装在所述放置板上,所述固定座上开设有凹槽。第一丝杆的一端转动安装在所述凹槽内,另一端伸出所述凹槽。连接板的一侧安装在所述第一丝杆的另一端上,转动所述第一丝杆以使得所述连接板沿所述固定座的轴线方向转动。
[0008] 可选地,伸缩组件包括安装座、连接杆和第二丝杆。安装座安装在所述连接板远离所述第一丝杆的一侧上。连接杆的两端分别连接在所述安装座的两侧上,所述放置台滑动安装在所述连接杆上。第二丝杆的两端分别转动安装在所述安装座的两侧上,所述连接杆的数量为两根,所述第二丝杆位于两根所述连接杆之间,且所述放置台与所述第二丝杆传动连接。
[0009] 可选地,一种原位观测简易云雾室装置还包括雾化器、预冷管和第一。雾化器通过第一管道与所述云雾室本体的底部相连通,用于向所述云雾室本体内通入水雾。预冷管套设在所述第一管道外,用于将所述雾化器通入所述云雾室本体的水雾提前预冷处理。第一阀门安装在所述预冷管上,并位于所述预冷管与所述云雾室本体之间。
[0010] 可选地,一种原位观测简易云雾室装置还包括气溶胶发生器和第二阀门。气溶胶发生器通过第二管道与所述云雾室本体的顶部相连通,所述气溶胶发生器内催化剂燃烧后的气体通过所述第二管道进入所述云雾室本体内。第二阀门安装在所述第二管道上。
[0011] 可选地,一种原位观测简易云雾室装置还包括排水管和第三阀门。所述云雾室本体的底部开设有导液槽,所述排水管与所述导液槽相连通。第三阀门安装在所述排水管上。
[0012] 可选地,所述云雾室本体外侧壁上具有外壳,所述外壳与所述云雾室本体之间具有制冷剂夹层。
[0013] 可选地,一种原位观测简易云雾室装置还包括压缩机。压缩机通过循环管道与所述制冷剂夹层相连通。
[0014] 可选地,一种原位观测简易云雾室装置还包括湿度传感器和温度传感器。湿度传感器安装在所述云雾室本体的内侧壁上,用于检测所述云雾室本体内部的湿度。温度传感器安装在所述云雾室本体的内侧壁上,用于检测所述云雾室本体内部的温度。
[0015] 可选地,一种原位观测简易云雾室装置还包括冷光源。冷光源安装在所述云雾室本体内,并位于所述放置板的上方,所述冷光源用于向云雾室本体内提供光线。
[0016] 由上述技术方案可知,本发明提供的一种原位观测简易云雾室装置的有益效果在于:通过升降组件、转向组件和伸缩组件的设置,进而使得工作人员利用原位观测技术从不同角度和高度,对云雾室中的人工冰核形成过程进行实时观测,及时采样统计,有效降低由于取样方式不同导致的统计误差,提高小型云雾室的检测稳定性,解决了现有云雾室观测时,由于云雾室内大量雾气的存在,室内能见度低,难以从外部实时准确观测云雾室内的变化等问题,本发明装置有利于冰成核速率和效率的观测。附图说明
[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018] 图1为本发明实施例提供的一种原位观测简易云雾室装置的结构示意图;
[0019] 图2为本发明实施例提供的放置板、升降组件、观测设备、转向组件、伸缩组件和放置台的结构示意图;
[0020] 图3为本发明实施例提供的转向组件、伸缩组件和放置台的结构示意图;
[0021] 图4为本发明实施例提供的升降组件和观测设备的结构示意图。
[0022] 图中:1‑云雾室本体;2‑外壳;3‑制冷剂夹层;4‑放置板;5‑冷光源;6‑控制设备;7‑湿度传感器;8‑温度传感器;9‑观测设备;10‑放置台;11‑雾化器;12‑预冷管;13‑第一阀门;14‑压缩机;15‑循环管道;16‑第二阀门;17‑气溶胶发生器;18‑排水管;19‑第三阀门;20‑导液槽;21‑升降组件;22‑底座;23‑转向组件;24‑伸缩组件;25‑固定座;26‑第一丝杆;27‑连接板;28‑安装座;29‑连接杆;30‑第二丝杆。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
[0024] 在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
[0025] 术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
[0026] 在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0027] 实施例
[0028] 目前,小型云雾室在对大气冰核进行观测采样,对播云催化剂研制和检测特别是在检测弹载催化剂的成核率时,有它独特的方便性。但是小型云雾室受体积限制,温度难以严格控制,云雾室中过冷雾维持时间短,通雾容易引起云雾室中气样体积、温度和湿度的扰动等不足。由于云雾室内大量雾气的存在,室内能见度低,难以从外部实时准确观测云雾室内的变化等问题,本发明装置有利于冰成核速率和效率的观测。
[0029] 为了解决上述技术问题,参照图1、图2和图4所示,本实施例提供一种原位观测简易云雾室装置可以包括云雾室本体1、放置板4、升降组件21、观测设备9、转向组件23、伸缩组件24和放置台10。放置板4安装在云雾室本体1内。升降组件21具有第一固定端和第一伸缩端,第一固定端安装在放置板4上。观测设备9转动安装在第一伸缩端上。放置板4上安装有底座22,转向组件23安装在底座22上。伸缩组件24安装在转向组件23上。放置台10滑动安装在伸缩组件24上。升降组件21可以为升降杆,可以通过第三丝杆将观测设备9进行升降,以便于观测设备9对高度不同的放置台10进行观测。观测设备9上可以安装有高倍镜头。
[0030] 通过上述结构,本实施例提供的一种原位观测简易云雾室装置,首先将观测设备9安装在升降组件上21上,通过调节升降组件21观测放置台10上截取冰晶的成核情况,同时通过转向组件23和伸缩组件24从不同角度观测样品的成核情况,进而使得工作人员利用原位观测技术从不同角度和高度,对云雾室中的人工冰核形成过程进行实时观测,及时采样统计,有效降低由于取样方式不同导致的统计误差。
[0031] 在上述基础上,为了便于转向组件23的安装,参照图3所示,转向组件23可以包括固定座25、第一丝杆26和连接板27。固定座25安装在放置板4上,固定座25上开设有凹槽。第一丝杆26的一端转动安装在凹槽内,另一端伸出凹槽。连接板27的一侧安装在第一丝杆26的另一端上,转动第一丝杆26以使得连接板27沿固定座25的轴线方向转动,进而调节连接板27的角度,使得观测设备9对不同角度的放置台10上的样品进行观察。
[0032] 在上述基础上,为了便于伸缩组件24的安装,参照图3所示,伸缩组件24可以包括安装座28、连接杆29和第二丝杆30。安装座28安装在连接板27远离第一丝杆26的一侧上。连接杆29的两端分别连接在安装座28的两侧上,放置台10滑动安装在连接杆29上。第二丝杆30的两端分别转动安装在安装座28的两侧上,连接杆29的数量为两根,第二丝杆30位于两根连接杆29之间,且放置台10与第二丝杆30传动连接。通过转动第二丝杆30从而将放置台
10沿靠近或远离观测设备9的方向进行调节,进而使得观测设备9进一步的观测放置台10上的样品。
[0033] 在上述基础上,为了便于向云雾室本体1内通入水雾,参照图1所示,一种原位观测简易云雾室装置还包括雾化器11、预冷管12和第一阀门13。雾化器11通过第一管道与云雾室本体1的底部相连通,用于向云雾室本体1内通入水雾。预冷管12套设在第一管道外,用于将雾化器11通入云雾室本体1的水雾提前预冷处理。第一阀门13安装在预冷管12上,并位于预冷管12与云雾室本体1之间。雾化器11可以为声波雾化器,在本实例中,云雾室内部湿度通过超声波雾化器提供,使用自来水电子高频震荡产生自然逸散的水雾。超声波雾化器和云雾室本体1经第一管道连接通雾,管道上的预冷管12,给通入云雾室本体1中的雾气提前遇冷防止因温度差而导致腔体内部温场的变化。在第一管道口有第一阀门13控制雾气的通断。为了便于将云雾室本体1内的水排出,参照图1所示,一种原位观测简易云雾室装置还包括排水管18和第三阀门19。云雾室本体1的底部开设有导液槽20,排水管18与导液槽20相连通。第三阀门19安装在排水管18上。排水管18排出因从预冷管12排入云雾室本体1内的水雾所产生的水滴。
[0034] 在上述基础上,参照图1所示,一种原位观测简易云雾室装置还包括气溶胶发生器17和第二阀门16。气溶胶发生器17通过第二管道与云雾室本体1的顶部相连通,气溶胶发生器17内催化剂燃烧后的气体通过第二管道进入云雾室本体1内。第二阀门16安装在第二管道上。气溶胶发生器17内部还可以安装有搅拌棒,催化剂提前在气溶胶发生器17中燃烧,经内部搅拌棒将气体搅匀后经管道通入云雾室本体1内部。第二管道上设有控制通断的第二阀门16。
[0035] 在上述基础上,参照图1所示,云雾室本体1外侧壁上具有外壳2,外壳2与云雾室本体1之间具有制冷剂夹层3,外壳2由保温材料制得,制冷剂夹层3中填充有制冷剂。一种原位观测简易云雾室装置还包括压缩机14。压缩机14通过循环管道15与制冷剂夹层3相连通,通过压缩机14的工作使得云雾室本体1内的温度在循环管道15的作用下降温。
[0036] 在上述基础上,为了便于检测云雾室本体1内部的湿度和温度,参照图1所示,一种原位观测简易云雾室装置还包括湿度传感器7和温度传感器8。湿度传感器7安装在云雾室本体1的内侧壁上,用于检测云雾室本体1内部的湿度。温度传感器8安装在云雾室本体1的内侧壁上,用于检测诉讼云雾室本体1内部的温度。外壳2的侧壁上还可以安装有控制设备6,通过控制设备6检测湿度传感器7和温度传感器8的参数,同时调控云雾室本体1内的温度,进而实时监控云雾室本体1内的湿度和温度。
[0037] 在上述基础上,参照图1所示,一种原位观测简易云雾室装置还可以包括冷光源5。冷光源5安装在云雾室本体1内,并位于放置板4的上方,冷光源5用于向云雾室本体1内提供光线。冷光源5可以调节光亮以满足不同的照明需求,以便于观测设备9对样品进行观测。
[0038] 综上,在一种原位观测简易云雾室装置的使用过程中,首先将观测设备9安装在升降组件上21上,同时将放置台10滑动安装在安装座28上。通过转动第一丝杆26以使得连接板27沿固定座25的轴线方向转动,进而调节连接板27的角度,使得观测设备9对不同角度的放置台10上的样品进行观察,同时通过转动第二丝杆30从而将放置台10沿靠近或远离观测设备9的方向进行调节,进而使得观测设备9进一步的观测放置台10上的样品。进而通过调节升降组件21使得观测设备观测放置台10上催化剂材料成核情况。期间通过雾化器11使得自来水经电子高频震荡产生自然逸散的水雾,并经过预冷管12向云雾室本体1内通入水雾,水雾产生的水滴滴落在云雾室本体1的底部的导液槽20中,并通过排水管18排出。同时催化剂提前在气溶胶发生器17中燃烧,经内部搅拌棒将气体搅匀后经管道通入云雾室本体1内的顶部。通过压缩机14的工作使得云雾室本体1内的温度在循环管道15的作用下降温。使用控制设备6控制湿度传感器7和温度传感器8测量云雾室本体1内部的湿度和温度。冷光源5可以调节光亮以满足云雾室本体1内部的不同照明需求,以便于观测设备9对样品进行观测,进而使得工作人员利用原位观测技术从不同角度和高度,对云雾室中的自然冰核和人工冰核形成过程进行实时观测,及时采样统计。
[0039] 以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明记载的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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