ЗАБОРНИК ПРОБ КРИСТАЛЛОВ И КАПЕЛЬ

Полезная модель относится к устройствам для улавливания образующихся кристаллов льда и капель при изучении переохлажденных и теплых облачных элементов с целью проведения различных анализов в научно-исследовательских интересах.
2
3
В настоящее время для улавливания образующихся кристаллов льда используют седиментационные ловушки, основной частью которых является диск, приводимой во вращение с помощью реле и несложной механической передачи. Диск имеет 10 углублений для предметных стекол размером 20×20 мм и заключен алюминиевый кожух с прямоугольным отверстием в верхней крышке для поочередного экспонирования стекол. Регистрация образующихся в камере кристаллов производится с помощью метода твердых отпечатков реплик метилметакрилата [Корнеев А.Н., Трубников Б.Н. О применении метода реплик для изучения облачных элементов // Труды ЦАО. - 1959. - Вып.30. - С.81-83. Малкина А.Д. Применение метода реплик к изучению ледяных кристаллов / Колл. ж. - 1959. - Т. XXI. - Вып.6. - С.670-672]. Для приготовления репликообразующего состава небольшое количество (10-15 см) мономера метилметакрилата кипятится с небольшой добавкой (0,1% по весу) перекиси бензоила в течение 10-30 мин. Подготовленный таким образом метилметакрилат с протертой пробкой помещается в холодильную установку, охлаждается и хранится.
Перед началом опыта на предметное стекло заборника наносится капля метилметакрилата. С помощью стеклянного валика жидкость растягивается в тонкую пленку на поверхности стекла. После взятия пробы диск заборника поворачивается и процедура нанесения пленки метилметакрилата повторяется со следующим стеклом перед началом нового опыта. Использованные стекла выдерживаются в камере при отрицательной температуре до испарения оставшегося мономера и полного затвердевания пленки метилметакрилата (обычно до 2-3 часов, а иногда и до 5 часов).
Существенным недостатком этого устройства является то, что большое время отводится на подготовку метилметакрилата и он не устойчив даже при хранении в холодильной камере. Увеличивается продолжительность проведения опытов.
Известно устройство, по которому дисперсность и счетную концентрацию аэрозолей можно определять при помощи электростатического анализатора частиц NSI 3030 [Liu B.J.H.?, Pui D.J.Y. A submicron aerosol standart and the primary absolute calibration of the condensation nuclei conunter //Joum. Colloid Interf. Sci. - 1974. - Vol.41. - P.155-171].
Недостатки - невозможность фотографировать формы ледяных кристаллов, по которым можно определить механизм гетерогенного образования льда.
Таким образом, все вышеперечисленные устройства имеют недостатки, которые в той или иной мере не позволяют быстро и качественно исследовать льдообразуюшую и гигроскопическую активность аэрозолей, форму ледяных кристаллов и капель.
Задачей полезной модели является уменьшение трудозатрат, увеличение проведения количества опытов, возможность фотографирования кристаллов и капель для изучения механизма гетерогенной нуклеации в научно-исследовательских целях.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в возможности использования заборника проб кристаллов и капель без репликообразующего состава и утеплении предметного стекла теплоизолирующим материалом при улавливании пробы в климатических камерах, камерах расширения, смешения, осаждения, проточных камерах, при исследовании конденсационных и льдообразующих свойств аэрозолей.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для забора проб кристаллов и капель содержит две бронзовые цилиндрические втулки, у которых верхней части нарезаны углубления для установки предметных стекол, стеклянную крышку и стеклянной защитный диск, теплоизолятор, кожух цилиндрический, шток для установки стеклянной крышки и предметные стекла. При этом, во внутрь цилиндрического кожуха плотно устанавливается теплоизолятор, затем на него вставляется стеклянной защитный диск. После этого на стекло устанавливаются бронзовые цилиндрические втулки. Причем теплоизолятор уплотняется таким образом, чтобы бронзовые корпуса и кожух в перевернутом виде не отделялись друг от друга. Все это устройство с верху закрывается стеклянной крышкой посредством штока. Устройство имеет сквозное отверстие для подсветки предметного стекла от микроскопа.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен заборник проб кристаллов и капель в собранном и рабочем положении. На фиг.2 показаны кристаллы льда и капли тумана, осевшие на предметное стекло заборника проб.
2
Предложенный заборник проб кристаллов и капель состоит из двух (верхнего и нижнего) цилиндрических бронзовых втулок 7 и 8, между которыми в углублении устанавливается предметное стекло 2 (нижнее) 20×20 мм. С верху корпуса имеется второе углубление для предметного стекла 2 (верхнее), кожуха 6, теплоизоляционного материала 9, крышки из стекла 1 со штоком 5, стеклянного защитного диска 4, сквозного отверстия 3 диаметром 10 мм.
Верхнее предметное стекло 2 предназначен для улавливания кристаллов и капель. Сверху заборник закрывается стеклянной крышкой 7, который держится штоком 5. Стеклянная крышка 1, предметное стекло (нижнее) 2, стеклянной защитный диск 4, теплоизолятор 9 и кожух 6 предложенного устройства предохраняют ледяные кристаллы от таяния сверху, снизу и с боков.
Предлагаемый заборник проб кристаллов и капель работает следующим образом.
Заборник проб хранится в собранном виде. Перед применением устройство необходимо установить климатическую камеру для охлаждения до температуры окружающего воздуха в камере. После ввода в камеру пробы аэрозоля, включается вентилятор для равномерного распределения льдообразующих частиц и капель в объеме камеры и открывается стеклянная крышка заборника проб 1. Образовавшиеся кристаллы и капли улавливаются на предметное стекло 2 (верхнее) в течение 3-4 мин, до полного рассеяния тумана. По окончании экспонирования стеклянная крышка 1 закрывается и выносится из камеры для просматривания под микроскопом, подсчета и фотографирования. Подсчитывается среднее количество кристаллов и капель в поле зрения микроскопа, несложным пересчетом находится общее число кристаллов и капель, выпавших на дно камеры и с учетом величины диспергированной навески, определяется выход кристаллов и капель на единицу массы вещества. Количество просматриваемых полей зрения варьируется в зависимости от условий опыта с таким расчетом, чтобы общее число сосчитанных кристаллов и капель было, по возможности, большим. В средних условиях опытов оно составляет 200-400 штук.
Продолжительность времени для стабильного подсчета и фотографирования составляет 4-5 мин и затем кристаллы тают.
После подсчета кристаллов и капель открывается стеклянная крышка заборника проб 1 и предметное стекло 2 (верхнее) тщательно протирается чистой тряпкой, устройство снова готово к работе.
Преимуществом предложенного заборника проб кристаллов и капель является возможность уменьшить трудозатраты, увеличить проведение количество опытов, фотографировать формы кристаллов и капель для изучения механизма гетерогенной нуклеации.
Пробоотборник прост в изготовлении и эксплуатации и является переносным.