[发明专利]一种小型机载云滴采样系统及其工作方法

权利要求书

1.一种小型机载云滴采样系统，其特征在于，其包括按照采样气流的方向依次连接的气体压缩泵（15）、干燥器（16）、过滤器（17）、质量流量控制仪（18）、小型机载云滴采样装置（19）、分流装置（20）、采样膜（21）、干燥器（22）、过滤器（23）、质量流量控制仪（24）和抽气泵（25）；

所述的小型机载云滴采样装置包括进气腔和收集腔，所述的收集腔设置在进气腔内部；所述进气腔的前端与收集腔的采样端的外边缘相连，所述进气腔的尾部设置有进气管；所述收集腔包括依次相连的管形采样端、预热腔体和管形捕获端，所述管形采样端的管壁上贯通设置有微孔，在预热腔体的外壁上环绕设置有加热装置，在预热腔体的的尾部设置有抽气管，所述的小型机载云滴采样装置通过法兰与飞机机体固定连接，所述的进气管与飞机内的质量流量控制仪（18）相连，所述的抽气管通过分流装置分支为两路：其中一路与飞机内的采样膜相连，用于采集云结核颗粒，另一路与飞机内的干燥器（22）相连。

2.根据权利要求1所述一种小型机载云滴采样系统，其特征在于，所述的抽气管与分流装置之间设置有中空箱体。

3.根据权利要求2所述一种小型机载云滴采样系统，其特征在于，所述中空箱体包括2个相互串联连通的圆柱腔体，其中一个圆柱腔体的直径为10mm，另一个圆柱腔体的直径为50mm。

4.根据权利要求2所述一种小型机载云滴采样系统，其特征在于，所述抽气管与中空的箱体通过软管相连通，优选的，所述软管为特氟龙材质的软管。

5.根据权利要求1所述一种小型机载云滴采样系统，其特征在于，所述管形采样端的长度范围：8-10mm，管形采样端的直径范围：1-2mm；环绕管形采样端设置有多圈微孔，每圈微孔的数量为6-8个，相邻圈之间间隔1-1.5mm；所述微孔的直径范围：10-20μm；所述预热腔体的直径范围：3-5mm；所述进气腔的直径范围：10-20mm。

6.根据权利要求1所述一种小型机载云滴采样系统，其特征在于，所述进气腔的前端为锥形。

7.根据权利要求1所述一种小型机载云滴采样系统，其特征在于，所述的预热腔体为铜管。

8.根据权利要求1所述一种小型机载云滴采样系统，其特征在于，所述的管形捕获端与水平呈逆时针15-30°角。

9.根据权利要求1所述一种小型机载云滴采样系统，其特征在于，所述的加热装置为加热棒热电偶。

10.一种利用如权利要求1所述系统采集云滴的方法，其特征在于，该方法包括步骤如下：

（1）飞机起飞后，首先开启加热装置，将预热腔体预热至48-52℃；

（2）飞行至目标采集空域后，同时开启气体压缩泵和抽气泵；

（3）所述的采样气沿进气管进入进气腔；

（4）进气腔中的采样气沿管形采样端上的微孔进入收集腔，进气管的流量F1大于抽气管的流量F2，所述由进气管进入的采样气通过带微孔的管形采样端时被分为两路采样气：其中一路采样气A与抽气管采样气的流量F2和方向均相同，另一路采样气B与抽气管采样气的方向相反，流量为F3；其流量关系为F1=F2+F3；

（5）所述的采样气B与外界气流相抵消，在进气口处形成第一个气流零速度层，采样气A和采样气B在分流的地方形成第二个气流零速度层：当外界气流中的气溶胶颗粒或云滴足够大，并且穿过第一个和第二个零速度层后，所述气溶胶颗粒或云滴被捕获至飞机内的采样膜表面；反之所述的气溶胶颗粒或云滴则被采样气B推出进气口。