[发明专利]一种云室微粒声悬浮系统及方法

说明书

本发明公开了一种云室微粒声悬浮系统及方法，云室微粒声悬浮系统包括云室舱体、抽空机组、空气处理机组、温度处理机组和声悬浮装置；所述云室舱体的上封头连接所述抽空机组，所述云室舱体的下封头连接所述空气处理机组；所述温度处理机组控制云室舱体内的温度；所述云室舱体内设有温湿度传感器，所述云室舱体的壁面上设置有干蒸汽入口、气溶胶注入开孔及、观察窗，所述观察窗处设置有摄像装置。云室微粒声悬浮系统结构设计科学合理，操作性强，受干扰较小，环境模拟的真实性更高；可保证特定空间内微粒悬浮的稳定性，尤其是微粒在生长变化过程的稳定性，方便对微粒生长特定空间观察研究。

技术领域

本发明属于云雾研究技术领域，具体涉及一种云室微粒声悬浮系统及方法。

背景技术

多年来，人工影响天气技术逐步发展，对于云雾物理机制研究至关重要。为了深入了解冰晶雪微粒的生长过程，使其稳定悬浮并提供正常生长条件是研究的前提与关键。在以往的云室微粒生长过程试验研究中，冰雪晶在物体表面如纤维丝或金属平面上生长，这导致其生长受到一定限制，跟自然大气情况不完全一样。而在自由降落条件下定量测定冰晶增长困难极大。研究者曾利用空气动力学原理设置过冷云风洞使得冰晶雪自由悬浮生长，大大延长了生长期，但是冰晶效果都不尽人意。大气中冰晶生长及下落问题由于其形状的复杂多变使得冰晶生长的理论研究遇到很大的困难。

发明内容

为了解决上述研究冰晶生长困难的问题，本发明利用声波驻波原理，提供了一种云室微粒声悬浮系统及方法，温度、湿度、气压可控，为冰晶雪微粒生长研究提供条件。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种云室微粒声悬浮系统，包括云室舱体、抽空机组、空气处理机组、温度处理机组和声悬浮装置；

所述云室舱体的上封头连接所述抽空机组，所述云室舱体的下封头连接所述空气处理机组；所述云室舱体的舱壁为双层夹套结构，所述双层夹套结构为载冷剂循环空间，所述温度处理机组连接载冷剂循环空间，通过控制所述云室舱体的舱壁温度进而控制舱内的温度；所述云室舱体内设有温湿度传感器，所述云室舱体的壁面上设置有干蒸汽入口、气溶胶注入开孔及观察窗，所述观察窗处设置有摄像装置。

所述声悬浮装置包括超声波发生器，及设置在所述云室舱体内的换能器、变幅杆、发射器、反射器和支撑架；所述超声波发生器与换能器相连，所述变幅杆连接在换能器的下方，所述发射器连接在变幅杆的下方，所述反射器设置于所述发射器的下方；所述变幅杆、发射器、反射器同轴设置。

优选的，所述反射器固定在支撑架上，所述支撑架带有用于上下调整的伸缩装置。

优选的，所述云室舱体顶部设置提供光源的开孔，所述开孔内安装灯或玻璃窗。

优选的，所述摄像装置安装在滑轨上，所述滑轨竖向安装在所述云室舱体的内壁面上。

优选的，所述云室舱体内还设置有轴流风机，所述轴流风机设置于所述声悬浮装置下方。

优选的，还包括控制系统，所述控制系统分别与抽空机组、超声波发生器、温湿度传感器、摄像装置、温度处理机组和空气处理机组相连。

优选的，所述云室舱体为不锈钢材质的圆柱型舱体或立柱型舱体；舱体内壁采用316材质，舱体外壁采用304材质。

优选的，还包括蒸汽发生器，所述蒸汽发生器与所述空气处理机组共同连接所述云室舱体的下封头。

优选的，所述温度处理机组使舱体内的温度范围为-40～40℃，所述空气处理机组使舱内湿度范围为10～100％RH，所述抽空机组使舱体内压力达到500～1100hPa。

本发明的另一个技术方案是：

一种云室微粒声悬浮的方法，包括以下步骤：