Устройство для взятия проб атмосферной влаги

 

Изобретение предназначено для отбора проб атмосферной влаги в приземном слое воздуха и может быть использовано в экологических исследованиях для оценки формирования потоков химических веществ в процессе испарения и транспирации влаги конкретным почвенным и растительным покровом. Цель изобретения - повышение представительности проб атмосферной влаги и удобства отбора проб непосредственно в полевых условиях. Устройство представляет собой переносной контейнер, в котором размещены емкость в термоизоляции с размещенной в ней конденсационной камерой, всасывающий вентилятор, обойма для хранения пробосборных сосудов, сменные хладагенты, пробозаборник и блок питания. Конденсационная камера имеет рифленую в продольном направлении внутреннюю поверхность, два патрубка (входной и выходной) и отверстие для сконденсированной влаги. Камера размещена наклонно внутри емкости, заполненной водой, охлаждаемой хладагентами, размещенными внутри емкости на кронштейне. Через входной патрубок конденсационная камера соединена с пробозаборником, который выполнен шарнирно сочленяющимся с соплами различной конфигурации, а через выходной патрубок - с камерой всасывающего вентилятора, подключенного к батарейному источнику питания. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (з1)5 G 01 N 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4767643/26 (22) 12.12.89 (46) 30.07.91. Бюл, N. 28 (71) Государственный гидрологический институт (72) В.В.Рогоцкий, С.А.Куринный и Л.Г.Соловьев (53) 543.053 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1361472, кл. G 01 N 1/24, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 724974. кл. G 01 N 1/22, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗЯТИЯ ПРОБ АТМОСФЕРНОЙ ВЛАГИ (57) Изобретенve предназначено для отбора проб атмосферной влаги е приэемном слое воздуха и может быть использовано в экологических исследованиях для оценки формирования потоков химических веществ в процессе испарения и транспирации влаги конкретным почвенным и растительным покровом. Цель изобретения — повышение представительности проб атмосферной влаИзобретение предназначено для отбора проб атмосферной влаги в приземном слое воздуха и может быть использовано в экологических исследованиях для оценки формирования потоков химических веществ в процессе испарения и транспирации влаги конкретным почвенным и растительным покровом.

Цель изобретения — повышение представительности проб атмосферной влаги эа счет возможности взятия проб е условиях различной растительности на разных уровнях и повышение удобства отбора предста„„5U „„1666938 А1 ги и удобства отбора проб непосредственно е полевых условиях. Устройство представляет собой переносной контейнер, в котором размещены емкость в термоизоляции с размещенной B ней конденсационной камерой, всасывающий вентилятор, обойма для хранения пробосборных сосудое, сменные хпадагенты, пробозаборник и блок питания, Конденсационная камера имеет рифленую в продольном направлении внутреннюю поверхность, два патрубка (входной и выходной) в отверстие для сконденсированной влаги. Камера размещена наклонно внутри емкости, заполненной водой, охлаждаемой хладагентами, размещенными внутри емкости на кронштейне. 1ерез входной патрубок конденсационная камера соединена с пробозаборником. который выполнен шарнирно сочленяющимся с соплами различной конфигурации, а через выходной патрубок— с камерой всасываю цего вентилятора, подключенного к батарейному источнику питания. 1 ил. вительных проб непосредственно в полевых условиях.

На чертеже показано устройство, продольный разрез.

Устройство для взятия проб атмосфер. ной влаги представляет собой легкий (до 10 кг весом) переносной контейнер, заключенный в дюралевый кожух 1, внутри которого в пенопластовой теплоизоляции 2 установлена емкость 3 с водой 4, снабженная переливным резервным отсеком 5 и сливными трубками 6 с краниками 7, кронштейном 8 для укладки, теплообменником 9 для хладагента, пробкой 10 и крышками 11 и 12. Внут1666938 ри емкости 3 в наклонном положении помещена конденсационная камера 13 с рифленой в проДольном направлении внутренней поверхностью, имеющае входное отверстие в виде патрубка 14 с уплотнением, выходное отверстие 15 для сконденсированной воды, поступающей в пробосборный сосуд 16, крепящийся в подпружиненной кассете 17, и выходное отверстие 18, сообщенное воздуховодной трубкой с камерой 19 всасывающего вентилятора 20, подключенного к блоку 21 батарейного питания и управляемого переключателем 22, В местах сопряжения входного 14 и выходного 18 патрубков с конденсационной камерой 13 выполнены фигурные лотки для предотвращения попадания стекающих капель влаги в транзитный воздушный поток и уменьшения их потерь на испарение. В нижней части корпуса в подпружиненной обойме 23 помещаются свободные и наполненные сосуды для проб, В торцовой части кожуха с использованием пенопластовой теплоизоляции выполнены полости 24 и 25 с утепленными дверками 26 и 27 для хранения соответственно использованных и подготовленных к использованию хладагентов 9, В центральной полости 28 кожуха 1 на специальных кронштейнах в транспортном положении крепятся трубки разборного пробозаборника 29 с соплами 30 разной конфигурации для взятия атмосферной влаги в условиях различной растительности.

Полость 28 перекрывается сверху съемной крышкой 31. На верхней плате кожуха 1 установлен круглый уровень 32 для горизонтирования установки в рабочем положении.

В нижней части кожуха 1 шарнирно закреплены откидные ножки 33 для устойчивой установки устройства на мягком и неровном грунте.

Позициями А и Б на чертеже показаны соответственно два крайних положения (нижнее и верхнее) сопла 30 пробозаборника 29, В транспортном положении входное отверстие 14 и полость вентилятора 20 закрываются крышками(не показаны), Устройство работает следующим образом.

Подготовка устройства к работе заключается в проверке до выхода в поле исправности электропитания 21 и вентилятора 20, закладке в полости 24 и 25 предварительно охлажденных до -15, -18 С в камере морозильника хладагентов, подготовке и установке сосудов 16 с пробками в обойму 23 и . взятия трехлитровой канистры с водой (e случае работы в безводной местности) для заливки в емкость 3.

i0

При прибытии на мес о работы откидываются ножки 33 и кожух 1 устанавливается строго по уровню 32 путем вдавливания соответствующей ножки 33 в землю, Причем входное отверстие 14 конденсационной камеры 13 устанавливается по направлению против ветра, Иэ полости 28 извлекаются трубки пробоэаборника 29 и необходимое гопло 30 и г осле сочленения плотно соединяются с патрубком 14. Причем гопло пробозаборника 29 путем поворота в центральном шарнире устанавливается на нужной высоте непосредственно в изучаемом растительном покрове. Снимаегся крышка вентилятора 20 и подается на него напряжение посредством переключателя 22 для продувки и приведения химического состава воздуха внутри камеры 13 в соответствие с окружающими условиями.

После этого снимаются крышки 12 и 11, отвинчивается пробка 10 емкости 3 и в ее погость через горловину заливается вода на канистры до уровня метки. Проверяется горизонтальность установки по уровню 32, Затем под сопла сливного отверстия 15 в подпружиненную кассету устанавливается беэ крышки свободныи сосуд 16 для пробы и закрывается дверкой со смотровым глазком. Из полости 25 достаются хладагенты 9 и укладываются через го,.ловину на кронштейнах 8 внутри емкости 3. После этого пробка 10 и крышки 11 i 12 закрываются.

По мере охлаждения воды 4 Tåïllообменником 9 для хладагента в емкости 3, что контролируется с помошью спиртового термометра, вмонтированного в стенку емкости 3 со стороны подхода к сосудам 16 (не показано). возрастает интенсивность конденсации водяных паров на внутренних рифленых стенках камеры 13, в результате чего сконденсированная влага стекает по наклонным стенкам камеры и через отверстие

15 сливается в пробосбсрчый сосуд 16. Повышению интенсивности конденсации влаги на внутренних стенках камеры 13 также способствуют их увеличеная за счет продольного ри фления поверхность и перепад давления в камере, обусловленный различием скоростей движения воздуха в патрубке

14 и полости камеры.

Контроль за наполнением сосудов 16 осуществляется визуально через смотровой глазок (прозрачную дверцу) кассеты 17 пробосборного сосуда 16 (смотровой глазок не показан).

После наполнения сосуда взятой на анализ пробой атмосферной влаги (20 мл), сосуд извлекается из кассеты, герметично закрывается и устанавливается в обойму 23. При необходимости дальнейшей работы в дан1666938 ной точке (например, для взятия пробы нв другом уровне) сопло 30 пробозаборника 29 при отключенном вентиляторе 20 путем поворота е центральном шарнире поднимается на нужный уровень. В кассету устанавливается очередной сосуд для пробы и подается напряжение на вентилятор.

Процесс взятия пробы повторяется. Сведения о взятых пробах заносятся в специальный журнал. В случае повышения температуры воды в емкости 3 выше 4 С, проводится замена хладагентов 9 на свежие. Переход с одной точки наблюдения на другую осуществляется при снятом пробоэаборнике и закрытых крышками входном и выходном отверстиях и отключенном вентиляторе. Резервный отсек 5 с краником 7 служат для приема и слива лишней воды из емкости 3 в случае переполнения при загрузке хладагентом 9. Трубка 6 с краником 7 служат для опорожнения емкости 3 от воды после прекращения наблюдений, Профилактика установки состоит в проведении периодической по мере загрязнения промывки контактирующих с всасываемым воздухом внутренних поверхностей пробоэаборника и конденсационной камеры дистиллированной водой с применением большой спрынцовки.

Устройство рассчитано на 8 ч автономной работы и взятие 10-30 проб атмосферной влаги, исходя из резерва батарейного электропитания (5 батареек "Марс" ) и холодильной способности 8 бытовых хладагентов. Химический анализ взятых проб осуществляется в лабораторных условиях с использованием имеющихся современных аналитических средств, Количественные характеристики поступления химических веществ в атмосферу с продуктами испарения и транспирации определяются с учетом интенсивности последних.

Применение устройства позволяет осуществлять режимные наблюдения на сети агоометеорологических станций за поступлением в атмосферу химических веществ с сел ьс кохо зяйст вен н ых угодий в процессе испарения и транспирации влаги с почвы и растительного покрова с учетом видового состава, фазы развития растений. характера почвогрунтов, применяемой системы удобрений и других химических средств и гидрометеорологических условий. Данная информация необходима для оценки одного из важнейших звеньев кругооборота биологически активных веществ в условиях суши

5 в связи с резким, непредсказуемым изменением общей экологической обстановки. В этом заключается большое научное и практическое значение предлагаемой недорогой технологии контроля состояния приземного

10 слоя воздуха. Экономическая эффективность применения предлагаемого устройства может быть приблизительно оценена по разнице в стоимости затрат на получение аналогичных данных с помощью известных

15 стационарных и мобильных технических средств, значительно отличающихся по принципу работы и функциональным возможностям.

Формула изобретения

Устройство для взятия проб атмосферной влаги, содержащее емкость в теплоизоляции, конденсационную камеру, выполненную

25 с рифленой в продольном направлении внутренней поверхностью, снабженную входным отверстием в виде патрубка для ввода воздуха и выходным отверстием для сконденсированной влаги, теплообменник для хладагента.

30 пробосборный сосуд и пробозаборник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения представительности проб атмосферной влаги за счет возможности взятия проб в условиях различной растительности нэ разных

35 уровнях и повышения удобства отбора проб непосредственно в полевых условиях, пробоэаборник выполнен разборным с соплами различной конфигурации, установленными с воэможностью перемещения на различ40 ных уровнях, и соединен с входным отверстием конденсационной камеры. последняя установлена наклонно в емкости и имеет дополнительное выходное отверстие в виде патрубка. сообщенное с камерой всасываю45 щего вентилятора, подключенного к батарейному блоку питания, а выходное отверстие для сконденсированной влаги сообщено с пробосборным сосудом, при этом пробосборный сосуд снабжен подпружи50 ненной кассетой и установлен в ней, теплообменник для хладагента размещен внутри емкости.

1666938

Составитель С.Баранова

Редактор Н.Касарда Техред М,Моргентал Корректор И,Муска

Заказ 2518 Тираж 392 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101