一个观测冰核的15 L混合云室

小型混合云室常用于自然冰核浓度的观测和人工冰核成核率的检测。使用表明:由于受云室容积、造雾方法和操作程序等因素的影响,检测结果有很大差异,难以相互比较。为提高检测数据的可信性,设计并制作了15 L混合云室。云室由F22压缩机系统制冷,最低能达到-28℃。为减小云室温度的波动,在云室外围设计有装满乙二醇-水溶液的夹套。在溶液中,安装了1个1 kW的电加热器,接通后可使云室升温。在夹套外,采用发泡技术形成约10 cm厚的绝热层,以使云室与外界绝热。云室运行时,可通过控制压缩机和电加热器得到实验温度。此外,为拓宽检测冰核浓度的检测范围,设计了玻璃片接取显微镜读数和糖盘接取目测读数两种可供选择使用的冰晶观测方法,前者在冰晶浓度高时使用(人工冰核),后者在低浓度时使用(自然冰核)。另一个重要改进是:先由一个超声雾化器产生常温雾,而后使常温雾穿过一个低温狭缝进行预冷,当雾温等于或低于云室温度后再进入云室。这一措施不仅避免了瞬时高度过饱和,而且还减小了对云室温度的扰动。该云室在弹载催化剂成核率的改进实验中发挥了重要作用,曾用它对多个人工冰核复合配方进行了检测和对比。结果表明:云室具有较好的稳定性和重复性,整体性能优于以往的同类云室。这一结果是由于改进了提供过冷雾的设计和冰晶接取方法得到的。

云室中两种检测冰晶方法的比较

通过实验比较了在云室中检测冰晶的两种方法———糖盘法和玻片法 ,结果表明玻璃片测到的冰晶数比糖盘高数倍。讨论了两种方法检测的上下限。