Спектральный актинометр Советский патент 1962 года по МПК G01J3/12 G01J3/30 

Известные актинометры, содержащие дисперсионный монох:роматор, термоэлектрический датчик и гальванометр и предназначенные для измерелия распределения энергии в спектре солнечной оадиации, сложны и Не Обеспечивают проведения сравнимых между собой измерений по всему спектру.

В предлагаемом актинометре для ОГфеделения в зкспедцц-понных условиях распределения энергии в -спектре солнечной радиации с учетом влияния рассеянной радиации в мо-нохроматоре применена сферпческая линза, фокусирующая лучистую энергию после дисперсионной призмы и дающая возможность при ПОперечном смещении спектра учитывать влияние рассеянной радиации.

На фиг. 1 приведена оптическая схема; на фиг. 2 - схема установки на щтативе описываемого актинометра.

К корпусу 1, выполненному в виде .металлической трубы с ребристой внутренней поверхностью, присоединен патрубок 2, ка котором неподвиЖНо укреплен патрубок 5. В патрубке 2 неподвижно установлена дисперсионная призма 4. В корпусе / неподвижно укреплены лииза 5 и термоэлектрические датчик и 6, 7, 8, служащие для измерения радиации. Для точной нав-одки актинометра на солнце используют свет, отраженный входной гранью дисперсионной призмы 4 и фокусируемый сферической линзой 9 на экране 0 в виде пятна 11. На своем пути к линзе 9 световой поток поворачивается зеркалом 12, неподвижно закрепленным в Патрубке 3, и направляется вдоль корпуса /.

Поток солнечных лучей 13 при входе в прибор ограничивается диафрагмой 14, установленной в патрубке 2. Зкран W выполнен из матового стекла с нанесенной на нем прямоугольной координатной сеткой. Для точного отсчета положения пятна // на экране 10 используют лупу 15, которая укреплена с помощью подвижного откидного кронщтейна 16 на корпусе /. Корпус / с патрубками 2, 3, призмой 4, зеркалом 12 и диафрагмой 14 образуют трубу спектрального актинометра. Труба

№ 149602-2спектрального актинометра крепится на штативе таким образом, чтобы обеспечить возможность ее поворота вокруг двух взаимно перпендикулярных осей 17 н 18.

Корпус 19 с ПОМОЩЬЮ двух полуосей 17 подвешен во втулках 20, укрепленных на концах вилки 21, соединенной с осью 18, которая поворачивается во втулке 22, с помощью шарнира 23, соедине шой со столбиком 24. Последний жестко укреплен на плите 25. С помощью шарнира 23 устанавливают втулку 22 под углом к горизонту, равным географической широте места.

При работе предлагаемого актинометра пучок солнечных лучей 13, ограниченный диафрагмой 14, поступая на дисперсионную призму 4 и фокусируясь линзой 5, образует спектр солнечной радиации, состоящий из непрерывного ряда накладывающихся друг ,на друга изображений видимого солнечного диска, каждое в монохроматическом свете. При этом изображения лежат не в одной плоскости, а по мере увеличения, длины волны удаляются от линзы 5, как бы образуя лестницу, гю ступенькам которой расположены термоэлектрические датчики 6, 7, 8, предназначенные для измерения радиации в соответствующих областях спектра. Положение фокального пятна 11 на координатной сетке экрана 10 определяет положение изображения солнечного спектра относительно датчиков, измеряющих его интенсивность. Необходимое перемещение спектра относительно датчиков достигается путем небольщого изменения направления солнечных лучей, падающих на прибор.

Принцип действия предлагае.мого актинометра заключается в следующем.

Устанавливают прибор так, чтобы ось 18 была параллельна оси мира, т. е. была направлена на север вилкой 2 и составляла с горизонтом угол, равный географической широте места. Один из датчиков, в зависимости от ОблаСти измеряемого спектра, подключают к гальванометру, не указанному на чертенке.

Прибор Грубо наводят на солнце так, чтобы на экране 10 появилось фокальное пятно 11. Поворачивая прибор полуосей 17, устанавливают некоторую выбранную абсциссу пятна )/ на координатной сетке экрана W (абсцисса наводки X Xi). Путем соответствующего поворота прибора вокруг оси 18 устанавливают ординату пятна // на координатной оси экрана 10 (ордината наводки Y У;) таким образоо.т, чтобы датчик, подключенный к гальванометру, был ближе к середине полосы спектра с некоторым опережением по ходу солнца.

Опережение при установке ординаты наводки берется в соответствии с инерцией датчика и гальванометра так, чтобы при подходе середины полосы спектра к датчику показания гальванометра успели устлновиться. Наблюдатель выбирает момент, когда датчик находится в середине полосы спектра, что определяется по достижению гальванометром наибольшего отклонения или по соответствующему значению ординаты наводки Y УО. Устанавливают прибор на оси /S так, чтобы полностью вывести датчик из полосы спектра в направлении, поперечном спектру (устанавливается ордината наводки У У2 при той же абсциссе наводки X Xi}, выжидают время установки показаний гальванометра и снимают отсчет гальванометра, соответствующий действию на датчик радиации, рассеянной атмосферой и оптикой прибора. Второй отсчет гальванометра, как поправка, вычитается из первого. Поочередно устанавливая различные значения абсциссы наводки и повторяя вышеприведенные операции, можно одним датчиком последовательно пройти весь спектр.

В предлагаемом приборе датчик 6 используется для измерения радиации в инфракрасной части спектра, датчик 7 - в видимой части и

датчик 8 - в ультрафиолетовой части спектра. Каждый из датчиков при соответствующих установках абсциссы наводки обеспечивает четыре - пять независимых отсчетов в своей области спектра и столько же отсчетов в соседних областях спектра. Чувствительность прибора регулируется лосредством изменения размера входного отверстия диафрагмы 14. В качестве датчиков, используемых для измерения радиации в спектре, могут быть применены точечный датчик, точеный датчик с компенсацией, дисковый датчик и линейчатый датчик.

Кривые селективной чувствительности спектрального актинометра получают непосредственно в приборе следующим путем.

С трубы прибора снимают патрубок 2 с патрубком 3 -и призмой 4. Перед линзой 5 устанавливают светофильтр или комбинацию светофильтров, пропускающих сравнительно узкую область спектра. Наводят прибор на солнце так, чтобы датчик оказался в центре изображения видимого солнечного диска и отмечают соответствующие этой наводке координаты пятна // иа экране 10: X Xj т Y YJ. Сохраняя значение ординаты наводки У У,- и давая абсциссе наводки значения X + a, снимают кривую зависимости отклонения гальвано.метра от текущей координаты а. Производя подобные измерения с различг1ыми светофильтрами, получают аналогичные зависимости для различных частей сп-ектра.

Описанный спектральный актинометр может найти применение для изучения спектрального состава прямой солнечной радиации, достигающей поверхности земли, а также для изучения влияния спектрального состава радиации на живые организмы и на процессы фотосинтеза.

Предмет изобретения

Спектральный актинометр, содержащий дисперсионный Монохроматор, термоэлектрический датчик и гальванометр, отличающ.иися тем, что, с целью определения в экспедиционных условиях распределения энергии в спектре солнечной радиации с учетом влияния рассеянной радиации, в монохроматоре применена сф ерическая линза, фокусирующая лучистую энергию после дисперсионной призмы и позволяющая при поперечном смещении спектра учесть влияние рассеянной радиации.

-3-№ 149602

На стр. 2 Б строке 25 снизу следует читать: Поворачивая прибор вокруг полуосей 17; на стр. 3 в строке 7 сверху напечатано точеный, следует читать точечный.

ОПЕЧАТКА

i Фиг.2