АКТИНОГРАФ Советский патент 1934 года по МПК G01J5/40 

Изобретение относится к особой конструкции актинографа с биметаллическими пластинками, служащего для учета прямой и диффузной радиации на горизонтальную поверхность.

На чертеже фиг. 1 изображает схематически актинограф согласно изобретению; фиг. 2 - деталь устройства, и фиг. 3 - характер записи на актинографе.

Приемная часть прибора состоит из двух слегка изогнутых биметаллических пластинок 1, 2, например из цинка и железа. Одними концами пластинки прочно соединены между собою двумя винтами с муфтами 4 (другого винта и муфты на чертеже не видно). Между муфтами и пластинками должны быть прокладки из не проводящего тепло материала.

При таком соединении пластинок расстояние S_o между свободными концами будет постоянным при всех одинаковых температурах обеих пластинок, так как изгиб одной пластинки, компенсируется изгибом другой. При различных же температурах пластинок расстояние S_o изменится и это изменение может быть выражено:

ΔS=ƒ(Δt)* (* Точнее ΔS=f(Δt, t¹), где t¹ - некоторая средняя температура пластинки, но влияние это очень мало.)

где Δt=t₁-t₂ температуры пластинок 1 и 2.

Приемная часть укрепляется одним концом (верхним) неподвижно на стойке 7 прибора, а нижним соединяется, помощью рычажков 3 и 9, с пером 8.

Такой прибор записывает разность температур пластинок, из которых одна (верхняя) подвергается действию солнечной радиации, а другая (нижняя) находится в тени.

Приемная часть защищается от влияния резких скачков температуры воздуха, а также ветра массивной металлической оправой 5 со стеклянным верхом 12.

Биметаллические пластинки необходимо расположить так, чтобы вверх был обращен металл с большим коэфициентом расширения, что делается в силу следующих соображений.

Так как действием солнечной радиации верхняя биметаллическая пластинка нагреется не сразу во всей своей толщине, и нагреется прежде верхний ее слой, т.е. верхний, ее составляющий, металл, следовательно и расширение произойдет ранее в верхнем металле. Вследствие этого получится двойное действие - с одной стороны больший коэфициент расширения верхнего металла и с другой стороны - предупрежденное нагревание.

Поэтому, приемная часть быстро реагирует на изменение солнечной радиации.

При обратном же расположении металлов, вследствие указанного явления, при открытии солнца (в облачный день) будет, в первый момент, отрицательный изгиб и перо опустится, а затем, когда нагреется путем теплопроводности и нижний металл, перо станет подниматься. Очевидно, в этом случае произойдет искажение кривой (кривая 1′ вместо кривой 2′) согласно фиг. 3. Так как трудно приготовить совершенно одинаковые биметаллические пластинки, то для того, чтобы исключить влияние температуры воздуха на показания актинографа, необходимо изменять длину одной из пластинок или изменять место соединения стержня 3 с нижней пластинкой. Для этого нижняя пластинка имеет продольное отверстие, в котором укрепляется стержень 3 помощью винта 6.

Это приспособление играет роль регулятора. Между пластинками 1 и 2 помещается перегородка 11 так же из непроводника, прикрепленная к основанию прибора без касания к пластинкам.

Сумма прямой и диффузной радиации на квадратный сантиметр горизонтальной поверхности будет очевидно некоторая функция φ от разности температур пластинок, т.е. Q=φ (Δt), но Δt=φ(ΔS). Следовательно Q=φ(ΔS). Вид этой функции может быть определен путем сравнения с актинометром.

Актинограф может легко быть приспособлен для различных целей, в частности, для записи баланса лучистой энергии.

1. Актинограф с биметаллическими пластинками, отличающийся тем, что одна биметаллическая пластина 1 своим свободным концом закреплена в стойке 7, а другая пластина 2, скрепленная с первой муфтой 4, соединена при помощи рычагов 3 и 9 с пером 8 пишущего прибора.

2. В актинографе по п. 1 применение переставного соединения биметаллической пластины 2 с рычагом 3 с целью регулировки прибора.

3. В актинографе по п. 1 применение укрепленного на стойке 7 экрана 11, изготовленного из теплонепроницаемого материала и расположенного между биметаллическими пластинами 1 и 2 с целью предохранения пластины 2 от солнечной радиации.