Способ и прибор для измерения температуры поверхностей, например, поверхности почв Советский патент 1937 года по МПК G01J5/16 

Главная трудность, возникающая при измерении температуры поверхности почв и аналогичных сред, заключается в том, что поверхность двухмерна, тогда как все термометры, применяющиеся для измерения ее температуры-трехмерны.

Всякий термометр, будь это ртутный термометр, термопара или термометр сопротивления, будучи приложен к поверхности почвы, закрывает ее и этим нарушает радиационный обмен ее со средой, что приводит к изменению величины измеряемой температуры. Всякий такой термометр, помимо этого, измеряет также и температуру воздуха в припочвенном слое.

Для геофизических, теплотехнических и агрономических целей точное знание температуры поверхности почвы весьма существенно, так как дает возможность учета количеств тепла, теряемых данной поверхностью путем лучеиспускания и конвекции, а также дает возможность контролировать степень воздействия тех или иных средств, которые применяются для регулирования этих потерь.

Для измерения температуры поверхностей, например,поверхности почвы, предлагается нижеописанный способ.

сущность которого сводится к тому, .что температуру поверхности определяют по температуре окружающего индикатор лучистой энергии теплопроводного кожуха и заключенного в нем воздуха в момент равновесия лучистого теплообмена между измеряемой поверхностью и частями измерительного прибора. Такой способ измерения дает возможность избавиться от ряда ощибок, присущих известным способам измерения температуры поверхностей.

Для осуществления описанного способа измерения температуры поверхностей предлагается прибор, изображенный схематически на приложенном чертеже.

Предлагаемый способ измерения температуры поверхностей в основных деталях сводится к следующему.

Баланс лучистой энергии на спаях термостолбика, входящего в некоторую систему с другими телами, должен быть равен нулю, если все тела, входящие в систему, имеют одну и ту же температуру, что следует непосредственно из закона Кирхгофа.

В случае неравенства температур тел системы отклонение гальванометра, присоединенного к термостолбику, пропорционально величине этого баланса.

Выполнив систему так, чтобы тег4пература У частей ее, включая сюда I холодные спаи термостолбика, была | общей для них и могла быть изменяема по произволу, и обозначив i температуру поверхности одной, не | включенной в изложенный выше перечень, части системы Т.,, можно выразить все изложенное так:

х тЛ.),

где

а - отклонение гальванометра,

А-константа, имеющая размерность площади,

3 -константа лучеиспускания объекта (почвы и т. д.)

TI-температура частей прибора и „холодных спаев помещенного в него термостолбика,

Т - температура повер.хности объекта (почвы и т. д.),

jj и - некоторые величины, зависящие от объекта и прибора.

При условии Т- отклоиелие гальванометра равно нулю.

Прибор для осуществления предлагаем ого способа состоит из металлического массивного кожухз, открытого с одной стороны и снабженного нагревательной обмоткой К из проволоки высокого сопротивления. Кожух А покрыт снаружи тепловой изоляцией /, и внутрь его вставлен тармометр t, например, ртутный. Внутри полости кожуха Л помещен индикатор Т лучистой энергии, например, термостолбик, воспринимающий лучеиспускание исследуемой поверхности Р. Для устранения воздействия на индикатор коротковолновой радиации посторонних источников, отражаемой от исследуемой поверхности, спаи термостолбика могут быть покрыты слоем окиси магния. Индикатор Т соединен проводами я, п с гальванометром G. Индикатор закрыт окном / из каменной соли или флюорита, а кожух Л внутри высеребрен.

Обращение с прибором весьма просто. Направив его отверстием на объект Р, температура Т, поверхности которого подлежит измерению, наблюдают отклонение на гальванометре в цепи термостолбика и доводят температуру прибора 7 (наблюдаемую с помощью термометра t) до значения Го. В момент совпадения этих температур (температура поверхности объекта Т., равна Fj) отклонение гальванометра 7 равно нулю.

Опыты, проведенные в Ленинградском Физико-Агрономическом Институте, вполне подтверждают изложенное. Можно, пользуясь переносным гальванометром, легко учесть температуру поверхности объекта с точностью до 0,1°. Эта точность может быть повыщена.

Предмет изобретения.

1.Спосо измерения температуры поверхностей, например, поверхности почв, отличающийся те.м, что температуру поверхности определяют по температуре окружа.ющего индикатор лучистой энергии теплопроводного кожуха и заключенного в нем воздуха в момент достижения равновесия лучистого теплообмена между измеряемой поверхностью и частями измерительного прибора.

2.Прибор для осуществления способа по п. 1, отличающийся тем, что, с целью осуществления изменения температурь частей измерительного прибора в процессе измерения, окружающий индикатор лучистой энергии (например, термостолбик) теплопроводный кужух А снабжен нагревательной обмоткой К.

3.В приборе по п. 2 применение индикатора, например, термостолбика, спаи которого покрыты слоем окиси магния, с целью устранения воздействия на индикатор коротковолновой радиации посторонних источников, отражаемой от исследуемой поверхности. к авторскому свидетельству Б. и А. В. Куртенер Ле П. Александрова 51477

/VVW./VWv

т-/

.х|