Способ измерения градиента температуры Советский патент 1980 года по МПК G01J5/50 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГРАДИЕОТА ТЕМПЕРАТУРЫ

I

Изобретение относится к способам и устройствам, предназначенным для измерения вертикального градиента температуры и приземном слое воздуха, и может быть использовано в сельском хозяйстве в целях проведения тепловых и водных мелиорации почв и гидрометслуясбе СССР.

Известен способ измерения градиекга температуры с помощью двух тилпературньк датчиков, размещенных на некотором расстоянии друг от друга . Недостат ками метода является больщая погрешность измерения градиента температуры и практическая невозможность локальных измерений градиента температуры.,5

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ измерения градиента температуры с помощью дистанцнонйых электропсахометров с полупроводниковьпии датчиками 20 температуры, включенными в плечи дифференциального моста, с выхода которого получается сигнал, пропорционеяьный разности температур И Существенным

недостатком указанного способа является то, что определение градиента темп&ратуры производится в точка (или на весьма небольшой площади).

Для получения истинных значений градиента температуры, например, на всем орошаемом массиве (что требует ся в практике поливного земледелия) ) при таком способе данные измерения в одной или нескольких точках необходимо экстраполировать на всю площадь.

Такое определение градиеш-а темп&ратуры неизбежно ведет к большимпогрешностям, так как точку измерения, репрезентативную для всей площади, . трудно выбрать. Поэтому для уменьшения погрешностей проводят измерения одновременно на многих характерных участках, и среднее значение градиента определяется как средневзвешенное из этих точечных измерений, что оче«ь громоздко и требует большого количества обслуживающего персонала.. К недостаткам указайного способа относится также необходимость установки датчиков на объекте, что приводит к возникновению погрешности, вызванной наличием в точке измерения измеритель-ной аппаратуры (влияние датчика на микроструктуру метеорологических попей и создает неудобства при работе иа площади. Цель изобретения - повышение точное ти и упрощение измерений путем значительного уменьшения количества измер&ний. Это достигается тем, что излучают световой пучок по линиям, параллельным исследуемой поверхности, и по дисперсии сигнала определяют искомый параметр. Сущность способа заключается в спе дующем. Известно что флуктуации интенсивности света, проходящего турбулентную среду, в пределах прямой видимости зависят от флуктуации температуры, которые в свою очередь определяются градиентами температуры. Способ основан на зависимости мемшу средним значением градиеига температуры и дисперсией флуктуации интенсивности светового пучка С5о , кото рая выражена уравнением ёГГ- о. О - коэффициент, зависящий от дли ны трассьц высоты прохождения луча и длины волны оптического излучения, t) - коэффициент, определяемый по .средней температуре на высоте прохождения оптического луча. Пранципнапьно способ реализуется следующим образом. На. краю шхощади, где измеряется среднее значение гр диента температуры, устанавлива1Ьггся передатчик - оптический квантовый генератор, приемник оптического излучения и отражающие зеркала. Оптический луч, отразившись от отражательных зеркал, расположенных, на раницах контура исследуемой площади, попадает на приемник, который регистрирует величину интенсивности. По флуктуациям интенсивности вычисляется величина дисперсии, а по дисперсии - сама в&личина градиента температуры. Такой способ измерения градиента температурь позволяет получить средневзвешенное значение градиента температуры, так как флуктуация интенсивное-ти светового пучка происходит под воздействием градиента температуры на всех участках, над которыми распространяется световой пучок. Преимущество способа и в том, что измерительные устройства располагаются вне площади поля, иа котором измеряется градиент температуры, что не препятствует, например, проведению сельхозработ . на поле. Формула изобр е т е н и я Способ измерения градиента температуры путем регистрации характеристик излучения светового пучка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, упрощения измерений, излучак}т световой пучок по линиям, параллельным исследуемой поверхности, и по дисперсии сигнала определ$пот искомый параметр. Источника информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Гордов А. Н. Основы пирометрией, М., Металлурт я, 1971. 2.ГЦэнборы. аппаратура и методы получения агрофизической и агрофизнологичес- кой иа{юрм ий1ии при исследованиях по программированию урожаев. Методические указания, М. ВАСХНИЛ, 1977.