Пиранометр ленточный Советский патент 1985 года по МПК G01J5/12 

ОЭ Л 7 11 К / //Т S / Изобретение относится к MeTCoiiojic гическим радиометрам, предназначенным для измерения солнечной радиации при микроклиматических исследованиях в ai-рометеорологии-в густых травосто ях, в гляциологии з снежном покрове в строительной технике для измерения отражательной способности небольших образцов поверхностей, Известные пиранометрь, например, со сферическими стеклянными фильтрами, ггрименяемые в метеорологии, имею слишком большие габариты, препятству ющие помещению их среди растений, а также малый приемник излучения у черных пиранометров, показывающий большие скачки облученностей при слу чайных затенениях ij . В толще снежного покрова большие приборы затенят ниже расположенные слои. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ленточный пиранометр, содержащий чер- но-бель й приемник радиации с батареей термоэлементов, установленный в диаметральном сечении прозрачной для измеряемого излучения трубке, соединенной с рукояткой 2j . Такой пиранометр может быть установлен в травостое без нарушения положения растений. Радиационное поле осредняется по длине приемника Ленточный пиранометр, помещенный в снежный покров, позволяет вращение его вокруг горизонтальной оси (труб-- 35

ки) для измерения радиации, выходящей из снега.

Вместе с тем такая копнтрукция пиранометра имеет недостатки.

1, Отсутствует отвод тепла от приемника радиации к атмосфере, в результате чего перехрев поглощенной сОотнечной радиацией вызывает сме щение места нуля за счет недостаточной идентичности излучательной спо

собности черного и белого покрытий.

2. Тепловая изоляция черных пластинок от белых обеспечивает высокую чувствительность приемника., но при высоких разностях температур появля- 50 ку

ется нелинейность показаний.

3. Отдельно расположенные черные и белые пластинки создают благодаря облучению боковых ребер отстугигение

от закона косинуса даже в нормальном 55черными и белыми полями (см. фиг. 2,а

к оси направлении.и 3,а) приклеены к выступам теплоот4. Пространство, по которому осред-водящей опоры 4 через посредство

няется радиационное поле, постоянноэлектрически изолирующей пленки 5.

оечное сечение; на фиг. 2 варианты с поперечным расположением термоэлементов; а - участок термобатареи до приклейки и окраски: заштрихован константан (копсль), точками показаны спаи, б - способ окраски термоэлементов; в - поперечное сечение теплоотводящей опоры с термоэлементом; на фиг. 3 - варианты с продольным рас-

клеенная секция; б- способ окраски; в - г:родольпый разрез.

Черно-белая узкая длинная термобатарея 1 заключена в стеклянную труб11ечетпые спаи (от минуса) окрашены белой матовой эмалью, а четные -.. черной (см. фиг. 2,6 и 3,6). Нейтральнь1е точки 3 на границе между и дет;-лизация JKJJUI застаяляе зкранирсмшть часть трубки. ,)то же приходится делать и при изме))ении шьбедо Hcfiojiьших образцов. 5. Разбитую в полевых условиях ПС просто заменить у приборов, где она имеет форму длинной пробирки. Перечисленные недостатки являются причиной недостаточной точности измерения радиации и снижения эксплу- атационной надежности пиранометра. Цель изобретения - повышение точности измерений и надежности. 1оставле(1ная цель достигается тем, что известньгй ленточный пиразюметр, сод(: ржащий черно-белый приемник радиации с батареей термоэлементов, установленный в диаметральном сечении прозрачной для измеряемого излучения трубке, соединенной с рукояткой, имеет теплопроводную опору внутри трубки, с которой соединены нейтр,-и1ьные зоны термоэлементов, и суш -лку, причем теплопроводная опора соединена с рукояткой и сушилкой. Батарея термоэлементов .может быть разделена па секции с отдельными выводами. Прозрачр ая трубка в виде прямого отрезка имеет конические торцы и зажата эластичными герметизирующими кольцами между рукояткой и сушилкой. На фиг. 1,а показана конструкция ленточного пиранометра, продольный разрез; па фиг. 1,6 - го же, попеполоясением термоэлементов; а - при2, заточенную на торцах на конус.

Один конец опоры 4 привинчен к массивной рукоятке 6, другой к оправе 7 сушилки 8. В результате вывода этим путем .тепла от батареи, я также подбора рецептов матовых эмалей с одикаковыми излучательнымн способностями, стабилизируется место нуля. Длинная термобатарея разделена на секции длиной каждая около 6см (см. фиг. 3,6) позволяя определение чувствительности отдельных секций методом солнца - тени путем затенения отдельных секций диском 0 100 мм с расстояния 57 см, что соответствует апертуре образцового пиргелиометра. Такое секционирование позволяет также быстрое измерение распределения радиации вдоль пиранометра без его перемещения, а акже определение альбедо образца поверхности диаметром 0,6 м. Выводы отдельных секций присоединены к штырькам разъема 9 в рукоятке 6 (см. фиг. 1,а). Для выводов сделаны выемки I О в опоре.

Оправа 7 сушилки 8 имеет каналы 1 для обмена воздуха. Гайка 12 герметизирует пространство внутри трубки 2 посредством эластичных колец 3, сжимаемых между рукояткой 6 и оправой сушилки. Такое крепление упрощает смену трубки 2 при случайных поломках в полевых условиях.

Вариант с поперечным расположением термоэлементов (см. фиг. 2) применим для чувствительностей до 16 мВ на 1 кВт. диаметре трубки до 13 мм. Термобатарея может быть изготовлена из спаянных вдоль длины полосок с поперечными надрезами, на концах которых образуются нейтральные точки. При такой пестроте окрасг ки (см. фиг. 2,6) лучше осредняется поле радиации, а боковые поверхности у поперечных полосок в некоторой . степени компенсируют неизбежное па- дение чувствительности для лучей с направлением, близким к осевому вертикалу трубки. Края термобатареи лишены чувствительных деталей и соединяются с ребрами 14 опоры 4.

Вариант с продольным расположением термоэлементов (см. Фиг. 3 пои-

меним д.пя трубок лн)бп1-о диаметрл. Ленты 15 (г.м. фиг. 3,а), состав.иенные из нечетного числа отрезков манганина и константана (заштрихованного) , уложены в нечетном числе и спаяны поперечными манганиновыми полосками так, что активные спаи, отмеченные точками, имеются в разном числе черные и белые, как на поворотах лент, так и на прямых.участках между ребрами 16 опоры 4 (см. фиг, 3), к которым нейтральные точки 3 приклеены через посредство изолирующей пленки 5. Окраска термобатареи сплошная (см. фиг. 3,6), что технически проще, не создает паразитных боковых поверхностей отдельных лент, но значительно увеличивает инерцию пиранометра. Если поперечный вариант обеспечивает инерцию не более 11 с при расстоянии между выступами опоры 4 в пределах 8 мм, то при продольном варианте и сплошной окраске инерция не меньше 20 с. Края термобатареи чувствительны для облучения, а потому защищаются на промежутках между ребрами 16 медными лентами, изолированными апенкой 17. Ленты 18 окрашены белой эмалью. Снизу термобатарея защищена полосками 19, приклеенными к боковым поверхностям ребер 16. Изоляция пленкой этих защитных лент 18 и полосок 19 сделана для их использования в качестве выводов от конца батареи и ее секций. Расстояния между ребрами 16 на стыках двух секций на 2 мм больше, чем в пределах секции.

Пиранометры ленточные предназначаются для исследований, связанных с выбором наиболее целесообразной густоты посевов, и с выбором сортов с наиболее выгодным расположением листвы, что направлено на повьш ение урожайности; для исследований проникновения радиации в снег с целью прогноза снеготаяния, для исследований альбедо строительных материалов, на.пример , для экономии энергии при проектировании холодильни ков.

а

с

к

iik