Пиранометр ленточный

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕОН(ИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 08

4(eI) 0 01 J 5 !2

ОЧИ(3АНИЕ HSOEIPETEHMH

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ,(2!) 32)б295/18-25 (22) )1,)2,80 ((,б) 23 М.85 Бюл, ) - 15 (72) )P. Д. Янишевский (71) Гневная геофизическая обсерватория им. A. И. Воейкова (53) 535.?3).б(088.8) (5б) 1. Ян !øåâñêeeò) 1(). Д. Пиранометр повьш)е) !G!; чувсl вительно сти, Бю:-..четень П=ст . "-.ííîé актинометрической ком-. сси . )) 1 (27,, 1957, с, 78., 2. Буриков i .. Л. ЛинсйньA ппра— но. |е p. Б сбор. Прикладные вспросы

Р .т, с:о Gc. пед:..Gгическсго ин-та, Ростов-на-Дону,.

1974., с.)23 (прототип), (i! ) (37) 1, БЕ!1 10Ч))ЫИ ПИРА))ОМБ" Р, содержащий черно-бе;ь:й приемник ра,иации с батареей те, 1оэлементов, установл".I:.:,й в диаметральном сечении прозрачной для измеряемого излучения трубке, соединенной с рукояткой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и надежности, он имеет теплопроводную опору внутри трубки, с которой соединены нейтральные эоны термоэлементов, и сушилку, причем теплопроводн;; о-)ора соединена с рукояткой и сушилкой.

2. Пи ..нометр по и. 1, о т л и— ч а ю щ и и с .. тем, что батарея термоэлементов разделена на секции с отдельнь MH выводами.

3. Пиранометр по п. )s о т л и— ч а ю шийся тем, что прозрачная трубка в виде прямого отрезка имеет кони еские торцы и зажата эластичными герметизчрующими кольцами между рукояткои .- суш:1лкои.

Se3Ю8

И !обретение относится к метеороло= гическим рлдиометрам, предназначенным для измереция солнечной радиации при микроклиматических исследонлниях; в агрометеорологии-в гv(.TbIx трлвосто 5 ях, B гляциологии-в снежном покронг, в строительной технике для измерения отражательной способности небольших образцов поверхностей.

Известные пиранометры, например, со сферическими стеклянными фильтря ми, применяемые н метеорологии, имеют слишком большие габариты, препятствующие помещению их среди растений, а также малый приемник излучения у черных пиранометров, показывающий большие скачки облученностей при слу— чайных затенениях (1) . Б толще снежного покрова большие приборы затенят ниже расположенные слои.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ленточный пиранометр, содержащий черно-белый приемник радиации с батареей термоэлементов, установленный н диаметральном сечении прозрачной дпя измеряемого излучения трубке, соединенной с рукояткой f2Ä .

Такой пирлнометр может быть установлен н травостое без нарушения положения растений. Радиационное поле осредняется по длине приемника.

Ленточный пиранометр, помещенный в снежный покров, позволяет вращение вок1зуг го1>изонтлльной vcH (Tpy6- 3 > ки) для измерения радиации, выходящей из снега.

Вместе с тем такая конетрукция пиранометра имеет недостатки.

l. Отсутствует отвод тепла от 40 приемника радиации к атмосфере, в результате чего перегрев г!оглощенной солнечной радиацией вызывает сме щение места нуля за счет недостаточной идентичности излучательной спо-. 45 собности черного и белого покрь>тий.

2. Тепловая изоляция чернь!х пластинок от белых обеспечивает высокую чувствительность приемника, но при высоких разностях температур появля- 50 ется нелинейность показаний.

3. Отдельно расположенные черные и белые пластинки создают благодаря облучению боковых ребер отступление от закона косинуса даже в нормальном 55 к оси направлении.

4. Пространство, по которому осредняется радиационное поле, постоянно и д тлг!излция !!оля влет;гвляет >крани;3(! ил ь ! с ь jl уб к и ..)ТО же г!рихо дится делать и при измерении лльбедо небоцьших образцов.

5. Разбитую и полевых условиях трубку не просто заменить у приборов, где онл имеет форму длинной пробирки.

Перечисленные недостатки являются причиной недостаточной точности измерения рлдиации и снижения эксплу- атационной надежности пиранометра.

Пег!! изобретения — повышение точности измерений и надежности.

1остлвленг!ля цель достигается тем, что известный ленточный пиранометр, сод:.ржлщий черно-белый приемник радия!гии с батареей термоэлементов, устаног!ленный в диаметральном сечении прозрачной для измеряемого излучения трубке, соединенной с рукояткой, имеет теплопроводную опору внутри трубки, с которой соединены нейтральные зоны термоэлементов, и су!!!иг!ку, причем теплопроводная опора соедиг!ена с рукояткой и có!Uèëêoé.

Блтлрея термоэлементов может быть рлзГ:,елена нл секции с отдельными вывсдами.

Грозрачная трубка в виде прямого отре >KQ имеет конические торны и злжлтл эластичными герметизирующими кольцами между рукояткой и сушилкой.

Нл фиг. l,а показана конструкция

«енточного пирацометра, продолгный разрез; ня фиг. !,б — го же, попеоечное сечение; на фиг. 2 — варианты с по:перечным расположением термоэлементов; а — участок термобатареи до приклейки и окраски: заштрихован константан (копель), точками показаны спли, б — способ окраски термоэлемен,ов; в — поперечное сечение тепло:)òâîöÿùeé опоры с термоэлементом; на фиг. 3 — нарианты с продольным расположением термоэлементов; а — приклеег!нля секция; б — способ окраски; в — г:родольный разрез.

Черно-белая узкая длинная термобатарея 1 заключена в стеклянную трубку 2, заточенную на торцах на конус. нечетные спли (от минуса) окрашены белой матовой эмалью, а четные чернсй (см. фиг. 2,б и З,б).. 1ей Ральные точки 3 на границе между черными и белыми полями (см. фиг. 2,а и 3,a) приклеены к выступам теплоотводящей опоры 4 через посредство !лектэически изолирующей пленки 5.

993708

Один конец опоры 4 привинчен к массивной рукоятке 6, другой-к оправе 7I сушилки 8. В результате вывода этим путем тепла от батареи, а также подбора рецептов матовых эмалей с одинаковыми излучательными способностями, стабилизируется место нуля. Длинная термобатарея разделена на секции длиной каждая около 6 см (см. фиг. 3,б). позволяя определение чувствительности !О отдельных секций методом солнца — тени путем затенения отдельных секций диском 9 100 мм с расстоянич 57 см, что соответствует апертуре образцового пиргелиометра. Такое секциониро- 15 вание позволяет также быстрое измерение распределения радиации вдоль пиранометра без его перемещения, а гакже определение альбедо образца поверхности диаметром 0,6 м. Выводы 20 отдельных секций присоединены к штырькам разъема 9 в рукоятке 6 (см. фиг. I,à). Для выводов сделаны выемки IO в опоре, Оправа 7 сушилки 8 имеет каналы 11 25 для обмена воздуха. Гайка 12 герметизирует пространство внутри трубки

2 посредством эластичных колец 13, 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

l6 мВ на 1 кВт м при диаметре труб-а ки до 13 мм. Термобатарея может быть изготовлена из спаянных вдоль длины полосок с поперечными надрезами, на концах которых образуются нейтральные точки. При такой пестроте окрас-. ки {см. фиг. 2,б) лучше осредняется поле радиации, а боковые поверхности у поперечных полосок в некоторой степени компенсируют неизбежное падение чувствительности для лучей с направлением, близким к осевому вертикалу трубки. Края термобатареи лишены чувствительных деталей и соединяются с ребрами 14 опоры 4. 50

Вариант с продольным расположением термоэлементов (см. Фиг. 31 пои- . меним дпя трубок имбо!(1 диаметра.

Ленты 5 (см. фиг. 3, а), со(тяВлен» ные из нечетного числа отрезков манганина и константана (заштрихованного), уложены н 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 (cM. фиг. 3), к которым нейтральные точки

3 приклеены через посредство изолирующей пленки 5. Окраска термобатареи сплошная (см. фиг. З,б), что технически проще, не создает паразитных боковых поверхностей отдельныхлент, 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 пленкой !7. 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 исследовании, связанных с выбором наиболее целесообразной густоты посевов, и с выбором сортов с наиболее выгодным расположением листвы, что направлено на повышение урожайности; для исследований проникновения радиации в снег с целью прогноза снеготаяния, для исследований альбедо строительных материалов, например, для экономии энергии при проектировании холодильни— ков.

1., о, т,: i, ..; - "!;

Редактор С . Гито за Т; /о,: —, Г". р е::. 8 9 /

: о

ВНИИПИ Гооуд;.;:с гвепно:: комп-::;-. .,С "

i. 0 дь:8."! г(моор: ."е!. Й /i:.!тк,) -1!

113035/ 1 1о, -:. з ."..,-35, a /ò: .к -п: ыл!/, .