Пиргелиометр

я обсерва ельство ССС2, 1976.ьство СССР12, 28,11.8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПо ДЕЛАМ ИЗОВРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ(54) (57) ПИРГЕЛИОМЕТР, содержащий корпус с защитным экраном и расположенные в нем апертурную трубу с диафрагмами и приемную полость с обмоткой замещения, а также измерительный прибор, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью повышения точности изме реннй, он снабжен измерителем теплового потока на анизотропных термоэлементах, размещенных равномерно по всей внешней поверхности приемной полости и контактирующих с корпусом, выполненным термостабилизированным.1144072 10 5 Изобретение относится к измерительной технике, а именно, к приборам для актинометрических измерений. Оно может быть использовано в лазерной и гелиотехнике и другихотраслях народного хозяйства для измерения интегральных потоков электромагнитного излучения в широком интервале энергетических освещенностей,Известны пиргелиометры, содержащие корпус с защитным экраном, приемный элемент с термодатчиком, электрический охладитель и схему регулирования Я . Недостатком таких устройств является сложность схемы регулирования, обеспечивающей приведение температуры приемного элемента к температуре окружающей среды в обоих фазах измерения (при нагреве радиацией солнца и электрическим током) путем регулирования тока питания термоэлектричес-, кого охладителя по запоминанию сигнала термодатчика, Кроме того, термоэлектрический охладитель не обеспечивает равномерного охлаждения приемных элементов в виде полости, так как площадь контакта с ним ограниче 30 на, Это вносит погрешность в измерения радиации за счет неэквивалентности замещения лучистого нагрева электрическим, так как нагрев отдельных частей приемной полости оказывается различным.35Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является пиргелиометр, содержащий приемную полость в виде конуса с черной внутренней поверхностью. На его 40 наружной поверхности расположены обмотка замещения, термодатчик и термоэлектрический охладитель, Приемный конус помещен в теплозащитную оболочку, температура которой регулируется с помощью второго термоэлектрического охладителя и с помощью термодатчика. Все приемное устройство размещается в корпусе прибора. Угол поля зрения приемника в направлении 50 на солнце ограничивается с помощью апертурной трубы с диаФрагмами. Для регулировки токов питания обмотки замещения конуса, термоэлектрических охладителей конуса и теплозащитной 55 оболочки и регистрации сигналов обоих термодатчиков пиргелиометр имеет блок регулирования 2 . 2Основным недостатком устройства является то, что охлаждение конуса до температуры окружающей среды и регистрация его температуры производится на ограниченном участке его поверхности. В процессе абсолютных измерений радиации пиргелиометром температура конуса при электрическом нагреве приводится к температуре ко- . нуса при облучении. При этом равенство температуры конуса в месте расположения термодатчика не означает равенства тепловых полей всего конусав обоих случаях нагрева. В результате этого возникает систематическаяпогрешность измерений за счет неэквивалентности замещения радиацииэлектрической мощностью. Недостатком устройства является также сложностьпроцесса измерения радиации, при котором необходимо регулировать одно. временно ток в цепях обмотки замещения и термоэлектрических охладителях приемного конуса и теплозащитной обо. лочки по соответствующим сигналамтермодатчиков, которые при облучениии электрическом нагреве приемника должны быть одинаковыми, Сложность схемы регулирования препятствует автоматизации процесса измерений радиа. ции пиргелиометром.Цель изобретения - повышение точности измерений радиации.Указанная цель достигается тем, что пиргелиометр, содержащий корпус с защитным экраном и расположенные в нем трубу с диафрагмами н приемную полость с обмоткой замещения,.а также измерительный прибор, снабжен измерителем теплового потока на анизотропных термоэлементах, размещенных равномерно по всей внешней поверхности приемной полости и контактирующих с корпусом, выполненным термостабилизированным. На чертеже показан пиргелиометр,общий вид.Пиргелиометр содержит апертурнуютрубу с диафрагмами 1 и защитным экраном 2, прикрепленную к термостабилизированному корпусу 3, в которыйпомещена металлическая приемная полость 4 с обмоткой 5 замещения. Тепловой контакт приемной полости 4 стермостабилизированным корпусом 3осуществлен через анизотропные термоэлементы 6, сигнал которых подаетсяна измерительный прибор 7,44072 3 11Устройство работает следующим образом.При экспонировании прибора на солнце приемная полость 4 нагревается, тепло через анизотропные термоэлементы 6 стекает на корпус 3 и на измерительном приборе появляется сиг. нал, пропорциональный измеряемому тепловому потоку, После этого прибор затеняется и с помощью обмотки 5 замещения между приемной полостью 4 и термостабилизированным корпусом 3 создается тепловой поток, равный предыдущему. 0 равенстве потоков судят по показаниям измерительного прибора 7 при облучении и электрическом нагреве полости 4. Термическое сопротивление анизотропных элементов 6 мало, поэтому перегрев приемной полости 4 относительно термостабилизироваиного корпуса 3 так же мал, как . и в случае использования термоэлектрических охладителей. При этом температурное поле приемной полости при ее нагревании более равномерное иустанавливается быстрее, чем при использовании весьяа инерционных термоэлектрических охладителей, укрепляемых только в узкой зоне по периметруприемной полости.В результате этого снижается погрешность измерений радиации за счетнеэквивалентности замещения измеряе О мой радиации электрической мощностью,а устройство упрощается.Приавтоматизации устройства схема по сигналам измерителя тепловогопотока непосредственно регулирует 15 мощность, выделяемую в обмотке 5 замещения приемной полости 4. Схемырегулирования и запоминания тока термоэлектрического охладителя, протекающего в первой фазе измерений, при 20 этом исключаются.Предлагаемый пиргелиометр обеспечивает более высокую точность измерений, упрощаются устройство и схемаавтоматизации процесса измерений. Заказ 900/38 Тираж 748 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 Составитель В.АгаповаРедактор Е.Папп Техред Т.Маточка Корректор 0.Луговая