Пиргелиометр

 

ПИРГЕЛИОМЕТР, содержащий приемную поверхность, термобатареюиндикатор и термобатарею-холодильник , отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительностиза счет изоляции холодных спаев термобатареи-холодильника от приёмной поверхности онснабжен теплопроводящей пластиной, установленной на холодные спаи термобатареи - холодильника, и теплоизоляционным кольцом, охватывающим боковую поверхность теплопроводящей пластины, расположенной параллельно и на заданном расстоянии от приемной поверхности .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) З(511 G 01 W 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3269833/18-10 (22) 03.04.81 (46) 15.05.83. Бюл. У 18 (72) А. А. Кмито, Д. Г. Соболев и

Е. И. Чистякова (71) Ленинградский ордена Ленина . и ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. А. А. Жданова (53) 551.508 21(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

И 513269, кл. 601 3 5/10, 05.05.76.

2 . Авторское свидетельство СССР и 402843., кл . С 01 W 1/12, 19 .10 .73 (прототип) . (54) (57) ПИРГЕЛИОИЕТР, содержащий приемную поверхност ь, термобатареюиндикатор и термобатарею-холодильник, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности. за счет. изоляции холодных спаев термобатареи-холодильника от приемной поверхности он- снабжен

1 теплопроводящей пластиной, установленной на холодные спаи термобатареи-холодильника, и теплоизоляционным кольцом, охватывающйм боковую поверхность теппопроводящей пластины, расположенной параллельно и на заданном расстоянии от приемной поверхности, Изобретение относится к измерительной технике в метеорологии и может быть использовано для измере-: ния радиационных потоков.

Известны пиргелиометры> содержащие приемную поверхность и термобатарею-холодильник, служащую одновременно индикатором уровня измеряемого радиационного потока (1$.

Однако наличие в устройстве термобатареи-холодильника вносит дополнительное низкое термическое сопротивление, по которому происходит сток тепла с приемной поверхности. Чувствительность этого устрой.. ства лежит в тех же пределах, что и без холодильников.

Наиболее близким,к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является пиргелиометр, содержащий приемную поверхность термобатарею-индикатор и термобатарею-холодильник (2 1.

Недостатком известного пиргелиометра является низкая чувствительность из-за того, что термобатареяхолодильник обладает низким термичес ким сопротивлением, которое определяется материалом, площадью попереч ного сечения и длиной ветвей холодиль ника. Площадь поперечного сечения вет вей соизмерима с площадью приемной поверхности, длина ветвей из соображений большей холодопроизводитель. ности, не может быть выбрана большей. Кроме того, ветви батареи-холодильника при протекании по ним тока нагреваются и нагревают окружающий их воздух, который поднимается к приемной поверхности и вноЮЪ» 3 сит случайную погрешность в измерения. Известное устройство имеет большую постоянную времени, так как она в основном определяетсщ массой и теплоемкостью термобатареи холодильника.

Цель изобретения — повышение чув-, ствительности за счет изоляции холодных спаев термобатареи-холодильника от приемной поверхности.

Для достижения поставленной цели пиргелиометр, содержащий приемную поверхность, термобатарею-индикатор и термобатарею-холодильник, снабжен теплопроводящей пластиной, установленной на холодные спаи термобатареи-холодильника, и теплоизоляционным кольцом, оаватывающим боковую поверхность теплопроводя1018089 . 2 щей пластины, расположенной параллельно и на заданном расстоянии от приемной поверхности.

На.фиг, 1 изображен пиргелиометр, общий вид; на фиг. 2 - приемная поверхность; на фиг, 3 - схема измерения.

Пиргелиометр имеет корпус 1, в

10 котором закреплен теплоприемник 2, термобатарею-холодильник 3, на хо- . лодные спаи которой установлена теплопроводящая пластина 4, по периметру которой закреплено теплоиэоляционное кольцо 5, Параллельно и на расстоянйи от теплопроводящей плас» тины 4 через прокладку 6 установлена приемная поверхность 7, которая состоит из подложки 8 и размещенных на ней термобатареи«индикатора 9, 20 нагревателя 10 и поглощацего пок. рытия 11. С помощью потенциометра

12 регулируется ток в цепи нагрева» теля 10 от источника 13. Ток в цепи нагревателя 10 и падение напряжения

25 на нем измеряются приборами 14 <

1 . Прибор 16 контролирует ток термобатареи-холодильника 3, регулируемый потенциометром 17. Питание термобатареи-холодильника 3 осуществля" З0 ется от источника тока 18, ТермоЭДС термобатареи-индикатора 9 измеряется прибором 19. Переключатель 20 используется для подсоединения цепи нагревателя 10 к источнику 13 .

3s Процесс измерения происходит в две стадии. На первой стадии поток радиации, попадая на приемную поверхность 7, поглощается покрытием 11 и нагревает приемную поверхность 7, Ток

40 в термобатарее-холодильнике 3 подбирается с помощью потенциометра 17 таким, чтобы термо-ЭДС термобатареи-индикатора 9 стала. равной нулю, что контролируется по прибору 19.

45 При выполнении этого условия температура приемной поверхности 7 становится равной температуре окружающей среды, На второй стадии, сохраняя неизменным ток в термобатарее-холоg0 дильнике 3, экранируется любым известным способом приемная поверхность 7 от тока излучения и пропускается ток через нагреватель

1О,Ток подогрева подбирается таким, 5 чтобы термо,-ЭДС термобатареи индикатора 9 свелась к нулю. При этом считается, что поглощенная мощность радиационного потока и выделившаяся мощность Джоулева тепла от npoie3 301 кающего по нагревателю 30 электриче-I ского тока равны, По мощности электрического тока, которая рассчитывается по падению напряжения и тоicy, протекающему по нагревателю 10, судят о величине радиационного потока. .Установки на холодные спаи термобатареи-холодильника 3 теплопроводящей ггластины 4 позволяют изолировать

46яають ветвей холодильника 3 вмес-те.;с. холодными спаями,от приемной поверхйюсти 7, что исключает возмож- . коМь,.проникновения нагретого воздуха.от ветвей холодильника 3 к приемной поверхности 7; выравнять температуру холодных спаев по площади

-;термобатареи-холодильника 3 за счет того, что материал. пластины выбирается q высоким коэффициентом тепло: проводноати; повысить теплоемкость холодных спаев, что необходимо для устранения влияния смены стадий изме. рения на температуру холодных спаев, от которой прямо пропорционально зависит холодопроизводительность холодильника. Теплоизоляционное кольцо 5 позволяет полностью изолировать пространство между приемной поверхностью 7 и холодильником .3 и .гюзтому полностью устранить влия- . ние ветвей холодильника 3 на прием ную поверхность 7. Расположение .теплопроводящей пластины 4 и теплоизоляционного кольца 5 на расстоя нии от приемной поверхности 7 позволяет резко повысить термическое

8089 4 сопротивление между привмнЬй. поверх. I ностью и теплопроводящей лластиной и, следовательно, резко поднять чувствительность. пиргелиометра. Кроме этого, уменьшается постоянная времени приемной поверхности Т> так как из-за воздушного зазора теплоемкость теплопроводящей пластины 4 и находящегося под ней холодильника

10 3 уже не входят в общую теплоемкость приемной поверхности. Установка теп- . В лопроводящей пластины параллельно приемной поверхнбсти позволяет выравнить удельное термическое сопротив15 ление на пути стока -тепла на холодиль. ник по всей площади приемной поверхности. Так как теплопроводящая пластина и теплоизоляционное кольцо устанавливаются на расстоянии от при2а емной поверхности, возникает возможность регулировки чувствительности пиргелиометра за счет изменения толщины прокладки 6, как при сборке пиргелиометра, так и в процессе .его

25 эксплуатации. Это возможно потому, что чувствительность устройства зависит от термического сопротивления на пути стока тепла с приемной поверхности, а термическое сопротивЗв ление зависит от величины воздушного зазора между приемной поверхностью и теплопроводящей пластиной.

Технико-экономическая эффективность изоЬретения заключается в повышении чувствительности, точности и

Ьыстродействия пиргелиометра.

1018089

Составитель В. Агапова

Техред И.Гайду Корректор С. Шекмар.

Редактор К. Волощук

Заказ 3539/46 Тираж 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и-открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4