Спектральный актинометр

 

Класс 421 20о2 № 149602

СССР

1.С160!ЭЗИ "М

1 т. «о л- "1, 1

I описание изоя а а11Ия"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа № 171

H. В, Бухман

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АКТЙНОМЕТР

Заявлено 23 ноября 1961 г. за ¹ 753039126-10 в К омитет IIo делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 16 за 1962 r.

Известные актинометры, содержащие д исперсионный монохроматор, термоэлектрический датчик и гальванометр и предназначенные для измерения распределения энергии в спектре солнечной падиации, сложны и не обеспечивают проведения сравнимых меж v собой измерсний lio всему спектру.

В предлагаемом актинометре для огределения в экспед 1цнон плх условиях распределения энергии в спектре солнечной радиации с учетом влияния рассеянной радиации в монохроматоре применена сферическая линза, фокусирующая лучистую энергию после дисперсионной призмы и дающая возможность при поперечном смещении спектра учитывать влияние рассеянной радиации.

На фиг. 1 приведена оптическая схема; на фиг, 2 — схема установки на штативе описываемого актинометра.

К корпусу 1, выполненному в виде металлической трубы с ребристой внутренней поверхностью, присоединен патрубок 2, «а котором неподвижно укреплен патрубок 8. В патрубке 2 неподвижно установлена дисперсионная призма 4. В корпусе 1 негодвижно укреплены линза 5 и термоэлектрические датчики 6, 7, 8, служащие для измерения радиации. Для точной наводки актинометра на солнце используют свет, отра>кенный входной гранью дисперсионной призмы 4 и фокусируемый сферической линзой 9 на экране 10 в виде пятна 11. На своем пути к линзе 9 световой поток говорачивается зеркалом 12, неподви>кно закрепленным в патрубке 8, и направляется вдоль корпуса 1.

Поток солнечных лучей 18 при входе в прибор ограничивается диафрагмой 14, установленной в патрубке 2. Экран (С выполнен из матового стекла с нанесенной на нем прямоугольной координатной сеткой.

Для точного отсчета положения пятна 11 на экране 10 используют лупу 15, которая укреплена с помощью подвижного откидного кроиштейна 16 на корпусе I. Корпус 1 с патрубками 2, 8, призмой 4, зеркалом 12 н диафрагмой 14 образуют трубу спектрального актинометра, Труба № 149602 спектрального актинометра крепится на штативе таким образом, чтобы обеспечить возможность ее поворота вокруг двух взаимно перпендикул яр ных осей 17 и 18.

Корпус 19 с помощью двух полуосей 17 подвешен во втулках 20, укрепленных на концах вилки 21, соединенной с осью (8, которая поворачивается во втулке 22, с помощью шарнира 23, соединенной со столбиком 24. Последний жестко укреплен на плите 25. С помощью шарнира 28 устанавливают втулку 22 под углом к горизонту, равным географической широте места.

При работе предлагаемого актинометра пучок солнечных лучей 13, ограниченный диафрагмой 14, поступая на дисперсионную призму 4 и фокусируясь линзой 5, образует спектр солнечной радиации, состоящий из непрерывного ряда накладывающихся друг,на друга изображений видимого солнечного диска, каждое в монохроматическом свете. При этом изображения лежат не в одной плоскости, а по мере увеличения, длины волны удаляются от линзы 5, как бы образуя лестницу, по ступенькам которой расположены термоэлектрические датчики б, 7, 8, предназначенные для измерения радиации в соответствующих областях спектра. Поло>кение фокального пятна 11 на координатной сетке экрана

10 определяет положение изооражения солнечного спектра относительно датчиков, измеряющих его интенсивность. Необходимое перемещение спектра относительно датчиков достигается путем небольшого изменения направления солнечных лучей, падающих на прибор.

Принцип действия предлагаемого актинометра заключается в следующем.

Устанавливают прибор так, чтобы ось 18 была параллель:-. оси мира, т. е. была направлена на север вилкой 21 и составляла с горизонтом угол, равный географической широте места. Один из датчиков, в зависимости от области измеряемого спектра, подключают к гальванометр;., не указанному на чертеже.

Прибор грубо наводят на солнце так, чтобы на экране 10 появилось фока".üíîå пятно 11. Поворачивая прибор полуосей 17, устанавливают некоторую выбранную абсциссу пятна 11 на координатной сетке экрана 10 (абсцисса наводки Л = Х;). Путем соответствующего говорота прибора вокруг оси 18 устанавливают ординату пятна Il на координатной оси экрана 10 (ордината наводки У = У,) таким ооразом, чтобы датчик, подключенный к гальванометру, был ближе к середине полосы спектра с некоторым спережением по ходу солнца.

Опере>кение при установке ординаты наводки берется в соответствии с инерцией датчика и гальванометра так, чтобы при подходе середины полосы спектра к датчику показания гальванометра успели установиться. Наблюдатель выбирает момент, когда датчик находится в середине полосы спектра, что определяется по достижению гальваномегром наибольшего отклонения или по соответствующему значению ординаты наводки Y = У„. Устанавливают прибор на оси 18 так, чтобы полностью вывести датчик из полосы спектра в направлении, поперечном спектру (устанавливается ордината наводки У = У> при той же абсциссе наводки Х = Х;), выжидают время установки показаний гальзанометра и снимают отсчет гальванометра, соответствующий действию на датчик радиации, рассеянной атмосферой и оптикой прибора. Второй отсчет гальванометра, как поправка, вычитается из первого. Поочередно устанавливая различные значения абсциссы наводки и повторяя вышеприведенные операции, можно одним датчиком последовательно пройти весь спектр.

В предлагаемом приборе датчик б используется для измерения радиации в инфракрасной части спектра, датчик 7 — в видимой части и № 149б02 датчик 8 — в ультрафиолетовой части спектра Каждый из датчиков при соответствующих установках абсциссы наводки обеспечивает четыре-пять:независимых отсчетов в своей области спектра и столько же отсчетов в соседних областях спектра. Чувствительность прибора регулируется посредством изменения размера входного отверстия диафрагмы 14. В качестве датчиков, используемых для измерения радиации и спектре, могут быть применены точечный датчик, точеный датчик с компенсацией, дисковый датчик и линейчатый датчик.

Кривые селективной чувствительности спектрального актинометра получают непосредственно в приборе следующим путем.

С трубы прибора снимают патрубок 2 с патрубком 8 и призмой 4.

Перед линзой 5 устанавливают светофильтр или комбинацию светофильтров, пропускающих сравнительно узкую область спектра. Наводят прибор на солнце так, чтобы датчик оказался в центре изображен я видимого солнечного диска и отмечают c00TBe7ñòâóþùêå этой наводке координаты пятна 11 на экране 10: Х = Х; и У = У;. Сохраняя значение опдинаты наводки У = У; и давая абсциссе наводки значения Х =

=- Х,.i сс, снимают кривую зависимости отклонения гальванометра от текущей координаты а. Производя подобные измерения с различными светофильтрами, получают аналогичные зависимости для различных частей спектра.

Описанный спектральный актинометр может найти применение для изучения спектрального состава прямой солнечной радиации, достигающей поверхности земли, а также для изучения влияния спектрального состава радиации на живые организмы и на процессы фотосинтеза.

Предмет изобретения

Спектральный актинометр, содержащий дисперсионный монохроматор, термоэлектрический датчик и гальванометр, о тли ч а ю го и йс я тем, что, с целью определения в экспедиционных условиях распределения энергии в спектре солнечной радиации с учетом влияния рассеянной радиации, в монохроматоре применена сферическая линза, фокусирующая лучистую энергию после дисперсионной призмы и позволяющая при поперечном смещении спектра учесть влияние рассеянной радиации.

ОПЕЧАТКА

На стр. 2 в строке 25 снизу следует читать: Поворачивая прибор вокруг полуосей 17; на стр. 3 в строке г сверху напечатано точеный, следует читать точечный № 149602

13 1Ф

Фиг.2

Составитель описания В. С. Козлов

Редактор Н. С. Кутафина Техред Т. П. Курилко Корректор И. А. Шпынева

Подп. к пес 25Х11-62 г. Формат бум, 70X 108 /ie Объем 0,35 изд. л.

Зак, 7584 Тираж 950 Цена 4 коп.

ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М, Черкасский пер., д. 2/6, Типография ЦБТИ, Москва, Петровка 14.