Способ измерения градиента температуры

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

,742722 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 12,01.78(21) 2569850/18-25 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 25.06.80. Бюллетень М 23

Дата опубликования описания 30.06.80 (51)М. Кл.

GO1 Х 5/50

Гасударственный комнтат

СССР но делан нзабретеннй н атнрытнй (53) УДК 536. 52 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. М. Евсеенков, А, В. Цыганский и Б. Б. Чен (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексной автоматизаций мелиоративных систем (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГРАДИЕНТА ТЕМПЕРАТУРЫ

Такое определение градиента температуры неизбежно ведет к большим погрешностям, так как точку измерения, репрезентативную для всей площади, трудно выбрать. Поэтому для уменьшения погрешностей проводят измерения одновременно на многих характерных участках, и среднее значение градиента определяется как средневзвешенное из этих точечных измерений, что очень громоздко и требует большого количества обслуживающего персонала.

Изобретение относится к способам и устройствам, предназначенным для измерения вертикального градиента температуры 11 приэемном слое воздуха, и может быть использовано в сельском хозяйстве

5 в целях проведения тепловых и водных мелиораций почв и гидрометслужбе СССР.

Известен способ измерения градиента температуры с помощью двух температурных датчиков, размещенных на некотором расстоянии друг от друга (1). Недостатками метода является большая погрешность измерения градиента температуры и практическая невозможность локальных измерений градиента температуры.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ измерения градиента температуры с помощью дистанционных электропскхометров с полупроводниковыми датчиками температуры, включенными в плечи ди . ференциального моста, с выхода которого получается сигнал, пропорциональный разности температур 2). Существенным

2 недостатком указанного способа является то, что определение градиента темпе» ратуры производится в точке (или на весьма небольшой площади) .

Для получения истинных значений градиента температуры, например, на всем орошаемом массиве (что требуется в практике поливного земледелия) ) при таком способе данные измерения в одной или нескольких точках необходимо экстраполировать на всю площадь.

3 74272

К недостаткам указанного способа относится также необходимость установки датчиков на объекте, что приводит к возникновению погрешности, вызванной наличием в точке измерения измерительной аппаратуры (влияние датчика на микробтруктуру метеорологических полей), и создает неудобства при работе на площади» цель изобретения — повышение точиос- 10 ти и упрощение измерений путем значительного уменьшения количества измерений.

Это достигается тем, что излучают световОй пучок пО линиямр параллельным 15 исследуемой поверхности, и по дисперсии сигнала определяют искомый параметр.

Сущность способа заключается в сле» дующем.

Известно что флуктуации интенсивнос- 20 ти света, проходящего турбулентную среду, в пределах прямой видимости зависят от флуктуаций теъатературы, которые в свою очередь опредвпяются градиентами температуры. 2S.

Способ основан на зависимости между средним значением градиента температуры и длсперсией флуктуации интенсивн и светового пучка бс), КОТОрая выражена уравнением 30 ат а- -аЪЧ:,1, где 0 - коэффициент, зависящий от длины трассы, высоты прохождения луча и длины волны оптического излучения, ф - коэффициент, определяемый по .средней температуре на высоте прохождения оптического луча.

Принципиально способ реализуется следующим образом. На, краю площади, где измеряется среднее значение градиента температуры, устанавлива16тся

2 4 передатчик - оптический квантовый генератор, приемник оптического излучения и отражающие зеркала.

Оптический луч, отразившись от отражательных зеркал, расположенных иа границах контура исследуемой площади, попадает на приемник, который регистрирует величину интенсивности. По флуктуациям интенсивности вычисляется величина дисперсии, а по дисперсии — сама величина градиента температуры.

Такой способ измерения градиента температуры позволяет получить средневзвешенное значение градиента температуры, так как флуктуация интенсивнос-ти светового пучка происходит под воздействием градиента температуры иа всех участках над которыми распространяется световой пучок.

Преимущество способа и в том, что измерительные устройства располагаются вне площади поля, на котором измеряется градиент температуры, что не препятствует, например, проведению сельхозработ, на поле.

Формула изобретения

Способ измерения градиента температуры путем регистрации характеристик излучения светового пучка, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, упрощения измерений, излучают световой пучок по линиям, параллельным исследуемой поверхности, и по дисперсии сигнала определяют искомый параметр.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гордов А» Н. Основы пирометфии, М., Металлургия, 1971.

2. Приборы аппаратура и методы полу-. чения агрофизической и агрофиэиологической информации при исследованиях по программированию урожаев. Методические указанияв И» ВАСХ НИЛе 1 977

Составитель lL Латыев

Редактор Н. Воликова Техред Н. Ковалева Корректор E. Папи

Заказ 3450/36 Тираж 713 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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