Способ определения абсолютной влажности воздуха
ОП ИСАНИЕ
ИЗОЬ ЕтЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистическими
Реслублик (II >945837 (6I ) Дополнительное.к авт. санд-ву (22)Занвлено 12 01.81(21). 3238581/18-10 с присоединением заявки № (23) ПриоритетОпублнковано 23.07.82. Бюллетень № 27
Дата опубликования описания.27 07 82 (51)М. Кл.
G 019 1/11
3Ъоуаеротееииый комитет
CCCP (53) УДК 535, .343(088.8) ао делам изооретеиий и отермтий
М. Ю. Мезрин (72) Автор (54) СПССОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АБСОЛЮТНОЙ
ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА
Изобретение относится к измеритель. ной технике в метеорологии и может быть использована цля измерения сред. ней абсолютной влажности возцуха в естественных условиях, в том числе с борта
5 самолета в пиапазоне тем от -30 цо +30 С.
Известен спссоб опрецеления абсолют- . ной влажности путем регистрации интенсивности ультрафиолетового излучения, прошецшего через исследуемый обьем возцуха и частично поглощенного парами . воды, нахопящимися в возпухе, причем по величине . зарегистрированной интенсивности ультрафиолетового излучения судят об абсолютной влажности возпуха )1), Наиболее близким к прецлагаемому.по технической сущности и постигаемому по» ложительному эффекту является способ определения абсолютной влажности .Путем измерения с помощью ионизационной камеры интенсивнссти прошецшего через ис лепуемую срецу в частично поглощенного парами воцы, нахоцящимися в исследуемом возцухе, ультрафиолетового излучения в пиапазоне цлин волн 1050 — 1350 A и нахождения опрецеляемой величины по измеренной интенсивности излучения (2).
Опнако непосрепственное влияние на точность измерения оказывает изменение чувствительности ионизационной камеры, обусловленное изменением температуры, старением, что затрупняет использование способа при измерениях в естественных условиях и особенно при отрицательных температурах.
Белью изобретения является повышение точности измерений абсолютной влажности воздуха э естественных условиях при тем» пературе от -30 цо +30 С
Поставленная цель достигает ся тем, что согласно способу опрепеления абсолютной влажности воэпуха путем:иэмеуения интенсивности прошедшего через ис слепуеМую срецу и частично поглощенного находящимися в ней парами воды ультрафиолетового излучения, измеряют интегра .
3 9458 льную интенсивность излучения в диапазонах длин волн 1150 - 2000 А и 1650—
20001 и по отношению измеренных величин судят об абсолютной влажности воздуха, 5
На чертеже показано. устройство, реали- зующее способ.
Устройство состоит из источника 1 излучения — дейтериевой лампы с окном из фтористого магния, помещенного в ее корbye кварцевого фильтра 2 электромагнита
3, приводящего в движение фильтр, приемника 4 излучения - фотоэжктронного умножителя (ФЭУ) с фотокатодом из частично восстановжнного свинцовистого стекла 15 и окном из,фтористого магния, элемента
5 сравнения выходного сигнала ФЭУ с сигналом блока 6 опорного сигнала, уп-. равляемого блока 7 питания ФЭУ.
Устройство для осуществления способа >о работает сждуюшим образом.
Ультрафиолетовое излучение в диапазоне длин волн 1150-2000 А от источника 1 частично поглощается водяным паром и попадает на приемник 4 излучения. 25
Электрический сигнал, соответствующий интенсивности принимаемого излучения поступает на выход гигрометра.. При подаче напряжения на электромагнит 3 коротковолновая часть излучения отсекается
:фильтром 2 и на приемник 4 изл чения поступает. излучение,в диапазоне длин волн 1650 - 2000 А. Параллельно вклю чается элемент 5 сравнения. Он изменяет напряжение блока 7 питания ФЭУ таким образом, чтобы фотоэжктронное усижние
35 . ФЭУ обеспечило равенство выходного сигнала опорному.
Перед возвращением фильтра 2 в исходное положение элемент 5 сравнения
40 запоминает установившееся напряжение блока 7 питания ФЭУ, сохраняя тем самым его усиление постоянным до следующего введения фильтра.
Среднее значение абсолютной влажнос15 ти измеряется сразу после выведения фильтра. Это соответствует наиболее точному снятию показаний, Нормированный сигнал однозначно определеяется средней абсолютной влажностью по формуле
55 у х
u» — " — е "" " > 1
< С т о
I где ц - нормированный сигнал3 — измеряемая средняя абсо5 лютная влажность (гlм )3 — коэффициент пропускания фильтра;
37 4 и а - значения относительной спе 4 1 ктральной чувствительности приемника в диапазоне длин волн 1 150-16 50 А и 1650. 2OOO А;
- интенсивность излучения исоа точника в диапазоне 1150-.
1650 А и 1650-2000 А (сек );
К К -: средние, эквивалентные зна(к 2. чения коэффициента поглощения излучения в диапазоне
1 150- 16 50 А, 16 50-2000 А (см );
Х. — путь поглощения (см); р — (к/м ) константа, значение
Ъ абсолютной влажности, соответствующее пропорцион альиому давлению водяного пара
1000 гПа.
Чл 1о»
Отношения — и определяются о относительной, спектральной чувствительностью приемника излучения и относительной спектральной плотностью излучения источника в диапазоне длин волн 11502000 А и обладают существенно более высокой стабильнсстью, чем интегральные характеристики . чувствительность приемника и интенсивность излучения источника, присутствующие в аналогичных формулах известных УФ гигрометров.
Выбор спектральных диапазонов 11501650 А и 1650-2000 А является существенным, потому что расширение полосы п инимаемого излучения за пределы !
2000 черезмерно увеличивает долю непоглощаемого водяным паром излучения и потому снижает точнссть измерения.
В спектральном диапазоне 11502000 А интегральная чувствительность гигрометра к водяному пару более, чем в
100 раз превышает чувствительность к изменению парциального давления воздуха, несмотря на большие коэффициенты поглощения излучения кислородом.
Интенсивность ультрафиожтового излучения в обоих, диапазонах (1150-1650, 1650-2000 А) при попадании на окна капель водного аэрозоля изменяется пропорционально из-за полного поглощения излучения с длиной волны короче 2000 А в воде. Это позволяет скомпенсировать или, по крайней мере, уменьшить ошибку . при измерении средней абсолютной влажности в каиельном .тумане, в облаках и т.д.
Способ также допускает несильное загрязнение оксн, не обладающее избирательным поглощением в диапазоне 11505 945&
2000 Я, пылью, механическими частицами.и т.д.
Ультрафиолетовое излучение в диапазоне 1350-1650 А практически полностью поглощается возцухом при давлении более
500 гПа на пути более 2 см . Поэтому интенсивность принимаемого излучения в диапазоне 1650-2000 A слабо зависит от изменения коротковолновой границы проускания фильтра в пределах 1350-1О
1650 А, Существенное различие в средне-эквивалентных коэффициентах поглощения ультрафиолетового излучения водяным паром в двух диапазонах спектра (11501650 А и 1650-2000 А) определяет до. статочно высокую чувствительность гигрометра.
Формула изобретения
Способ определения абсолютной влажности воздуха путем измерения интен37 сивности прошедшего через исследуемую среду и частично поглощенного находя шимися в ней парами воды ультрафиолетового излучения, о т л и ч а ю ш и. и с я тем, что, с целью повьпжния точности определения средней абсолютной влажности. воздуха в естественных условиях, измеряют интегральную интенсиВность. излучения в диапазонах длин волн 1150-2000 А и 1650-2000 А и по отношению измерен» ных величин судят об абсолютной влажности воздуха. е
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
% 462156, кл. 6 01 1/11, 28.02,75, 2. Патент ГДР Ы 109076, кл. 423, 19/01, 28.12.73 (прототип).
Составитель B. Агапова
Редактор Л. Гратилло Техред Т.Маточха Корректор У. Пономаренко
Заказ 5326/67 Тираж 717 Подписнм
ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Рйушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
