SU1144072A1 - Пиргелиометр - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно, к приборам дл  актннометрических измерений Оно может быть использовано в лазерной и Гелиотехнике и других отрасл х народного хоз йства дл  измерени  интегральных потоков электромагнитного излучени  в широком интервале энергетических освещенностей.

Известны пиргелиометры, содержащие корпус с защитным экраном, приемный элемент с термодатчиком, электрический охладитель и схему регулировани  1 .

Недостатком таких устройств  вл етс  сложность схемы регулировани , обеспечивающей приведение температуры приемного элемента к температуре окружающей среды в обоих фазах измерени  (при нагреве радиацией солнца и электрическим током) путем регулировани  тока питани  термоэлектрического охладител  по запоминанию сигнала термодатчика. Кроме тоГо, термоэлектрический охладитель не обеспечивает равномерного охлаждени  приемных элементов в виде полости, так как площадь контакта с ним ограничена . Это вносит погрешность в измерени  радиации за счет неэквивалентности замещени  лучистого нагрева электрическим , так как нагрев отдельных частей приемной полости оказываетс  различным.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  пиргелиометр, содержащий приемную полость в виде конуса с черной внутренней поверхностью. На его наружной поверхности расположены обмотка замещени , термрдатчик и термоэЛектрическш охладитель. Приемный конус помещен в теплозащитную оболочку , температура которой регулируетс  с помощью второго термоэлектрического охладител  и с помощью термодатчика . Все приемное устройство размещаетс  в корпусе прибора. Угол пол  зрени  приемника в направлении на солнце ограничиваетс  с помощью апертурной трубы с диафрагмами. Дл  регулировки токов питани  обмотки замещени  конуса, термоэлектрических охладителей конуса и теплозащитной оболочки и регистрации сигналов обоих термодатчиков пиргелиометр имеет блок регулировани  2J .

Основным недостатком устройства  вл етс  то, что охлаждение конуса до температуры окружающей среды и регистраци  его температуры производитс  на ограниченном участке его поверхности. В процессе абсолютных измерений радиации пиргелиометром температура конуса при электрическом нагреве приводитс  к температуре ко- .

нуса при облучении. При этом равенство температуры конуса в месте расположени  термодатчика не означает равенства тепловых полей всего конуса в обоих случа х нагрева. В результате этого возникает систематическа  погрешность измерений за счет неэквивалентности замещени  радиации электрической мощностью. Недостатком .устройства  вл етс  также сложность

процесса измерени  радиации, при

котором необходимо регулировать одновременно ток в цеп х обмотки замещени  и термоэлектрических охладител х приемного конуса и теплозащитной оболочки по соответствующим сигналам

термодатчиков, которые при облучении и электрическом нагреве приемника должны быть одинаковыми. Сложность схемы регулировани  преп тствует автоматизации процесса измерений радиации пиргелиометром.

Цель изобретени  - повышение точности измерений радиации.

Указанна  цель достигаетс  тем.

что пиргелиометр, содержащий корпус

с защитным экраном и расположенные в нем трубу с диафрагмами и приемную полость с обмоткой замещени ,, а также измерительный прибор, снабжен измерителем теплового потока на анизотропных термоэлементах, размещенных равномерно по всер внешней поверхности приемной полости и контактируюш 1х с корпусом, выполненным термостабилизированным .

На чертеже показан пиргелиометр, общий вид.

Пиргелиометр содержит апертурную трубу с диафрагмами 1 и защитным экраном 2, прикрепленную к термостабилизированному корпусу 3, в который помещена металлическа  приемна  полость 4 с обмоткой 5 замещени . Тепловой контакт приемной полости 4 с

термостабилизированным корпусом 3

осуществлен через анизотропные термоэлементы 6, сигнал которых подаетс  на измерительный прибор 7.

31

Устройство работает следующим образом .

При экспонировании прибора на солнце приемна  полость 4 нагреваетс , тепло через анизотропные термоэлементы 6 стекает на корпус 3 и на измерительном приборе по вл етс  сигнал , пропорциональный измер емому тепловому потоку. После этого прибор затен етс  и с помощью обмотки 5 замещени  между приемной полостью 4 и термостабилизированным корпусом 3 создаетс  тепловой поток, равный предьщущему . О равенстве потоков суд т по показани м измерительного прибора 7 при облучении и электрическом нагреве полости 4. Термическое сопротивление анизотропных элементов 6 мало, поэтому перегрев приемной полости 4 относительно термостабилизированного корпуса 3 так же мал, как . и в случае использовани  термоэлектрических охладителей. При этом температурное поле приемной полости при

440724

ее нагревании более равномерное и устанавливаетс  быстрее, чем при использовании весьма инерционных термоэлектрических охладителей, укрепл емых только в узкой зоне по периметру приемной полости.

В результате этого снижаетс  погрешность измерений радиации за счет неэквивалентности замещени  измер емой радиации электрической мощностью, а устройство упрощаетс .

При автоматизации устройства схема по сигналам измерител  теплового потока непосредственно регулирует

5 мощность, выдел емую в обмотке 5 замещени  приемной полости 4. Схемы регулировани  и запоминани  тока термоэлектрического охладител , протекающего в первой фазе измерений, при

0 этом исключаютс .

Предлагаемый пиргелиометр обеспечивает более высокую точность измерений , упрощаютс  устройство и схема автоматизации процесса измерений.

Claims (1)

1. ПИРГЕЛИОМЕТР, содержащий корпус с защитным экраном и расположенные в нем апертурную трубу с диафрагмами и приемную полость с обмоткой замещения, а также измерительный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен измерителем теплового потока на анизотропных термоэлементах, размещенных равномерно по всей внешней поверхности приемной полости и контактирующих с корпусом, выполненным термостабилизированным.