Актинометриялық аспаптар: Савинов-Янишевский (АТ-50) актинометрі мен Янишевский термоэлектрлік пиранометрінің сипаттамасы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 4 бет
Таңдаулыға:

Актинометриялық құралдар

Метеорологияда күн сәулелерін өлшеу әдістерін актинометрлік әдіс деп атаймыз. Яғни, актинометрлік бақылау лар орташа күн уақыты бойынша сағат 030, 630, 930, 1530, 1830 жүргізіледі. Актинометрлік құралдарға мыналар жатады.

- пиргелиометр және актинометр - күннің тіке радиациясын өлшеу үшін;

- пиранометр немесе альбедометр - шашыранды, жиынтық және жер бетінен шағылған радиацияны өлшеу үшін;

- пиргеометр - нәтижелі сәулеленуді өлшеуге;

- балансомер - радиациялық балансты өлшеуге;

- гелиограф - күн ұзақтығын жазатын құрал.

Бұл актинометриялық құралдарда сезімтал - қабылдағыш элемент ретінде термобатареялар қолданылады. Термобатареялар күн радиациясын электр энергиясына айналдырады.

Күнмен, Жер бетімен және атмосферамен сәулелендірілетін энергия және оның түрленулері зерттелетін геофизиканың бөлімі актинометрия, ал радиацияның әрқилы түрлерін өлшеуге арналған аспаптар - актинометриялық аспаптар деп аталады .

Савинов-Янишевский актинометрі АТ-50

Актинометр тікелей күн радиациясын өлшеуге арналған және бақылау құралы ретінде қызмет ете алады.

Радиация қабылдағыш ретінде күміс фольгадан жасалған қалыңдығы 20 мкм және диаметрі 11 мм жұқа дискі 1 қызмет етеді (4. 5-сурет) . Дискінің сыртқы жағы (күнге қаратылған) арнайы лакты жабынмен қарайтылған, ал ішкі жағына папирос қағаз арқылы 36 тақ термобатареяның дәнекер жапсарлары 2 жапсырылған. Сыртқы жұп дәнекер жапсарлар 3 біршама ауыр мыс сақинаға 4 бекітілген. Термобатарея мыс сақинамен бірге сыртқы ұшында қабылдағыш саңылау қызметін атқаратын диаметрі 20 мм диафрагмасы бар ұзындығы 116 мм мыс түтікке 7 (4. 6-сурет) орналастырылған. Түтіктің ішінде тағы да диаметрі бойынша кеми беретін, диаметрі 10 мм болатын ең кішісі термобатареямен қатар орналасқан диафрагмалар қатары бар. Бұл диафрагмалар қатары Күн дискісі 5 ⁰ күн төңірегіндегі кеңістікке тең денелік бұрыш құрады. Темробатареядан шығатын сымдар 12 қысқыштар арқылы гальванометрге жалғанады.

4. 5-сурет. Актинометрдің термобатареясы: 1 - қабылдағыш пластина; 2 - термобатареялар; 3 - папирос қағазы; 4 - мыс сақина.

Гальванометрдің көрсеткіштері термотоктың күшіне пропоционалды, демек, тікелей күн радиациясының энергетикалық жарықталуына да пропорционалды.

Актинометрдің корпусы тіреуге 10 және көрсеткіш салынған табанға 11 орнатылады, көрсеткіштің көмегімен біз аспапты солтүстікке бағдарлаймыз. Ось 8 ендіктер шкаласы 9 көмегімен әлем осі бойынша орнатылады. Актинометр бойынша бақылау жүргізу үшін оны термобатарея Күнге көзделетін етіп бағдарлау қажет, ол үшін аспаптан қақпағын 1 алып түтіктің кіріс саңылауын Күнге бағыттайды.

4. 6-сурет. Савинов-Янишевский актинометрі: 1 - қақпақ; 2 , 3 - винттер; 4 - иілулер осі; 5 - экран; 6 - тұтқа; 7 - түтік; 8 - ось; 9 - ендіктер секторы; 10 - тіреу; 11 - табан; 12 - сымдар; 13 - саңылау

Бұл кезде экранда 5 концентрлі көлеңке қалыптасатындай түтіктің орналасуына қол жеткізе отырып, 3 және 6 винттарын басқарып отырады, ал күн сәулесі диафрагма жақтауындағы саңылаудан 13 «күн шұғыласы» түрінде өте отырып экранға салынған қара нүктеге түсуі қажет. Бұл жағдайда аспаптың сезімтал элементі (термобатарея) күн сәулелеріне перпендикуляр бағытталған.

Янишевскидің термоэлектрлік пиранометрі

Бұл аспап аспан күмбезімен қатар жер бетінде орналасқан заттардан да келетін жиынтық және шашыранды радиацияны өлшеуге арналған. Егер бұл аспаптың радиация қабылдағышын созылып жатқан бет жағына қарай бұрса, онда ол шағылған радиацияны тіркейді.

Қазіргі уақытта метеорологиялық станцияларда қолданылатын пиранометрлерде (4. 7-сурет) қабылдағыш қызметін шахмат тақтасы тәрізді ақ-қара өрістерге боялған шаршы термобатарея 1 атқарады.

Пиранометрлерде манганин мен константаннан құралған тізбектеле жалғанған термоэлементтер батареясы қолданылады. Термобатареяның беті қара (күйемен) және ақ (магнезиямен) бояумен жабылған, осылайша, жұп дәнекер жапсарлар бір түске, ал тақтары - басқа түске боялады. Бұл жабындардың пайдаланылуы күйе мен магнезияның спектрдің ұзынтолқынды бөлігіндегі жұту қабілеті бірдей болғандығына байланысты. Қысқатолқынды аумақта күйе магнезияға қарағанда қарқындырақ жұтады, міне спектрдің дәл осы бөлігінің есебінен дәнекер жапсарлар арасында температура айырмасы туындайды.

Пиранометрдің термобатареясы 1 оқшаулағыш қабат арқылы аспаптың корпусына бекітілген.

Термобатареяның шеткі термолементтерінен корпустың төменгі жағындағы қысқыштарға өткізгіштер шығады (суретте олар көрінбейді) . Шахматтық тәртіпте боялған бүкіл термобатарея өз құраушысы бойында шыны қақпақша бұрандаланатын винттік оймасы 3 бар дискінің шаршылай ойығына 2 бекітіледі. Шыны жартысфера термобатареяны механикалық бұзылудан қорғаныс ретінде ғана емес, сонымен қатар ең әуелі желдің әсерінен құтылу үшін қажет.

Бүкіл термобатарея дискі және шыны жартысферамен бірге 5 мосылы 4 тіреуге винттеледі, мосының көмегімен аспаптың қабылдағышын көлденең деуге болады (4. 7-сурет) . Дәл осы мосыда аспап қондырғысының көлденеңдігін қадағалауға арналған шартәрізді деңгей бекітіледі (суретте көрсетілмеген) .

Тіреуге 4 қысқа металл оқтауша 6 қосарланған, оған винттің 7 көмегімен аспаптың қабылдағыш бетін тікелей күн сәулелерінен көлеңкелеуге және осы уақытта тек шашыранды радиацияны өлшеуге мүмкіндік беретін көлеңкелі экраны 9 бар жеңіл дюральді түтік 8 бекітіледі.

Оқтаушаның ұзындығы экран дискі қабылдағыштың ортасынан 10º бұрыштан көрінетіндей. Қабылдағыштың ашық күйінде жиынтық радиация өлшенеді.

Үш аяқты тірегіш 5 қабылдағышпен және шыны жартысферамен бірге 180º-қа төңкеріле алады, бұл аспапты жер жаққа қарай бағыттап шағылған қысқатолқынды радиацияны өлшеуге мүмкіндік береді (сәулеленудің ұзынтолқынды бөлігін шыны сфера жібермейді) . Шыны жартысфераны қорғау үшін аспаптың басушы қақпақшамен жабдықталған.