Методы измерения радиации

Для измерения интенсивности прямой и рассеянной солнеч­ной радиации и эффективного излучения (а также альбедо, осве­щенности и пр.) существует много приборов как с визуальными отсчетами, так и с автоматической регистрацией. Ограничимся здесь указанием на общие принципы их построения.

Приборы для измерения прямой солнечной радиации назы­вают пиргелиометрами и актинометрами, для измерения рассе­янной радиации — пиранометрами, для измерения эффективного излучения — пиргеометрами, для измерения радиационного баланса — балансомерами. Названия самопишущих приборов окан­чиваются на «граф» (актинограф, пиранограф).

Для измерения радиации применяется зачерненная металли­ческая пластинка, которая по своим поглощательным свойствам практически идентична абсолютно черному телу, т. е. поглощает и превращает в тепло всю падающую на нее радиацию. Во мно­гие приборы входят, кроме того, пластинки с белой или полиро­ванной поверхностью, почти полностью отражающие падающую радиацию.

В компенсационном пиргелиометре Ангстрема зачерненная металлическая пластинка выставляется на солнце, а другая та­кая же пластинка оставляется в тени. Между пластинками воз­никает разность температур. Эта разность температур передается спаям термоэлемента, приклеенным (с изоляцией) к пластин­кам, и тем самым возбуждает термоэлектрический ток. Через затененную пластинку пропускается ток от батареи, пока пла­стинка не нагреется до той же температуры, до которой нагре­лась солнечными лучами первая пластинка; тогда термоэлек­трический ток исчезает. По силе пропущенного «компенсирую­щего» тока можно определить с помощью закона Джоуля—Ленца количество тепла, полученное второй пластинкой. Оно равно ко­личеству тепла, полученному от солнца первой пластинкой. От­сюда можно определить интенсивность солнечной радиации. Есть и другие типы пиргелиометров.

В биметаллическом актинометре Михельсона применяется маленькая и тонкая биметаллическая пластинка, например из меди и платины. Нагреваясь под действием радиации, она изгибается вследствие различия коэффициентов расширения металлов. По величине этого изгиба заключают об интенсивности радиации. Для этого прибор нужно проградуировать путем сравнения с аб­солютным пиргелиометром, например Ангстрема, т. е. найти его переводный множитель. Применяя фильтры из цветного стекла, можно измерять интенсивность радиации в различных участ­ках спектра.

В термоэлектрическом актинометре Савинова—Янишевского приемная часть представляет собой тонкий металлический за­черненный диск. К нему через изоляцию приклеены нечетные спаи термобатареи. Четные спаи термобатареи приклеены также через изоляцию к медному кольцу в корпусе прибора. Под влия­нием солнечной радиации возникает электрический ток, по силе которого определяют интенсивность радиации. Для этого нужно знать переводный множитель прибора, который определяется путем сравнения с абсолютным пиргелиометром.

В пиранометре приемная часть чаще всего представляет со­бой батарею термоэлементов, например из манганина и константина, с зачерненными и белыми спаями. Прибор выстав­ляется приемной частью в горизонтальном положении, чтобы вос­принимать рассеянную радиацию со всего небесного свода. От прямой солнечной радиации он затенен, а от встречного излуче­ния атмосферы защищен стеклянным колпаком. Под действием рассеянной радиации черные и белые спаи нагреваются неоди­наково и возникает термоэлектрический ток, по силе которого определяют интенсивность радиации (опять-таки заранее опреде­лив переводный множитель прибора). При измерениях суммар­ной радиации пиранометр не затеняют от прямых солнечных лучей.

В пиргеометре используется то обстоятельство, что эффектив­ное излучение блестящих (никелированных) металлических пла­стинок очень мало по сравнению с излучением зачерненных пла­стинок. Когда прибор выставляют ночью под открытым небом, зачерненные пластинки в нем принимают более низкую темпера­туру, чем блестящие. По этой разности температур (точнее, по силе возбужденного ею термоэлектрического тока или же ком­пенсационным методом, как в пиргелиометре Ангстрема) опреде­ляют эффективное излучение черных пластинок, которое отож­дествляют с эффективным излучением земной поверхности.

Радиационный баланс определяется балансомером, в котором одна зачерненная приемная пластинка направлена вверх, к небу, а другая — вниз, к земной поверхности. Разница в нагревании пластинок позволяет определить величину радиационного ба­ланса. Ночью она равна величине эффективного излучения.

Для автоматической регистрации измерений термоэлектриче­ский ток, возникающий в актинометре, пиранометре, пиргео­метре, подают на самопишущий гальванометр (гальванограф). Изменения силы тока, таким образом, записываются на движу­щейся бумажной ленте. При этом актинометр должен автомати­чески вращаться так, чтобы его приемная часть следовала за солнцем, а пиранометр должен быть всегда затенен от прямой радиации особой кольцевой защитой.

***** Приглашаем профессиональных рыбаков и рыбаков-любителей. С вечера для Вас организуют комфортное размещение в усадьбе, протопят сауну, разместят на ночлег. А вместе с утренней зорькой вы сможете отправиться на ловлю щуки и карася на озере, на берегу которого находится агроусадьба Витебск.





Актуальні новини від Рівненського порталу OGO.ua