9.5 Інтегрування показань радіометрів.

Якщо потрібні тільки добові суми радіації: сумарної, розсіяної, залишкової, то замість реєстрації проводиться більш проста інтеграція показань з щоденним відліком по інтегратору. Існують інтегратори, які погодинно реєструють суми радіації.

Інтегратор Х-603 служить для безпосереднього вимірювання сум радіації будь-якого вигляду за інтервал часу між відліками. Він являє собою водневий лічильник мікроампергодин, який складається з скляної камери 7 (рис.9,17, б), розділеної навпіл пористою скляною перегородкою 8, що просочена розчином сірчаної кислоти у воді. Половинки камери 7 з’єднані трубками 1, 6 і капіляром 2, 4 і заповнені воднем. Капіляр розділений навпіл стовпчиком 3 сірчаної кислоти. На пористій перегородці впечені великі сіткові електроди 9 і такі ж малі електроди 10 з платини. Термоелектричний струм від радіометру подається через серію додаткових опорів до сіткових електродів 9, розкладаючи сірчану кислоту, виділяючи на катоді водень і поглинаючи таку ж кількість водню на аноді. Водень пересуває в капілярі стовпчик 3 кислоти на відстань, яка пропорційна кількості електрики, що пройшла. 100 поділок шкали 5 відповідають 30 – 60 мкА·год. Опір інтегратора порядку 15 Ом.

Рис.9.13 Інтегратор електролітичний Х-603: а - зовнішній вигляд; б – схема; 1 і 6 - з’єднувальні трубки; 2 і 4 – капіляри; 3 – вимірювальний стовпчик (кислоти); 5 - шкала; 7 - камера з воднем; 8 - пориста перегородка; 9 і 10 - електроди.

Для того, щоб шкали хватило на інтервал часу між відліками, вмикається деякий додатковий опір (радіометр приєднується між клемою «-» і однією з клем № 1 - 6) в залежності від чутливості радіометра, опромінення та інтервалу часу між відліками.

Знаючи ємність шкали в мікроампергодинах , чутливість радіометра і суму опорів , визначають ціну поділки шкали в кал/см ² за формулою

.

Оскільки іноді спостерігається мимовільне зменшення ємності і чутливість радіометра може змінитися, то потрібно контролювати перевідний множник один раз в 2-3 місяці серією паралельних вимірювань тієї ж величини протягом двох годин біля полудня з інтервалами 5-20 хв в залежності від стабільності радіації. Сума радіації, визначена правилом трапецій, ділиться на різницю відліків по інтегратору на початку і в кінці серії. Частка дорівнює перевідному множнику для вибраного додаткового опору. Множники для інших опорів пропорційні сумам опорів інтегратора і радіометра.

Для повертання вказівника в початкове положення служать додаткові електроди 10, до яких через комутатор-тумблер включають вмикають в потрібному напрямку струм від елемента через опір .

9.6 Геліограф.

Геліографом реєструється тривалість сонячного сяйва, тобто кількість годин, коли сонячний диск не закритий хмарами, але знаходиться настільки вище горизонту, що опроміненість прямою радіацією перевищує 0,3 кал/(см ²·хв). Для використання прийняті виключно геліографи Кемпбелля-Стокса полярної (універсальної) моделі (рис.9.14).

Скляна куля 9 (рис.9.14, а) фокусує зображення сонячного диску на синій картонній стрічці, всунутій в паз сферичної чашки 5. Зображення Сонця пропалює на стрічці слід (рис.9.14, б). Стрічка придатна на протязі 10 годи, на які вона розграфлена білими лініями. Якщо тривалість дня менше 10 годин, то застосовується крива стрічка, що встановлюється у верхню пару пазів. Геліограф повертають так, щоб дуга 6 була звернена на північ, і в цьому положенні стопориться штифтом 11, щоб на південь до штриха була звернена буква Б. У цьому випадку стрічка змінюється один раз після заходу Сонця. При більш довгому дні стрічка змінюється після заходу Сонця, і геліограф повертається буквою А до штриха. Спостерігач близько істинного полудня закриває собою кулю, змінює стрічку і переставляє геліограф буквою В до півдня (рис.9.14, а). Близько рівноднів ставлять прямі стрічки в середню пару пазів чашки. При літньому сонцестоянні криві стрічки ставляться в нижню пару пазів.

У високих широтах приходиться тричі змінювати стрічки: в 4, 12 і 20 годин. В низьких широтах до 50º застосовні геліографи «звичайної» моделі з нерухомою чашкою, з рівноденними довгими прямими і літніми кривими довгими стрічками.

Установка геліографа проводиться на стовпі висотою 2 м (при закритому горизонті – на даху або вежі) на міцній дерев’яній основі. Горизонтальність основи 1 перевіряється рівнем, квадрант 3 орієнтується по меридіану, вісь 9 ставиться на осі світу у відповідності зі шкалою широт на квадранті 3 за вказівником 2. Положення фіксується гвинтом 4.

Рис.9.14 Геліограф Кемпбелля-Стокса полярної (універсальної) моделі: а – зовнішній вигляд; б – стрічки з прогорілостями: зимова, рівноденна, літня; 1 – основа; 2 – вказівник широти; 3 – сектор широт; 4 – гвинт; 5 – чашка з пазами для стрічок; 6 – дуга (тримач); 7 – голка фіксування стрічки; 8 – стрічка; 9 – куля; 10 – вісь; 11 – фіксуючий штифт; 12 – диск установочний; 13 – вказівник; 14 – стойка.

Простіше за все в істинний полудень закріпити геліограф на дошці так, щоб зображення Сонця виявилося на рисці чашки, установленої в положення «Б». Установка за істинним полуднем контролюється щомісячно. У високих широтах до геліографа забезпечується коловий доступ, щоб мати можливість затінити кулю в 4 і 20 годин.

В зимові дні, з інеєм або памороззю, куля геліографу обігрівається лампою.

Обробка стрічок полягає у визначенні сумарної довжини прогорілостей в кожному годинному проміжку з точністю до 0,1 год. Правильність установки стрічки контролюється за проколом фіксуючою голкою 7. Прокол повинен бути на білій рисці, що лежить на 2 год лівіше середини стрічки. При визначенні довжини прогорілості беруть до уваги навіть слабке потемніння або вицвітання окрасу стрічки.

Тривалість сонячного сяйва вимірюється геліографами з невисокою точністю. Прогорілість, в залежності від кольору кулі і стрічки, та її вологості, починається з опромінення від 0,25 до 0,4 кал/(см ²·хв), а припиняється при ще меншій радіації. Миттєві прогорілості оцінюються не менше, ніж в 0,1 год, а короткі перериви виходять, як невеликі звуження прогорілості. В результаті при купчастій хмарності вимірювання довжини прогорілостей дає значне завищення тривалості сяйва.

Контрольні запитання:

1. Які бувають види променевої енергії ?

2. Якими приладами вимірюється променева енергія ?

3. Для чого призначений компенсаційний піргеліометр Онгстрема ?

4. Де установлюється піргеліометр ?

5. Що використовується як зразковий прилад для визначення чутливості піранометрів і балансомірів ?

6. В чому полягає принцип дії геліостату ?

7. Яким приладом вимірюється сонячна радіація, що надходить зі всіх точок небесної півсфери ?

8. Де на метеорологічній площадці установлюється піранометр ?

9. Для чого призначений похідний альбедометр ?

10. Що являє собою балансомір типу М-10М ?

11. Як проводиться установка балансоміра ?

12. В чому полягає догляд за балансоміром ?

13. Що являє собою інтегратор Х-603 ?

14. Для чого призначений геліограф ?

15. Коли і за яких причин міняються стрічки в геліографі ?

16. Як проводять вимірювання за балансоміром ?

17. Для чого призначені тіньові кільця ?

18. Від чого залежить поправковий множник ?