Термобатарея балансомера

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Пеленг(72) Авторы Кривонощенко Владимир Иванович Стрибук Петр Васильевич Казеев Юрий Иванович Луцевич Виктор Михайлович Алешко Леонид Евгеньевич(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Пеленг(57) Термобатарея балансомера, образованная из уложенных в горизонтальной плоскости теплоотводящих стержней, средняя часть которых покрыта электроизоляционным слоем,на который намотана спиральная обмотка с созданными на ней термопарами, и залита затвердевающим компаундом, покрытым влагозащитным веществом, при этом концы стержней, выступающие за границы компаунда, имеют плоскую прямоугольную форму и плотно соприкасаются друг с другом, отличающийся тем, что на линиях соприкосновения концов соседних стержней выполнены отверстия, примыкающие к границам компаунда, заполненные влагозащитным веществом. Полезная модель относится к измерительной технике в области метеорологии, в частности к актинометрии, и является основным конструктивным элементом балансомера,предназначенного для определения радиационного баланса, то есть интенсивности остаточной солнечной радиации деятельной земной поверхности. 69522011.02.28 Известна термобатарея балансомера, образованная из уложенных в горизонтальной плоскости теплоотводящих стержней, средняя часть которых покрыта электроизоляционным слоем, на который намотана спиральная обмотка с созданными на ней термопарами,и залита затвердевающим компаундом, покрытым влагозащитным лаком, при этом концы стержней, выступающие за границы компаунда, имеют плоскую прямоугольную форму и плотно соприкасаются друг с другом. Слои влагозащитного лака на двух плоских поверхностях затвердевшего компаунда, покрытые черной глубоко матовой краской, являются приемными поверхностями термобатареи балансомера 1. Для проведения измерений радиационного баланса балансомер с термобатареей располагают строго параллельно поверхности земли. При этом все виды солнечной радиации,приходящей к деятельной земной поверхности, нагревают плоскую приемную поверхность термобатареи балансомера, обращенную вверх, а все виды радиации, уходящей от деятельной земной поверхности, нагревают вторую плоскую поверхность термобатареи,обращенную вниз. Разность температур этих поверхностей создает на выходе термобатареи балансомера термоЭДС, пропорциональную радиационному балансу деятельной поверхности земли. Недостатком известной термобатареи является ее ненадежная гидроизоляция затвердевшего компаунда со стороны торцевых участков теплоотводящих стержней. Конструкция этой термобатареи обеспечивает защиту ее внутренней части от проникновения влаги за счет влагостойкого лака, покрывающего только лишь затвердевший компаунд. Однако при нанесении лака он не имеет возможности проникнуть между плоскими прямоугольными концами стержней из-за их плотного примыкания друг к другу и из-за недостаточной текучести влагостойкого лака и поэтому не покрывает участки компаунда,расположенные между торцевыми частями теплоотводящих стержней. В то же время пары воды, особенно при высокой влажности атмосферного воздуха, могут проникать внутрь термобатареи вдоль линий соприкосновения плоских прямоугольных концов стержней, выступающих за границы компаунда и находящихся в атмосферных условиях. Накопление влаги внутри термобатареи снижает величину сопротивления электроизоляционного слоя, что приводит к возникновению токов утечки и уменьшению точности измерения радиационного баланса. С течением времени увеличивается вероятность пробоя электроизоляционного слоя и выхода балансомера из строя. Это снижает надежность эксплуатации и срок службы термобатареи балансомера. Задачей разработки полезной модели является повышение точности измерений радиационного баланса, надежности при эксплуатации термобатареи балансомера и увеличение срока его службы. Поставленная задача решается тем, что в термобатарее балансомера, образованной из уложенных в горизонтальной плоскости теплоотводящих стержней, средняя часть которых покрыта электроизоляционным слоем, на который намотана спиральная обмотка с созданными на ней термопарами, и залита затвердевающим компаундом, покрытым влагозащитным веществом, а концы стержней, выступающие за границы компаунда, имеют плоскую прямоугольную форму и плотно соприкасаются друг с другом, в отличие от прототипа, на линиях соприкосновения концов соседних стержней выполнены отверстия,примыкающие к границам компаунда, заполненные влагозащитным веществом. Отверстия, выполненные на линиях соприкосновения двух соседних прямоугольных участков теплоотводящих стержней, позволяют создать между этими участками промежутки, которые можно легко заполнить влагозащитным веществом. Размещение отверстий на границах компаунда обеспечивает создание единого монолитного влагозащитного слоя, покрывающего затвердевший компаунд со всех сторон и тем самым полностью предотвращающего проникновение влаги внутрь термобатареи балансомера со стороны плоских торцевых участков теплоотводящих стержней. Это повышает точность измерений и надежность эксплуатации термобатареи балансомера и увеличивает срок его службы. 2 69522011.02.28 На фигуре изображена термобатарея балансомера. Термобатарея балансомера содержит теплоотводящие стержни 1, уложенные в горизонтальной плоскости. Средняя часть стержней 1 покрыта электроизоляционным слоем(на фигуре не показан), на которую намотана спиральная обмотка 2 с созданными на ней термопарами 3, и залита затвердевающим компаундом 4. Концы 5 теплоотводящих стержней 1, выступающие за границы компаунда 4, сформированы в виде плоских прямоугольников, которые плотно соприкасаются друг с другом, образуя линии соприкосновения 6. На линиях соприкосновения 6 всех соседних стержней выполнены отверстия 7, симметричные относительно линии соприкосновения, примыкающие к границам компаунда 4. Компаунд 4 со всех сторон покрыт влагозащитным веществом (на фигуре не показано),которым заполнены также и выполненные отверстия 7. Слои влагозащитного вещества на двух плоских поверхностях компаунда, покрытые черной глубоко матовой краской, являются приемными поверхностями термобатареи балансомера. Термобатарея балансомера может включать в себя, например, десять одинарных термобатарей. Каждая одинарная термобатарея состоит из медного стержня 1, на котором сформирован электроизоляционный слой из проклеенных между собой клеем БФ-4 слоев конденсаторной бумаги КОН-2-10 толщиной 0,012 мм. Поверх электроизоляционного слоя плотно намотана обмотка 2 из 35 витков константановой ленты, толщиной 30 мкм и шириной 0,8 мм. Для закрепления обмотки на ее концах образованы короткозамкнутые витки из трех наложенных друг на друга витков ленты, которые пропаяны припоем. Половина обмотки вдоль стержня покрыта слоем меди толщиной 610 мкм. При этом на каждом витке обмотки начало и конец медного слоя являются диаметрально расположенными термопарами 3 медь-константан, а все термопары на обмотке образуют расположенные вдоль стержня два диаметрально противоположных ряда термопар (на фигуре показаны только верхние термопары 3). Все одинарные термобатареи уложены в специальной пресс-форме в горизонтальной плоскости параллельно друг другу, где их средняя часть залита эпоксидным компаундом К-153 с кварцевым наполнителем. Влагозащитное вещество, которым покрыт компаунд 4 и одновременно заполнены отверстия 7, представляет собой, например, лак УР-231 или лак ПФ-170. Отверстия 7, расположенные в местах соприкосновения плоских концов стержней,могут быть выполнены сразу после затвердевания компаунда. Термобатарея балансомера работает следующим образом. Балансомер ориентируется термобатареей горизонтально относительно земной поверхности и закрепляется на метеорологической стойке. Конструктивно термобатарея балансомера создана таким образом, что суммарные термоЭДС верхнего и нижнего ряда термопар, расположенных, соответственно, под верхней и нижней приемными поверхностями, направлены навстречу друг другу. Поэтому при нагревании их солнечным излучением и излучением, отраженным от земли, выходное напряжение термобатареи балансомера будет равно разности этих термоЭДС и соответствовать радиационному балансу деятельной земной поверхности. Это напряжение поступает на вход измерительного прибора и регистрируется оператором. Таким образом, предлагаемая конструкция термобатареи балансомера позволяет повысить точность измерений радиационного баланса, увеличить надежность эксплуатации и срок службы балансомера. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3