Пиранометр

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Пеленг(72) Авторы Кривонощенко Владимир Иванович Казеев Юрий Иванович Королева Галина Сергеевна Коледа Петр Аркадьевич Луцевич Виктор Михайлович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Пеленг(57) Пиранометр, содержащий прозрачный полусферический колпак, герметично закрепленный на кольце, соединенном с корпусом, на котором установлен термопреобразователь, термобатарея которого размещена в отверстии диафрагмы, присоединенной к корпусу, а на примыкающей к корпусу поверхности кольца выполнена концентрическая канавка, в которую помещена герметизирующая прокладка, отличающийся тем, что на внешней поверхности прозрачного полусферического колпака нанесено защитное прозрачное гидрофобное покрытие. Полезная модель относится к измерительной технике в области метеорологии, в частности к актинометрии, и предназначена для измерения солнечной радиации, приходящей на горизонтальную поверхность. Известен пиранометр, содержащий прозрачный полусферический колпак, герметично закрепленный на кольце, соединенном с корпусом, на котором установлены термопреобразователь, включающий термобатарею, которая размещена в отверстии диафрагмы, при 92322013.06.30 соединенной к корпусу, и осушители водяных паров в виде баллончиков с силикагелем. На поверхности кольца, примыкающей к корпусу, выполнена концентрическая канавка, в которую помещена герметизирующая резиновая прокладка 1. В известном пиранометре герметичность под колпаком создается за счет герметизирующих резиновых прокладок, а устранение влаги из-под колпачного объема обеспечивается применением силикагеля. Поэтому на внутренней поверхности полусферического колпака при изменении температуры окружающего воздуха не образуется конденсата,уменьшающего его прозрачность для потока солнечного излучения, нагревающего термобатарею. Внешняя поверхность прозрачного полусферического колпака подвержена воздействию окружающей атмосферы, и на этой поверхности при определенных условиях возможно образование наростов изморози, инея или льда. Эти наросты прочно соединены с поверхностью колпака, и их удаление для восстановления работоспособности прибора требует больших затрат времени. Кроме того, внешняя поверхность полусферического колпака пиранометра может быть подвержена химическому воздействию кислотных, щелочных и солевых компонентов окружающей атмосферы, особенно если метеостанция находится вблизи моря или химических промышленных предприятий. В этом случае с течением времени происходит загрязнение внешней поверхности колпака. Таким образом, указанные нарушения прозрачности внешней поверхности полусферического колпака ослабляют поток солнечной радиации, падающей на термобатарею термопреобразователя пиранометра, что уменьшает его выходное напряжение и,соответственно, точность измерений. Задачей полезной модели является повышение срока службы и точности измерений пиранометра за счет сохранения прозрачности полусферического колпака. Поставленная задача решается тем, что в пиранометре, содержащем прозрачный полусферический колпак, герметично закрепленный на кольце, соединенном с корпусом, на котором установлен термопреобразователь, термобатарея которого размещена в отверстии диафрагмы, присоединенной к корпусу, а на примыкающей к корпусу поверхности кольца выполнена концентрическая канавка, в которую помещена герметизирующая прокладка, в отличие от прототипа на внешней поверхности прозрачного полусферического колпака нанесено защитное прозрачное гидрофобное покрытие. Гидрофобные покрытия, нанесенные на внешнюю поверхность прозрачного полусферического колпака пиранометра, представляют собой силиконовые пленки, образованные из кремний-органических полимерных соединений, которые получают методом химического осаждения. Гидрофобные покрытия имеют достаточно высокую адгезию к поверхности стекла и не меняют его коэффициент отражения в области спектра от 0,28 до 15 мкм. Одновременно эти покрытия придают следующие новые свойства внешней поверхности полусферического колпака. Во-первых, гидрофобные покрытия имеют очень низкий коэффициент смачивания с водой, кислотными и щелочными растворами или органическими жидкостями. Поэтому на полусферическом стеклянном колпаке пиранометра почти не возникает наростов из инея, изморози и льда. В случае, когда при некоторых метеорологических условиях все же происходит их образование, они легко удаляются протиркой поверхности колпака, так как имеют очень низкую адгезию к нанесенному гидрофобному покрытию. Во-вторых, благодаря своей химической стойкости и термостабильности гидрофобные покрытия защищают внешнюю поверхность полусферического колпака от разрушающего воздействия химических реагентов, в большей или меньше степени присутствующих в окружающей атмосфере. Указанные свойства защитных прозрачных гидрофобных покрытий расширяют возможности работы пиранометра в особо трудных метеорологических условиях и одновре 2 92322013.06.30 менно сохраняют прозрачность полусферического колпака, что способствует повышению срока службы и точности измерений пиранометра. На фигуре изображен вид пиранометра сбоку. Пиранометр содержит прозрачный полусферический колпак 1, герметично соединенный с кольцом 2 с помощью герметика УТ-34 ГОСТ 24285-80. На поверхности кольца 2 выполнена концентрическая канавка 3, в которую помещена герметизирующая прокладка 4, изготовленная, например, из резиновой смеси В-14 НТА ТУ 38005 1166-98. Герметизирующая прокладка 4 зажата между кольцом 2 и корпусом 5. Под колпаком 1 на корпусе 5 установлен термопреобразователь с термобатареей 6, зафиксированной в отверстии диафрагмы 7. Выходные концы термобатареи 6 соединены под колпаком с выходным кабелем (на фигуре не показан), герметично закрепленным в корпусе 5. В корпусе 5 установлены также два баллончика 8 с силикагелем 9. Внешняя поверхность полусферического стеклянного колпака 1 покрыта защитным гидрофобным прозрачным покрытием 10. Прозрачный полусферический колпак 1, выполненный, например, из кварцевого стекла КВ ГОСТ 15130-86, обеспечивает защиту термобатареи 6 от вредного действия атмосферы и метеоосадков. Осушители водяных паров в виде двух баллончиков 8 с силикагелем 9 уменьшают количество влаги под колпаком, что повышает коррозионную стойкость спаев термобатареи 6 и препятствует образованию конденсата на внутренней поверхности колпака 1. На внешнюю поверхность полусферического колпака 1 нанесено прозрачное защитное гидрофобное покрытие Х.019 по ОСТ 3-1901-95, которое предотвращает ее помутнение под воздействием химических реагентов атмосферы, а также снижает интенсивность образования всевозможных наростов из водяных компонентов окружающего воздуха. Пиранометр работает следующим образом. Объем под колпаком 1 при сборке пиранометра полностью герметизируют как за счет герметизации самого колпака 1 герметиком, так и за счет герметизирующей прокладки 4,зажатой между кольцом 2 и корпусом 5. В результате этого, а также из-за использования силикогеля внутренняя поверхность колпака 1 остается прозрачной для солнечного излучения. Внешняя поверхность полусферического колпака 1 остается прозрачной для солнечного излучения за счет нанесенного на него гидрофобного покрытия. При измерениях величины солнечной радиации корпус 5 пиранометра вместе с термобатареей 6 ориентируют горизонтально относительно земной поверхности таким образом,чтобы солнечная радиация попадала на термобатарею 6 сверху. При этом в результате нагрева термопар термобатареи 6 на ее выходе постоянно генерируется термонапряжение,пропорциональное величине приходящей солнечной радиации. Это напряжение через кабель поступает на вход измерительного прибора (на фигуре не показан) и регистрируется оператором. Таким образом, предлагаемая конструкция пиранометра предотвращает изменение прозрачности колпака под воздействием атмосферы, что увеличивает его долговечность и точность измерений. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3