Пиранометр

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Пеленг(72) Авторы Кривонощенко Владимир Иванович Стрибук Петр Васильевич Казеев Юрий Иванович Кардаш Галина Анатольевна(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Пеленг(57) Пиранометр, содержащий прозрачный полусферический колпак, герметично закрепленный на кольце, соединенном с корпусом, на котором установлены термопреобразователь, термобатарея которого размещена в отверстии диафрагмы, присоединенной к корпусу с помощью трех крепежных винтов, два из которых размещены в глухих резьбовых отверстиях корпуса, а на примыкающей к корпусу поверхности кольца выполнена концентрическая канавка, в которую помещена герметизирующая прокладка, отличающийся тем, что отверстие в корпусе для третьего крепежного винта выполнено сквозным,а третий винт выполнен как минимум с одной продольной выборкой, образующей с резьбовым отверстием корпуса сквозную полость, в корпусе выполнено еще одно сквозное резьбовое отверстие, и в оба отверстия с наружной стороны корпуса помещены резьбовые заглушки с уплотнителями.(56) 1.2048 , 2005 (прототип). 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, термобатарея которого размещена в отверстии диафрагмы, присоединенной к корпусу с помощью трех крепежных винтов, установленных в глухих резьбовых отверстиях корпуса, 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. Однако с помощью силикагеля полностью адсорбировать пары воды невозможно, и какая-то часть их будет оставаться в подколпачном объеме. Кроме того, в подколпачном объеме всегда находятся атмосферный кислород и агрессивные компоненты воздуха. Все это в совокупности способствует постепенному коррозионному разрушению спаев в конструкции термобатареи и ее контактов с выходными клеммами. Таким образом, указанные недостатки снижают надежность при эксплуатации и срок службы пиранометра. Задачей полезной модели является повышение надежности при эксплуатации и срока службы пиранометра за счет устранения из подколпачного объема пиранометра паров воды и агрессивных компонентов воздуха. Поставленная задача решается тем, что в пиранометре, содержащем прозрачный полусферический колпак, герметично закрепленный на кольце, соединенном с корпусом, на котором установлены термопреобразователь, термобатарея которого размещена в отверстии диафрагмы, присоединенной к корпусу с помощью трех крепежных винтов, два из которых размещены в глухих резьбовых отверстиях корпуса, а на примыкающей к корпусу поверхности кольца выполнена концентрическая канавка, в которую помещена герметизирующая прокладка, в отличие от прототипа, отверстие в корпусе для третьего крепежного винта выполнено сквозным, а третий винт выполнен как минимум с одной продольной выборкой, образующей с резьбовым отверстием корпуса сквозную полость, в корпусе выполнено еще одно сквозное резьбовое отверстие и в оба отверстия с наружной стороны корпуса помещены резьбовые заглушки с уплотнителями. Выполнение в корпусе пиранометра двух сквозных резьбовых отверстий обеспечивает возможность заполнения подколпачного объема сжатым инертным газом, например азотом. Сжатый азот, поступающий под небольшим давлением в подколпачный объем через одно из резьбовых отверстий, вытесняет оттуда атмосферный воздух вместе с парами воды,кислородом и другими агрессивными компонентами, которые выходят наружу через второе резьбовое отверстие. В связи с тем что все элементы конструкции пиранометра скомпонованы на его корпусе очень плотно, в качестве впускного отверстия для подачи газа использовано одно из резьбовых отверстий для крепления диафрагмы на корпусе, которое выполнено сквозным. В это сквозное отверстие установлен специальный крепежный винт, который выполняет две функции закрепляет диафрагму на корпусе пиранометра и одновременно за счет своей специальной конструкции обеспечивает подачу газа под давлением в подколпачный объем и рассеивание струи газа под колпаком, что исключает возможность повреждения термобатареи струей сжатого газа. 2 90092013.02.28 После вентиляции подколпачного объема инертным газом проводят его окончательную герметизацию с помощью двух заглушек с резиновыми уплотнителями, которые устанавливают в двух сквозных отверстиях, выполненных в корпусе. Благодаря этому в подколпачном объеме отсутствуют пары воды, кислород и другие агрессивные компоненты атмосферы, что препятствует коррозионной деградации элементов термобатареи пиранометра и, следовательно, увеличивает его срок службы и надежность эксплуатации. На фиг. 1 изображен вид пиранометра сбоку. На фиг. 2 изображен вид пиранометра сверху. На фиг. 3 изображен специальный крепежный винт. 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 6 с термобатареей 7, установленной в отверстии диафрагмы 8. Выходные концы термобатареи 7 соединены под колпаком с клеммами 9, к которым присоединены выводы кабеля 10, герметично установленного в корпусе 5. Диафрагма 8 прикреплена к корпусу 5 тремя крепежными винтами, два из которых 11 и 12 - являются стандартными, а третий винт 13 имеет специальную конструкцию. В корпусе 5 выполнены два сквозных резьбовых отверстия 14 и 15, в которые с наружной стороны при необходимости ввинчивают резьбовые заглушки 16 и 17 с резиновыми уплотнителями 18 и 19. В сквозном резьбовом отверстии 15 установлен специальный крепежный винт 13, на котором вдоль его резьбовой части 20 и на головке 21 выполнена выборка 22. Эта выборка может быть сделана как с одной стороны винта 13, так и с двух его сторон. Сквозная полость, образованная в месте расположения выборки 22, обеспечивает прохождение газа под давлением в подколпачный объем пиранометра. При этом выборка на головке 21 винта 13 одновременно рассеивает струю газа, поступающего снаружи вдоль винта 13. Прозрачный полусферический колпак 1, выполненный, например, из кварцевого стеклаГОСТ 15130-86, обеспечивает защиту чувствительного элемента термобатареи 7 от вредного действия атмосферы и метеоосадков. Осушители водяных паров в виде двух баллончиков с силикагелем (на фигурах не показаны) уменьшают количество влаги под колпаком, что повышает коррозионную стойкость клемм 9 и спаев термобатареи 7 и обеспечивает постоянство прозрачности колпака 1. 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, а также за счет герметизации кабеля 10. В резьбовое отверстие 15 в течение 30 мин подают под давлением 0,1105 Па газообразный азот по ГОСТ 9293-74. Газообразный азот поступает в подколпачный объем через сквозную полость, образованную между продольной выборкой 22 на винте 13 и резьбовым отверстием 15,и выходит через резьбовое отверстие 14. После окончания напуска азота в подколпачный объем плотно закручивают заглушку 16 с уплотнителем 18, а затем заглушку 17 с уплотнителем 19. Это обеспечивает наличие в подколпачном объеме только газообразного азота. При измерениях величины солнечной радиации корпус 5 пиранометра вместе с термобатареей 7 ориентируют горизонтально относительно земной поверхности таким образом,чтобы солнечная радиация попадала на термобатарею 7 сверху. При этом в результате нагрева термопар термобатареи 7 на ее выходе постоянно генерируется термонапряжение,пропорциональное величине приходящей солнечной радиации. Это напряжение через клеммы 9 и кабель 10 поступает на вход измерительного прибора (на фигурах не показан) и регистрируется оператором. 3 90092013.02.28 Таким образом, предлагаемая конструкция пиранометра повышает коррозионную стойкость термобатареи и выводных элементов под колпаком, что увеличивает его долговечность и надежность работы. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4