§ 3. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОХЛАДИТЕЛЬ ДЛЯ РАДИАЦИОННЫХ БАЛАНСОМЕРОВ

В метеорологической практике для определения количества солнечной энергии, падающей на землю, а также количества тепла, отдаваемого земной поверхностью окружающему воздуху, широко используются радиационные балансомеры.

В своей основе радиационный балансомер имеет «абсолютно черную» приемную поверхность, представляющую собой обычно зачерненную пластинку определенной площади. К приемной пластинке прикрепляются термопары, которые регистрируют ее температуру. Разность температур и скорость нагрева приемника балансомера от земной поверхности и Солнца служат исходными данными для определения радиационного баланса.

Для повышения точности измерения обычно употребляют дифференциальные балансомеры, имеющие две приемные поверхности,

одна из которых измеряет радиацию Земли, а другая — радиацию Солнца.

Рис. 81. Общий вид микрохолодильника для болометров,

Иногда используются дифференциальные балансомеры с одной приемной поверхностью, которая закрепляется в специальном поворотном устройстве, позволяющем попеременно измерять радиацию Земли и Солнца. Однако описанный метод измерения радиационного баланса дает значительные погрешности вследствие влияния на приемные поверхности движущегося воздуха — ветра. Изменение температуры приемной поверхности под влиянием ветра практически очень трудно учесть, в результате чего абсолютная достоверность измерений оказывается низкой.

Рис. 82. Разрез охладителя для радиационных балансомеров.

Влияние ветра на показания балансомера можно значительно уменьшить, если температуру приемной поверхности поддерживать близкой к температуре окружающего воздуха. Вполне естественно, что для малогабаритного прибора, используемого в полевых условиях, каким является

радиационный балансомер, применение общеупотребительных методов охлаждения приемной поверхности не представляется возможным.

Термоэлектрический метод охлаждения позволил создать прибор для указанной цели. Помимо малого веса, небольшой потребляемой мощности и автономности, термоэлектрический охладитель обладает еще одним существенным достоинством: посредством его температура на приемной поверхности балансомера может быть установлена на требуемом уровне изменением величины питающего охладитель тока.

В случае необходимости, переключив направление тока, от режима охлаждения можно перейти к режиму нагрева.

Рис. 83. Общий вид охладителя для радиационных балансомеров.

Собственно охладитель (рис. 82) представляет собой термоэлектрическую пару 1, холодный спай которой образован пластинкой 2.

К горячим спаям термоэлемента припаяны изолированные друг от друга полуцилиндры 3, которые для увеличения поверхности теплосброса снабжены ребрами 4. Питающий термоэлемент ток подключается к клеммам 5. Крепление охладителя в системе балансомера осуществляется посредством специальной штанги 6. Для уменьшения паразитных теплопритоков на термоэлемент из окружающей среды последний окружен слоем теплоизоляции 7 из пенопласта. Снаружи термобатарея защищена кольцом 8 из декоративной пластмассы.

На рис. 83 представлен общий вид термоэлектрического охладителя для радиационных балансомеров.

Основные технические данные прибора следующие.

(см. скан)

В том случае, когда термоэлектрический охладитель эксплуатируется на стационарных метеорологических станциях, его питание может быть осуществлено от сети переменного тока через

двухполупериодный выпрямитель, обеспечивающий требуемые параметры питания.

Если в месте эксплуатации прибора нет стационарной электросети, он может быть запитан от соответствующих аккумуляторов непосредственно или через преобразователь тока.