Устройство для мониторинга солнечной радиации

Полезная модель относится к гелиотехнике, обеспечивающей измерение солнечной радиации. Она может быть использована при мониторинге окружающей среды: в метеорологии, климатологии и экологии.
Известно устройство [1], содержащее корпус, два термоэлемента, выполненных из металла с эффектом памяти формы, один из которых открыт для солнечных лучей, а другой закрыт световым экраном, при этом оба термоэлемента кинематически соединены и между собой и осью вращения, которая снабжена пишущим элементом, взаимодействующим с записывающим устройством, фиксирующим колебательные движения пишущего элемента. Эти движения происходят за счет разности температуры между экранированным и неэкранированным элементами, отображая изменение уровня солнечной радиации.
Недостатком устройства является невозможность обработки и передачи полученных данных в режиме реального времени.
Задачей, на решение которой направлена данная полезная модель, является создание прибора, работающего в режиме реального времени.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что, как и в известном способе измерения солнечной радиации, устройство содержит корпус, два идентичных термоэлемента, выполненных из металла с эффектом памяти формы, один из которых открыт для солнечных лучей, а другой закрыт световым экраном, при этом оба термоэлемента кинематически соединены и между собой и осью вращения.
В отличие от известного предлагаемое устройство снабжено тензодатчиком [2], установленным на упругой пластине и составляющий с ней единый упругий элемент, один конец которого установлен в корпусе, а другой находится в контакте с поводком, установленным на оси вращения, поворот которой обеспечивает с помощью поводка изгибный момент упругому элементу, который выдает электрический сигнал, пропорциональный углу изгиба.
Реализация поставленной цели основана на работе элементов из металла с эффектом памяти формы, включенных по дифференциальной схеме друг относительно друга с помощью оси вращения. При неодинаковой степени освещенности солнечными лучами у парных элементов возникает перепад температуры, поэтому вследствие эффекта памяти формы и дифференциальной схемы включения элементов, возникает вращение оси в том или ином направлении на угол, пропорциональный разности температур. Вращение оси передается упругому элементу, что обеспечивает его изгиб на угол пропорциональный степени освещенности, т.е. уровню солнечной радиации. Упругий элемент вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный углу изгиба, который с помощью электронной аппаратуры поступает в режиме реального времени в центр обработки информации.
На фиг. представлено предлагаемое устройство. Оно содержит термочувствительные элементы 1 и встречные пружины 2, попарно разделенные световым экраном 3, присоединенные к концам рычага 4, свободно вращающемуся относительно оси 5, на которой закреплен поводок 6, находящийся в контакте с упругим элементом 7, соединенным с блоком электронной аппаратуры 8.
Устройство работает следующим образом. Поскольку два одинаковых элемента 1, разделенные световым экраном 3, включены посредством рычагов 4 навстречу друг другу по отношению к направлению вращения оси 5, то эта ось в отсутствии солнечной радиации (при одинаковом ходе изменения температуры на элементах 1) будет оставаться неподвижной, а при разном ходе (наличие облучения) будет вращаться, поворачиваясь на угол, пропорциональный разности температур на каждом элементе 1, передавая посредством поводка 6 изгибающий момент упругому элементу 7. Величина изгиба и выдаваемого электрического сигнала элементом 7 будет пропорциональна разности температур между освещенным и неосвещенным элементом 1, т.е. интенсивности солнечной радиации. Блок электронной аппаратуры 8 будет воспринимать и передавать сигналы, поступающие с элемента в центр обработки данных.
В результате работы устройства будет получена информация о текущем уровне солнечной радиации в режиме реального времени.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент №2185643 Российская Федерация, МПК G01W 1/12. Актинометр автономный / Ерофеев В.Я., Кабанов М.В., Нявро А.В., Теодорович С.Б.; опубл. 20.07.2002, Бюл. №20.
2. Политехнический словарь  /Редкол.: А.Ю. Ишлинский (гл.ред.) и др. - 3-е изд., - М.: Советская энциклопедия, 1989. - 656 с.