Рисунок М.4 – Переходная коробка М.1.4

Гелиостат предназначен для автоматического поворота актинометра относительно оси мира по траектории движения Солнца по небосводу с такой же угловой скоростью (360° за 24 ч) в целях обеспечения положения актинометра постоянно нацеленным в направлении на Солнце.

Устройство гелиостата показано на рисунке М.5. В качестве движущего механизма используется электромагнит 17, приводящий в движение храповое колесо 5. Редуктор 14, состоящий из червячной пары, передает вращение храпового колеса на ось 13 гелиостата и рассчитан таким образом, что при пропускании через электромагнит импульсов электрического тока с частотой 1 импульс в минуту ось 13 гелиостата совершает 1 оборот в сутки.

Расшифровка обозначений: 1 – плита; 2 – основание; 3 – гайка; 4 – стойка; 5 – храповое ко­лесо; 6, 16 – цапфы; 7 – корпус гелиостата; 8 – крышка корпуса; 9 – кронштейн; 10 – гайка; 11 – актинометр; 12 – винт; 13 – ось гелиостата; 14 – редуктор; 15 – винт; 17 – электромагнит; 18 – лимб; 19 – указатель; 20 – установочный винт

Регулировку положения актинометра при изменении склонения Солнца производят при отпущенной гайке 10.

Гелиостат приводится в действие кратковременными импульсами (продолжительностью от 1 до 5 с) постоянного тока около 1 А напряжением 25 – 30 В. Для выработки импульсов предусмотрены блок питания и электропервичные часы. Часы типа П413-2БР-Р24-012 обеспечивают длительное хранение времени с достаточной для практики точностью и вырабатывают минутные импульсы тока, используемые для управления движением гелиостата. Установка и техническое обслуживание часов осуществляются в соответствии с заводской инструкцией, прилагаемой к часам. Питание часов осуществляется переменным током напряжением (24 ± 5) В от блока питания.

Блок питания работает от сети переменного тока и предназначен для преобразования сетевого напряжения 127/220 В в напряжение 30 В постоянного тока, необходимое для питания электропервичных часов, подающих импульсы на гелиостат.

Расшифровка обозначений: 1 – прокладка; 2 – перегородка; 3 – плата; 4 – крышка; 5 – болт; 6 – сальник; 7 – корпус; 8 – стойка; 9 – гайка; 10 – заглушка; 11 – резиновое кольцо; 12 – шайба

Соединительная коробка состоит из корпуса 7, крышки 4 с герметизирующей прокладкой 1, четырех соединительных плат 3, сальников 6. Крышка прижимается к корпусу болтами 5. Внутреннее пространство коробки разделено перегородкой 2 на два отсека. В большом отсеке соединяются кабели, по которым передаются измеряемые сигналы датчиков, в меньшем отсеке – кабель, по которому передается питание на гелиостат.

Соединительную коробку устанавливают на стойке 8, закрепляемой в грунте.

М.1.6 Щит распределительный

Распределительный щит является промежуточным звеном между кабелями, идущими с площадки от соединительной коробки, и аппаратурой, установленной в помещении.

Размеры внутреннего пространства ящика должны быть рассчитаны на установку в нем трех гальванометров ГСА-1 или ГСА-1М (дно не менее 72 х 25, высота передней стенки – 25, а задней – около 40 см).

Гальванометры в ящике должны быть установлены горизонтально (с погрешностью не более 3°) на дне ящика.

В ящике должен быть установлен переключатель полярности для выводов балансомера. Обозначения положения переключателя («1» и «2») должны быть нанесены отчетливо в месте, удобном для визирования при выполнении измерений.

Ящик должен иметь крышку, защищающую внутреннее пространство от осадков и открывающую доступ к гальванометрам при выполнении наблюдений и операций по эксплуатационному уходу.

Все поверхности ящика и его деталей, а также опора должны быть окрашены белой масляной краской в целях уменьшения нагревания солнечными лучами.

Ящик закреплен болтами на плите опоры, врытой в грунт. Верхний край ящика должен быть скошен, чтобы в закрытом положении крышка располагалась наклонно и обеспечивала сток дождевой воды. Кроме того, при более низкой стенке ящика со стороны, обращенной к наблюдателю, удобнее снимать отсчеты по гальванометрам и выполнять операции по эксплуатационному уходу. При открытом ящике крышка, прикрепленная к нему на петле, откидывается на две опоры.

На дне ящика расположен столик 4 для гальванометров, имеющий три установочных винта 5 для регулировки горизонтальности столика по накладному уровню.

На задней стенке ящика закреплен переключатель, предназначенный для замыкания накоротко выводов балансомера при определении места нуля гальванометра, подключенного к балансомеру. Переключатель должен иметь маркировку «0» (балансомер замкнут накоротко) и «Р» (рабочее положение). Возможны также другие варианты конструкции ящика.

М.1.7.2 Стойка для ручного анемометра должна представлять собой деревянный или металлический столб, закрепленный в грунте рядом с ящиком для гальванометров. Актинометр должен устанавливаться на торце столба на такой же высоте, как и балансомер на стойке М-13а. При изготовлении стойки необходимо учесть, что после каждого срочного наблюдения анемометр снимают и кладут в ящик с гальванометрами.

М.1.7.3 Стойка для датчиков суммарной и отраженной радиации должна представлять собой закрепленный в грунте столб с горизонтальной стрелой, длина которой не менее 1,5 м, высота над земной поверхностью 1,5 м. Стрела должна быть окрашена в белый цвет, а столб должен быть матово-черным. Стрела может быть неподвижной или иметь возможность поворота на 360° относительно вертикальной оси. При неподвижной стреле должен быть предусмотрен откидной настил, устанавливаемый для подхода к расположенным на стреле датчикам и легко убираемый после осмотра датчиков на расстояние не менее 1,5 м от пиранометра, обращенного вниз.

Должна быть предусмотрена возможность корректировки горизонтальности пиранометров, для чего могут быть использованы, например, штативы пиранометра М-80М.

Пиранометр для регистрации отраженной радиации должен быть установлен на конце стрелы приемной поверхностью вниз. Пиранометр для регистрации суммарной радиации должен быть установлен приемной поверхностью вверх над столбом или на стреле. Детали стойки не должны экранировать поле зрения пиранометров. На стойке должно быть предусмотрено место для крышки пиранометра.

М.1.7.4 Стойка для гелиостата должна иметь в своей конструкции закрепляемый в грунте столб. Высота столба над земной поверхностью – 1,6 м или более, если существует вероятность затенения солнечного диска. На торце столба должен быть закреплен горизонтальный столик размером не менее 330 х 330 мм для установки гелиостата.

Столик должен быть снабжен съемным чехлом для защиты гелиостата с актинометром от осадков. Конструкция чехла должна быть жесткой и иметь внутренние размеры не менее 320 х 320 мм и высоту 500 мм, чтобы чехол можно было устанавливать, не отключая гелиостат и не сбивая нацеливание актинометра.

Должно быть предусмотрено заземление гелиостата или непосредственно (если столб деревянный) или через металлическую стойку (если она надежно заземлена).

Стойка должна иметь две переходные коробки для подключения выводов актинометра к кабелю, ведущему к самопишущему прибору, и для подачи питания на гелиостат. Вместо переходных коробок могут быть использованы герметичные разъемы.

Для доступа к приборам рядом со стойкой должна быть установлена ступенчатая подставка.

М.1.7.5 Стойка для датчиков при работе по программе измерения суточных сумм суммарной радиации путем интегрирования должна представлять собой закрепленный в грунте столб с горизонтальным столиком на торце размером примерно 350 х 500 мм. На столике на своих штативах должны помещаться три пиранометра: рабочий, запасной и контрольный. Штатив рабочего пиранометра должен быть закреплен неподвижно, а два других устанавливаются периодически.

М.1.7.6 Приборный стол (далее – стол) предназначен для размещения средств измерений при выполнении контроля или поверки актинометрических датчиков в естественных условиях; он должен соответствовать следующим требованиям:

- на столе должны устанавливаться измерительные приборы, актинометры, переключатели;

- стол должен быть укомплектован располагаемой рядом подставкой для поверочной трубы;

- измерительные приборы и переключатели должны быть затенены от прямых солнечных лучей посредством экранов, закрепленных на столе или переносных;

- место, предназначенное для установки актинометров, не должно затеняться деталями стола.

Е
сли нет возможности изготовить приборный стол, то необходимо изготовить затеняющие щиты, свободно устанавливаемые на столе. Одна из возможных конструкций щита показана на рисунке М 7.

при выполнении контроля или поверки

- актинометрическая стойка М-13а (высота от уровня земной поверхности до стрелы 1,5 м; длина стрелы 1,5 м; диаметр затеняющего экрана 100 мм);

- гелиостат (погрешность слежения актинометра за Солнцем, не более 1°; сопротивление изоляции токоведущих элементов, не менее 20 Мом);

Таблица М.4 – Технические характеристики электролитических интеграторов

Параметр	Х-607	Х-603
Диапазон интегрируемого входного сигнала, мкА Входные сопротивления на шести пределах измерений, Ом Собственная ЭДС (не более) , мкВ Предел допускаемой основной погрешности (не более), %,	5 – 1500 30 + 1,5; 200 + 3; 500 + 5; 1000 + 8; 2500 + 20; 5000 + 35 20 1,5	5 – 1500 30 + 1,5; 190 + 2; 670 + 5; 2100 + 10; 3200 + 15; 4800 + 25 20 2,5

- часы электропервичные П413-2БР-Р24-012 (напряжение питания постоянным током при температуре окружающей среды не выше 25 °С от 21,5 до 30 В; погрешность хода за сутки при температуре окружающей среды (20 + 5) °С не более 1 с; периодичность посылки импульсов постоянного тока – один в минуту или один в секунду; максимальный ток импульса не менее 1 А; полярность чередующаяся);

- стойка теневая М-41М (диаметр кольца 100 см; ширина кольца 10 см; высота стойки от уровня земной поверхности до основания кольца 1,5 м);

- блок питания (напряжение питания от сети (127 ± 10) и (220 ± 20) В, от аккумулятора (27 ± 3 ) В; постоянное напряжение на выходе от 25 до 30 В при нагрузке 1 А;

- распределительный щит (напряжение смещения места нуля регистратора от 3 до 10 мВ, регулируемое; количество пар коммутируемых вводов не менее семи; количество каналов, переключаемых с регистратора на интеграторы не менее пяти).
М.3 Основные требования к месту проведения актинометрических наблюдений, размещению и установке технических средств
М.3.1 Общие требования к выбору места для выполнения наблюдений

Место, выбранное для актинометрических наблюдений, должно удовлетворять требованиям по репрезентативности (в соответствии с 4.4), а также следующим требованиям:

- естественная прозрачность атмосферы не должна нарушаться местными источниками пыли или дыма;

- актинометрические датчики в течение всего дня не должны затеняться окружающими объектами, в том числе ажурными мачтами, антеннами, проводами и др.;

- актинометрические датчики должны быть установлены в юго-восточной части метеорологической площадки, но допускаются отклонения от этого требования, если на другом участке закрытость горизонта меньше и лучше условия освещения прямыми солнечными лучами;

- участок, на котором установлены актинометрические датчики (в дальнейшем – площадка), должен быть горизонтальным, ровным, покрытым однородной естественной растительностью, характерной для данной местности;

- высота травы на площадке должна быть не более 20 см, в случае превышения ее скашивают или подстригают; в зимнее время должно сохраняться естественное состояние снежного покрова;

- ходить по площадке допускается только по узким дорожкам, проложенным к приборам.

После затвердения раствора на верхний конец основания 2 надевают насадку 4, корректируют горизонтальность стрелы 9 тремя винтами 3 и фиксируют контргайками 25. Проверяют функционирование узла поворота насадки на основании 2 при отпущенном винте 5, узла поворота на 180° стрелы 9 в направляющей трубе 10 при оттянутом фиксаторе 6 и надежность фиксации стрелы в этом положении, а также узла поворота и фиксации оси 21 в стреле 9 при отпущенном винте 7.

Устанавливают актинометр, пиранометр, балансомер, стержень 15, теневой экран 16 над пиранометром и теневой экран 17 над балансомером. Теневые экраны должны быть обращены зачерненной стороной к датчику, а белой – к Солнцу. При этом над балансомером должен быть установлен двухслойный экран.

С северной стороны стойки ставят решетчатую подставку для обеспечения доступа к актинометру при выполнении наблюдений и техосмотра. Решетчатая конструкция выбрана из соображений обеспечения минимальных помех, вызываемых отраженной от подставки радиацией.

Соединительные провода от датчиков располагают с запасом вдоль стрелы снаружи для обеспечения возможности контроля их состояния.

Ящик для гальванометров устанавливают на закрепленном в грунте столбе. Располагают ящик узкой стороной к стойке в целях обеспечения минимально возможной подсветки датчиков радиацией, отраженной от ящика. Для оператора удобнее, если крышка ящика откидывается на восток и отсчеты по гальванометру можно снимать, находясь с западной стороны ящика.

Кабели от датчиков прокладывают в грунте, крепят к столбу с северной стороны (для уменьшения воздействия на кабель солнечной радиации) и вводят в ящик снизу.

Стойку для ручного анемометра крепят в грунте рядом с ящиком для гальванометров с северной стороны, чтобы можно было снимать отсчеты по анемометру, не отходя от ящика. Анемометр должен располагаться на такой же высоте, как и балансомер на стойке.

Стойка 2 с пиранометрами для регистрации суммарной и отраженной радиации установлена на расстоянии 11 м от восточной и 6 м от южной стороны ограды. В этом месте под пиранометром, обращенным вниз, поверхность минимально затеняется оградой и другими установками, а пиранометр, обращенный вверх, находится вблизи гелиографа и меньше всего подвергается затенению будками и мачтами.

Расшифровка обозначений: 1 – стойка для актинометра; 2 – стойка для пиранометров, предназначенных для регистрации суммарной и отраженной радиации; 3 – стойка теневая для пиранометра; 4 – стойка теневая для балансомера; 5 – стойка типа М-13а; 6 – стойка для анемометра; 7 – соединительная коробка; 8 – ящик с гальванометрами; 9 – стойка для ручного анемометра; - - - – линия прокладки кабеля

Теневая стойка 3 с пиранометром для регистрации рассеянной радиации установлена в 8 м от южной и 2 м от восточной стороны ограды, поскольку для этого датчика затенение менее опасно. В то же время в этом месте влияние радиации, отраженной от белых будок метеорологической площадки, на показания пиранометра незначительно, а сама теневая стойка достаточно удалена от других датчиков и не создает для них помех.

Стойка 1 с гелиостатом и актинометром для регистрации прямой солнечной радиации установлена на расстоянии 9 м от южной и 12 м от восточной стороны ограды. Это место менее всего подвержено затенению мачтами флюгеров и будками и в то же время максимально близко к гелиографу и стойке 2 с датчиком суммарной радиации.

Соединительная коробка 7 находится у северной границы площадки вблизи стоек с датчиками.