Вимірювання озону за допомогою універсального озонометра М-83.

Універсальний озонометр М-83, розроблений Гущиним Г.П., складається з фотометра, вимірювального пульту і блоку живлення (рис.10.1). Процес вимірювання складається з вимірювання по черзі інтенсивності ультрафіолетового випромінення в смузі поглинання озону і поза цієї смуги.

Рис.10.1 Універсальний озонометр М-83: а – пульт; б – фотометр; в – блок живлення.

Оптична схема фотометра має два ідентичних оптичних канали: один (лівий) використовується для вимірювання за Сонцем, інший (правий) – для вимірювання за Місяцем і зеніту неба (рис.10.2).

Радіація з атмосфери, обмежена діафрагмами 1 і 3 тубуса, проходить через захисну кварцову пластинку 2 і світлофільтри 4, вмонтовані в непрозорий диск 6, і попадає (в залежності від положення світлофільтра) на вікно фотоелемента 9 або на фотомножник 10.     Рис.10.2 Оптична схема фотометра: 1 і 3 – діафрагми; 2 – кварцова пластинка; 4 – світлофільтр; 5 – вісь; 6 – диск; 7 – ковпачок; 8 – лампочка; 9 – фотоелемент; 10 – фотомножник.

При повороті диску 6 (рукояткою осі 5) один з світлофільтрів 4 установлюється проти фотоелемента 9 (при цьому канал до фотомножника перекритий диском 6) або проти фотомножника 10 (фотоелемент перекритий диском). Лампочка 8 при контрольних вимірюваннях служить джерелом радіації, освітлюючи через щілини ковпачка 7 фотоелемент і фотомножник.

В диску 6 установлені три світлофільтри. Один для пропускання променів світла з довжиною хвилі в області смуги поглинання озону з максимумом пропускання 314 Нм і два для хвиль поза смуги поглинання озону з максимумом пропускання 369 і 530 Нм (останній використовується при контрольних вимірюваннях). В нових моделях озонометра установлені фільтри з полосою пропускання 306, 330 і 356 Нм. На передній стінці корпусу фотометра (рис.10.2) закріплені приймальні тубуси двох оптичних каналів фотометра (тубуси закриваються знімальними ковпачками). Під ними знаходиться рукоятка, за допомогою якої повертають диск з світлофільтрами. Корпус фотометра установлений в скобі триноги. Фотометр установлюють за рівнем за допомогою трьох опорних гвинтів триноги. Фотометр при вимірюванні наводять тубусами на Сонце, Місяць або в зеніт, обертаючи головки двох мікрометрених пристроїв, плавно повертаючи його корпус в горизонтальній і вертикальній площинах, груба наводка робиться від руки (відмикаючи мікрометренні механізми повороту корпусу натиском їх головок).

На верхній частині корпусу фотометра закріплений візир з ціликом для наведення приладу (на Сонце чи Місяць).

На нижній стінці корпусу закріплені штепсельні гнізда кабелів для підключення датчика до вимірювального пульта і блоку живлення.

Показання приладу залежать від температури фотометра (головним чином від температури його світлофільтрів), тому температура вимірюється термометром, який знаходиться всередині корпусу, і враховується при обробці результатів вимірювань.

На рис.10.3 наведена принципова електрична схема озонометра.

Фотометр містить фотомножник , на який направляється радіація при нічних (світло місяця) і денних (по ясному і хмарному зеніту) вимірюваннях, і фотоелемент , на який направляється радіація при денних вимірюваннях по прямому випроміненню Сонця. Фотоелемент підключений до підсилювача постійного струму, який виконаний на лампі . Підсилення регулюється за допомогою перемикача , що вмикає послідовно фотоелементу той чи інший опір . При цьому змінюється коефіцієнт підсилення.

Лампа розжарення служить джерелом випромінення при контрольних вимірюваннях. Фотометр за допомогою кабелів зі штепсельними гніздами і з’єднується з вимірювальним пультом, а і - з блоком живлення. У вимірювальному пульті є вимірювальний прилад (мікроамперметр, що використовується також при контролі напруги живлення), тумблери і перемикачі , які служать для увімкнення приладу у вимірювальні ланцюги фотоелемента, фотомножника або в ланцюги живлення при контролі напруги, а також для увімкнення живлення від батарей , . Потенціометр дозволяє установлювати нуль у вимірювальному

ланцюзі, а потенціометри , і - установлювати напругу живлення анодних і розжарених ланцюгів за номіналами, вказаними в паспорті приладу.

Рис.10.3 Електрична схема озонометра М-83.

Блок живлення містить батареї і для живлення фотомножника і ламп (розташованою всередині фотометра) і (зовнішньої), підключеної через гніздо . За допомогою тумблерів робиться увімкнення живлення і замикання вимірювальних ланцюгів.

Мікроамперметр служить для контроля напруги живлення і проведення вимірювань. Напруга живлення регулюється реостатами і .

Вимірювальний пульт і блок живлення змонтовані в металевих корпусах з верхніми лицьовими панелями, які закриваються кришками (рис.10.2). На панелі пульту знаходяться мікроамперметр, годинник і рукоятки чотирьох тумблерів і двох потенціометрів, призначення яких вказують надписи на панелі.

На панелі блоку живлення знаходяться мікроамперметр і рукоятки тумблерів, і потенціометрів для увімкнення живлення контролю напруги та його регулювання. На панелі біля рукояток є надписи, що вказують їхнє призначення.

На задніх стінках пульту і блоку живлення закріплені штепсельні гнізда для підключення з’єднувальних кабелів.

Вимірювання озону проводиться щогодини, при висотах Сонця і Місяця не менше 10°.

Вимірювання за Сонцем проводяться в ясні дні при наявності хмар з розривами, а також коли Сонце просвічує крізь пір'ясті хмари, а за випроміненням Місяця – в ясні ночі, коли видно більше половини диску Місяця. Вимірювання не проводяться при метеорологічній дальності видимості менше 4 км, при опадах і при швидкостях вітру більше 15 м/с.

При вимірюваннях по черзі визначаються показання приладу з фільтрами в смузі поглинання озону і з фільтром поза смуги поглинання (кожне значення визначається як середнє з трьох вимірювань).

Обробка даних вимірювань робиться за допомогою спеціальних номограм за обчисленими значеннями і по висоті Сонця (Місяця). - коефіцієнт, що визначається при градуюванні озонометра і залежить від температури озонометра (його значення наводяться в паспорті озонометра).

Систематично (чотири рази на місяць) проводяться контрольні вимірювання. Для цієї мети використовуються лампочки і (рис.10.3). Внутрішня лампа закрита ковпачком, що має два отвори. Через менший можна освітлити фотомножник, а через більший - фотоелемент. Зовнішня лампа змонтована в тубусі 1, який вставляється в тубус 2 (попередньо з тубусу вигвинчується діафрагма). За допомогою зовнішньої лампи проводиться контроль всього озонометра. Контрольні вимірювання проводять у приміщенні з стійким температурним режимом не раніше ніж після двохгодинного перебування в ньому озонометра.

Повторні повірки озонометра повинні проводитися не рідше ніж один раз в 2 роки.

Дата добавления: 2015-10-13