Actinometria este ramura meteorologiei care studiaz att identificarea fluxurilor de radiaii care se manifest n atmosfer cat i aspectele ce in de msurarea acestora. Tinand seama de importanta cunoasterii radiatiei solare ultraviolete, la Observatorul de Fizica Atmoasferei Bucuresti Afumati (44o 30, lat. N, 26o 13, long. E, h = 91 m), s-a instalat n 1994 un radiometru Eppley model TUVR de producie S.U.A. pentru nregistrarea n regim continuu a ultravioletului global. Instrumentul este instalat pe acoperisul Observatorului, la aproximativ 12 m inaltime.

Radiatia solara globala ultravioleta, indiferent de momentul din an, prezinta un mers diurn ascendent n prima parte a zilei, pana la amiaza, cnd se atingde regula, valorile maxime. In a doua parte a zilei, radiatia ultravioleta prezinta un mers descendent (figura de mai jos).

Climatul radiativPrin notiunea de climat radiativ se intelege, starea medie a componentelor radiatiei solare (directa, difuza, globala, reflectata), in relatiile lor directe cu fenomenele meteo-climatice si suprafata terestra. Dintre componentele radiatiei solare cea care inglobeaza in valorile ei influenta tuturor factorilor perturbatori, astronomici si atmosferici este radiatia solara globala, de aceea pentru a caracteriza climatul radiativ solar este obligatoriu studiul radiatiei solare globale.Radiatia solara globala (Q) este suma dintre radiatia solara directa (S) si difuza (D). Ea este prezenta prin cel putin unul din elementele sale constituente. In cazul cerului senin: Q = S + D iar in cazul cerului complet acoperit Q = D. Variatia diurna si anuala a radiatiei solare globale in Romania, este specifica latitudinilor medii (figura de mai jos) cu un maxim la amiaza si in lunile de vara (iunie iulie) si un minim la orele extreme ale zilei si in luna decembrie (solstitiul de iarna), vezi, spre exemplu.

Tipurile de radiaii:Atmosfera terestra este spaiul n cuprinsul cruia se manifest aciunea unei serii largi de fluxuri de radiaii care n cea mai mare parte i au originea n activitatea de la nivelul Soarelui.

1) Radiaia solar direct (S) reprezint fraciunea din radiaia furnizat de Soare care strbate nemodificat atmosfera i ajunge la nivelul suprafeei terestre sub forma unui fascicul de raze paralele.2) Radiaia solar difuz (D) este partea din radiaia solara care dup ce a fost difuzat (de ctre moleculele gazelor din atmosfer i de ctre suspensiile atmosferice generate de sursele poluatoare) ajunge la suprafaa Pmntului venind din toate prile bolii cereti.3) Radiaia global/totala (Q) reprezint valoarea nsumrii algebrice a radiaiei solare directe cu cea difuz. (Q=S+D)4) Radiaia reflectat (Rs) este partea din radiaia global care dup ce strbate nemodificat atmosfera i ajunge la nivelul suprafeei active subadiacente este abtut de la direcia iniial fr a suferi modificri de alt natur. Legat de noiunea de radiaie reflectat este i cea de albedou (A). Albedoul este de fapt un raport ntre radiaia reflectat i cea global exprimat n procente. formula5) Radiaia atmosferei (Ea) reprezint fluxul de radiaii pe care-l emite nencetat atmosfera. Se mai numete contraradiaia atmosferei.6) Radiaia terestr (Et) este fluxul radiativ continuu emis de ctre Pmnt.7) Radiaia efectiv (Eef) este dat de diferena dintre radiaia terestr i cea atmosferic. (Eef= Et Ea)8) Bilanul radiativ (B) este diferena dintre suma tuturor fluxurilor radiative (de und scurt sau lung) primite (absorbite) de o suprafa oarecare i suma tuturor fluxurilor radiative de und lung sau scurt cedate de ctre aceasta.B = (S+D+Ea) (Rs+Et) = Q-Rs-Eef = Q (1-A) Eef

Instrumente cu citire direct i aparate nregistratoare utilizate pentru determinarea intensitii fluxurilor radiative din atmosfer:1) Msurarea radiaiei solare directe este posibil recurgnd att la instrumente cu citire direct ct i la aparate nregistratoare (pirheliografe si radiografe).

Pirheliometrul cu compensaie electric tip Angstrm este format din:

-tubul pirheliometric, un tub care prezint un capac la un capt, capac prin care ptrund razele solare care ajung la dou lamele de manganin; are dimensiuni variabile.-dispozitivul de fixare este de fapt un suport metalic circular prevzut cu orificii n care se vor fixa uruburile care ajut la instalare.-suportul de susinere are i rolul de a asigura punerea n staie a pirheliometrului prin intermediul unui sistem compus din trei uruburi de fixare ce permit orientarea n funcie de latitudine, unghiul de nclinare a axei Pmntului i poziia aparent a Soarelui pe bolta cereasc n aa fel nct razele solare s cad perpendicular pe suprafaa terestr (pe piesa receptoare).-piesa receptoare este compus din dou lamele (plcue) extrem de fine i implicit cu o sensibilitate sporit n raport cu aciunea radiaiilor solare. Dimensiunile acestora sunt 20x2x0,02 m. Piesa receptoare este montat la partea inferioar a tubului pirheliometric numit capul pirheliometrului. Pe spatele lamelelor se gsesc puncte de sudur (lipituri fine) ale unor fire care fac legtura cu bornele unui galvanometru la care pirheliometrul va trebui conectat.

Principiul de funcionare: Plcua culisant se poziioneaz n aa fel nct radiaia solar s cad doar pe una dintre cele dou lamele pe care o nclzete n vreme ce cealalt rmne umbrit (la temperatura mediului ambiental). Dup un timp de expunere foarte scurt (15-25 secunde) ntre cele dou lamele va aprea o diferen de temperatur t ce determin apariia unui curent termoelectric sesizabil prin devierea acului galvanometrului la care pirheliometrul este conectat. Cele dou lamele se noteaz cu M i N pentru a le putea deosebi. Cantitatea de cldur pe care o recepioneaz M poate fi determinat pe baza urmtoarei relaii:QM = Is S , QM cantitatea de cldurIs intensitatea radiaiei solare directe coeficientul de absorbieS suprafaa plcuei

radiometrul MichelsonRadiometrul (actinometrul) bimetalic Michelson

c)Radiometrul (actinometrul) model RT-50 Piesa receptoare este dat de un disc de argint acoperit cu un strat (2 microni) de negru de fum. Are n componen dou rnduri de suduri, unele interioare supuse aciunii radiaiilor solare i altele exterioare umbrite.Expunerea diferit la radiaie este asigurat de configuraia tubului radiometric n sensul c acesta se ngusteaz progresiv pe msura apropierii de piesa receptoare. Astfel ptrunderea radiaiilor se face prin punerea n staie a instrumentului i detaarea capacului (durata expunerii este scurt).

Efectuarea msurtorilor presupune:- punerea n staie a instrumentului;- conectarea la bornele galvanometrului;- montarea capacului metalic i verificarea poziiei zero a galvanometrului;- detaarea capacului;- dup un timp de expunere (15-25 secunde) se face prima citire la galvanometru;- se procedeaz la fel i la urmtoarele dou msurtori cu un interval de pauza ntre ele de 10-15 secunde;- la final se pune din nou capacul metalic i se verific poziia zero a galvanometrului;- se face media aritmetic a celor trei citiri care va fi folosit n formula de calcul a radiometrului.

d) Radiometrul (actinometrul) termoelectric Savinov-Janisewskie) Pirheliometrul calorimetric Michelson

MASURAREA PRESIUNILOR2.1. Notiuni generalePresiunea este un parametru de stare dintre cei mai importanti care caracterizeaza starea unui fluid. Ea se defineste ca fiind raportul dintre forta cu care un fluid actioneaza asupra unei suprafete si aria acesteia. intr-un punct al fluidului considerat ca mediu continuu, presiunea este independenta de orientarea suprafetei pe care se exercita, avind aceeasi valoare in toate directiile. Suprafetele orizontale sunt plane de presiune statica egala. in cazul fluidelor inchise intr-un recipient, presiunea este independenta de forma geometrica a acestuia.In interiorul fluidelor fiecare strat serveste drept suport pentru toate straturile de deasupra lui. In cazul lichidelor presiunea determinata de aceste straturi poarta denumirea de presiune hidrostatica. Gazele fiind compresibile, actiunea dintre straturile care le compun face ca densitatea sa fie cu atit mai mare cu cit stratul este plasat mai jos. Prin urmare si presiunea statica a gazului va creste in acelasi sens. in practica, intrucit densitatea gazelor este foarte mica in comparatie cu cea a lichidelor, se poate considera ca presiunea gazelor dintr-un recipient este aceeasi in orice punct al acestuiaIn natura si in instalatiile tehnice pot exista diferite tipuri de presiuni:a) presiunea atmosferica pb. Presiunea exercitata de invelisul gazos care inconjoara globul terestru poarta denumirea de presiune atmosferica sau presiune barometrica. Aceasta variaza cu: altitudinea (datorita greutatii aerului), cu starea vremii (data de deplasarea maselor de aer atmosferic) si cu pozitia geografica de pe globul terestru. Variatia densitatii aerului functie de presiune a condus la necesitatea de a stabili o presiune de referinta numita presiune normala, aceasta fiind presiunea corespunzatoare nivelului marii la latitudinea de 45osi temperatura de 0oC si care are valoarea pN= 760 mmHg = 101325 Pa;b) presiunea absoluta pa. Presiunea absoluta reprezinta presiunea unui fluid considerata fata de zero absolut de presiune. Este presiunea care se utilizeaza in toate relatiile termotehnice;c) suprapresiunea ps. Cind in instalatiile tehnice presiunea absoluta este mai mare decit presiunea atmosferica, diferenta dintre acestea poarta denumirea de suprapresiune sau presiune manometrica;d) depresiune pV. Cind in instalatiile tehnice presiunea absoluta este mai mica decit presiunea atmosferica, diferenta dintre acestea poarta numele de depresiune, subpresiune, vacuum sau presiune vacuummetrica. Vidul, exprimat in procente din presiunea atmosferica, este:[%]. (2.1)Suprapresiunea si depresiunea, fiind exprimate in raport cu presiunea atmosferica, se mai numesc si presiuni relative.Presiunile precizate anterior pot fi reprezentate schematic in figura 2.1, relatiile de legatura dintre acestea fiind urmatoarele:

Fig.2.1. Schema domeniilorde masurare a presiunilor.1. in cazul suprapresiunilor:pa= pb+ps , (2.2)2. in cazul depresiunilor:pa= pb pv , (2.3)e) presiunea statica pst.Presiunea statica reprezinta presiunea care se exercita pe suprafata plana de separare dintre doua mase de fluid aflate in miscare;f) presiunea totala ptot. Daca intr-un curent de fluid se introduce un obstacol viteza fluidului devine zero iar intreaga energie cinetica specifica a fluidului se manifesta sub forma de presiune. Presiunea din acest punct de oprire (de stagnare) poarta denumirea de presiune totala;g) presiunea dinamica pdin. Presiunea dinamica se defineste ca diferenta dintre presiunea totala si cea statica dintr-o sectiune transversala printr-un curent de fluid,pdin= ptot- pst, (2.4)fiind functie de viteza w si densitateara fluidului prin relatia:pdin= (2.5)2.2. Descrierea aparatelor de masurat presiuneaClasificarea aparatelor de masurat presiunea este data in tabelul 2.1.Tabelul 2.1Clasificarea aparatelor de masurat presiuneaCriteriul declasificareTipul aparatului

Dupa principiulde functionarecu lichid- cu tub in forma de U- cu tub si rezervor:cu tub verticalcu tub inclinat- micromanometre cu compensare (Askania)- cu doua lichide manometrice- diferentiale

cu elementelastic- cu tub Bourdon- cu membrana- cu capsula- cu burduf

cu pistonsi greutati- simplu- cu piston diferential- cu piston echilibrat

Electrice- cu traductoare electrice (rezistive, inductive,tensometrice, piezoelectrice, capacitive)- cu traductoare pneumatice- cu traductoare de presiune utilizate in sistemelede reglare automate

Tabelul 2.1.Continuare,Criteriul declasificareTipul aparatului

Combinate- cu plutitor- cu tor oscilant- indicatoare de vid- cu clopot- diferentiale

Dupa su-bordonareametrologica- etaloane- de lucru

In raport cupresiuneaatmosferica- manometre si micromanometre care masoara suprapresiuni- vacuummetre si microvacuummetre care masoara depresiuni- manovacuummetre si micromanovacuummetre caremasoara atit suprapresiuni cit si depresiuni

Dupa afisarearezultatuluimasurat- indicatoarecu indicare continuacu indicare discontinua- inregistratoare- indicatoare- inregistratoare

Dupadomeniulde presiune- de presiune relativa (manometre, vacuummetre,manovacuummetre)- de presiune absoluta joasa (de compresie, termoelectrice, cuionizare, radioactive)

Dupa loculde masurare- cu indicare locala- cu transmitere la distanta a indicatiei

Dupa tipulprotectiei- care lucreaza in conditii normale (obisnuite)- cu protectii speciale (impotriva fluidelor corosive, presiuni-lor pulsatorii, socurilor de presiune, temperaturilor mari, etc.)

Aparate cu lichid

Avind o constructie simpla, aparatele cu lichid se utilizeaza pe scara larga pentru masurarea presiunilor. Principiul de functionare se bazeaza pe legea fundamentala a hidrostaticii, comparindu-se presiunea de masurat cu presiunea hidrostatica a unei coloane de lichid (mercur, apa, alcool etilic etc.). Se utilizeaza pentru masurarea suprapresiunilor (manometre), depresiunilor (vacuummetre), suprapresiunilor si depresiunilor (manovacuummetre) si diferentelor de presiune (manometre diferentiale).1)Aparate cu tub U. Constructiv, sunt cele mai simple aparate fiind compuse dintr-un suport rigid 1 pe care sunt fixate cele doua brate ale tubului din sticla 2 si scara gradata 3 (fig.2.2).Fig.2.2. Manometru cu tub U.

In cazul majoritatii aparatelor, intreg ansamblul este protejat de o cutie metalica 4 prevazuta cu sticla de protectie. La partea superioara se pot prevedea doua robinete de izolare 5 si un robinet pentru egalizarea presiunilor 6. Daca nivelul lichidului in ambele ramuri ale tubului este acelasi, presiunea din rezervor va fi egala cu presiunea atmosferica (fig.2.3.,a). Considerind echilibrul coloanei de lichid manometric la nivelul A-A (fig.2.3,b), presiunile din cele doua ramuri, exprimate in unitati de lungime ale coloanei de lichid, vor fi egale rezultind:pa= pb+h , (2.6)unde h este presiunea hidrostatica data de greutatea coloanei de lichid dintre cele doua nivele, exprimata in unitati de lungime ale coloanei de lichid. Comparind relatia (2.6) cu relatia (2.2) rezulta h = ps, aparatul masurind in acest caz o suprapresiune.Asemanator, montajele din figurile 2.3, c, d, servesc pentru masurarea depresiunilor pvrespectiv a diferentelor de presiune dintre doua rezervoareDp.2)Aparate cu rezervor si tub vertical. Acestea inlatura inconvenientul care apare la aparatele cu tub U datorita necesitatii a douaFig.2.3. Moduri deutilizare atubului U.

citiri, dificultati care cresc mai ales cind presiunea variaza. Principial, aceste aparate sunt construite la fel ca cele de tip U, unul dintre tuburi fiind insa inlocuit cu un rezervor de sectiune mult mai mare decit sectiunea celuilalt tub (fig.2.4).Fig.2.4. Manometru curezervor si tub vertical.

Valoarea presiunii este data de relatia :p = pa- pb=rgh =rgh1, (2.7)unde:h1este nivelul lichidului manometric fata de reperul zero al scariigradate;h - diferenta dintre nivelul lichidului din tub si cel din rezervor.in practica se alege D>>d astfel incit influenta raportului d2/ D2sa poata fi neglijata.3)Aparate cu rezervor si tub inclinat. Aceste aparate, numite si micromanometre, se utilizeaza pentru masurarea presiunilor sau a depresiunilor reduse de ordinul milimetrilor coloana de apa.Spre deosebire de aparatele cu rezervor si tub vertical, la aceste aparate tubul este inclinat fata de orizontala cu un unghiaputindu-se obtine deplasari mari ale lichidului manometric in tub la presiuni reduse.Relatia (2.7) este valabila si in cazul acestor aparate. Din figura 2.5 rezulta:h1= lsina, (2.8)unde l este lungimea coloanei de lichid din tub fata de reperul zero.Fig.2.5. Micromanometrucu tub inclinat. Principiude functionare.

Neglijind influenta raportului d2/ D2rezulta:p =rgh1=rglsina= kgl[N/m2], (2.9)sau:p = kl[mm H2O], (2.10)unde k =rsinaeste o constanta pentru o anumita valoare a unghiuluia, ea fiind inscrisa pe sectorul circular 1 al aparatului (fig.2.6) .Aparatul se compune dintr-un postament 2 pe care este montat rezervorul 3 care se afla in comunicatie cu tubul din sticla 4. Tubul se poate roti in plan vertical prin intermediul bucsei 5, pozitia acestuia fiind fixata pe sectorul circular 1 cu ajutorul unei armaturi si a unei tije 6. Cu ajutorul suruburilor 7 si 8 si a nivelelor 9 si 10 se realizeaza reglarea la zero a aparatului.Fig.2.6.Micromanovacuum-metru cu rezervor situb inclinat.

b)Aparate cu element elasticAparatele cu element elastic de masurare au o raspindire larga in cele mai diverse ramuri ale tehnicii avind un domeniu foarte intins de masurare, de la presiuni de ordinul milimetrilor coloana de apa pina la mai mult de 10.000 bar. Sunt in acelasi timp robuste, constructia elementului de masurare precum si manipularea fiind simpla, iar precizia satisfacatoare. Elementul elastic poate fi de tip tub Bourdon (simplu, dublu curbat, elicoidal, spiralat etc.), membrana, capsula sau burduf.Principiul de functionare al acestor aparate se bazeaza pe deformarea elastica sub actiunea suprapresiunii asupra suprafetei active a unui element de masurare. Majoritatea acestor aparate au elementul elastic de tip tub Bourdon (fig.2.7). Suprapresiunea determina deplasarea capatului liber altubului 1 transmitind miscarea prin intermediul unei tije 2 si a unui sistemFig.2.7. Manometru cutub simplu curbat.

dintat 3 la un ac indicator 4 care se deplaseaza in fata unei scari gradate 5.Manometrele cu membrana (fig.2.8) au elementul sensibil constituit dintr-o membrana de otel 1 cu ondulatii circulare concentrice. Sub actiunea suprapresiunii, membrana se curbeaza in sus iar sub actiunea depresiunii aceasta se curbeaza in jos.Printr-o tija 2 legata de centrul membranei 3 si a unui angrenaj 4, miscarea se transmite unui ac indicator 5.Fig.2.8. Manometru cumembrana.

Capsula (fig.2.9), ca element de masurare, poate fi cu actiune unilaterala sau bilaterala, fiind formata din doua membrane lipite intre ele, care permit deformarea datorita actiunii presiunii.Fig.2.9. Modul de lucru a uneicapsule manometrice.

Burduful elastic (fig.2.10) se mai numeste si tub ondulat. Este formatdintr-un tub cilindric cu ondulatii uniforme. Supus la actiunea presiunilor din interiorul si exteriorul lui, inaltimea acestuia va creste sau va scadea, determinind deplasarea acului indicator.Fig.2.10. Modul de lucrua unui element elastic tipburduf pentru manometre.

c)Aparate cu piston si greutatiAparatele cu piston si greutati se utilizeaza in special ca aparate etalon datorita performantelor deosebite ale acestora. Principiul de functionare se bazeaza pe legea lui Pascal, presiunea lichidului manometric din interiorul cilindrului 1 (fig.2.11) fiind echilibrata de presiunea data deFig.2.11. Manometru cu piston.

piesele calibrate 2, care se aseaza pe talerul 3 al pistonului 4. La echilibru, valoarea presiunii este data de relatia: , (2.11)unde G este suma fortelor corespunzatoare greutatilor pistonului cu taler si apieselor calibrate asezate pe acesta, in N;Aa aria activa a pistonului, in m2;r1, r2 raza pistonului respectiv a cilindrului, in m.d)Aparate cu traductoare electrice si pneumatice,Partile principale ale unor astfel de aparate sunt: 1- elementul sensibil, asupra caruia actioneaza presiunea de masurat, el putind fi: element elastic, tub U, rezervor si tub, tor oscilant, vase cu plutitor, clopot etc. ; 2- traductorul, care preia de la elementul sensibil marimea rezultata prin aplicarea presiunii de masurat si o converteste intr-o marime electrica sau pneumatica; 3- aparatul de masurat, care masoara valoarea marimii electrice, indicatia fiind data in unitati de presiune.Aceste aparate sunt utilizate indeosebi pentru transmiterea la distanta a indicatiilor. Traductoarele utilizate pentru masurarea presiunii pot fi: rezistive, inductive, tensometrice, piezoelectrice, capacitive, pneumatice, cu radiatii etc.