పైరిలియోమీటర్ మరియు పైరనోమీటర్ ఉపయోగించి సౌర వికిరణ కొలత పద్ధతులు

భూమిని వెచ్చగా ఉంచడానికి తగిన ఉష్ణ శక్తిని అందించే సూర్యుడి కారణంగా భూమిపై జీవితం నిలబడి ఉందని మనందరికీ తెలుసు. ఈ శక్తిని సూర్యుడు విద్యుదయస్కాంత వికిరణం రూపంలో పంపిణీ చేస్తాడు, దీనిని సాధారణంగా సౌర వికిరణం అంటారు. కొన్ని రేడియేషన్ మానవులకు ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది, మరొక రేడియేషన్ అన్ని జీవితాలకు హానికరం.

భూమి యొక్క ఉపరితలంపై సౌర వికిరణాన్ని చేరుకోవటానికి అది వాతావరణం గుండా వెళ్ళాలి, అక్కడ అది గ్రహించి, చెల్లాచెదురుగా, ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు ప్రసారం అవుతుంది, దీని ఫలితంగా శక్తి ప్రవాహ సాంద్రత తగ్గుతుంది. ఈ తగ్గింపు చాలా ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే ఎండ రోజున 30% కంటే ఎక్కువ నష్టం సంభవిస్తుంది మరియు మేఘావృతమైన రోజున ఇది 90% అధికంగా ఉంటుంది. కాబట్టి వాతావరణం ద్వారా భూమి యొక్క ఉపరితలం చేరుకునే గరిష్ట రేడియేషన్ ఎప్పుడూ 80% కంటే ఎక్కువగా ఉండదు.

సౌర ప్రవాహాన్ని కొలవడం చాలా ముఖ్యం, ఎందుకంటే ఇది భూమిపై జీవన ప్రాతిపదిక మరియు ఎలక్ట్రానిక్స్, పంటలు, మందులు, సౌందర్య సాధనాలు మొదలైన వాటికి సంబంధించినది కాదా అని అనేక ఉత్పత్తులను నిర్మించడంలో ఉపయోగిస్తారు. ఈ ట్యుటోరియల్‌లో, సౌర వికిరణం మరియు దాని గురించి తెలుసుకుంటాము కొలత మరియు పిర్హెలియోమీటర్ మరియు పైరనోమీటర్ అనే రెండు అత్యంత ప్రాచుర్యం పొందిన సౌర శక్తి కొలిచే సాధనాల గురించి కూడా నేర్చుకుంటారు .

బీమ్ రేడియేషన్ మరియు డిఫ్యూజ్ రేడియేషన్

ఉపరితలంపై మనం గ్రహించే రేడియేషన్ ప్రత్యక్ష రేడియేషన్ మరియు సూర్యుని యొక్క పరోక్ష రేడియేషన్. సూర్యుడి నుండి నేరుగా వచ్చే రేడియేషన్ ప్రత్యక్ష రేడియేషన్ మరియు దీనిని బీమ్ రేడియేషన్ అంటారు. అన్ని దిశల నుండి (అణువులు, కణాలు, జంతు వస్తువులు మొదలైన వాటి నుండి ప్రతిబింబిస్తుంది) భూమి యొక్క ఉపరితలానికి పంపబడే చెల్లాచెదురైన మరియు ప్రతిబింబించే రేడియేషన్ పరోక్ష రేడియేషన్ మరియు దీనిని వ్యాప్తి రేడియేషన్ అంటారు. మరియు రెండింటి మొత్తం, పుంజం మరియు వ్యాప్తి రేడియేషన్, ప్రపంచ రేడియేషన్ లేదా మొత్తం రేడియేషన్ అని నిర్వచించబడింది.

బీమ్ రేడియేషన్ మరియు డిఫ్యూస్ రేడియేషన్ మధ్య తేడాను గుర్తించడం చాలా ముఖ్యం ఎందుకంటే బీమ్ రేడియేషన్ కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది, అయితే విస్తరణ రేడియేషన్ సాధ్యం కాదు. బీమ్ రేడియేషన్ మరియు వ్యాప్తి చెందుతున్న రేడియేషన్‌ను కొలవడానికి ఉపయోగించే అనేక సౌర వికిరణ కొలత సాధనాలు ఉన్నాయి.

ఇప్పుడు దిగువ రేఖాచిత్రంలో విద్యుదయస్కాంత వికిరణం యొక్క వర్ణపటాన్ని చూద్దాం.

మొత్తం స్పెక్ట్రంలో, సౌర ప్రవాహాన్ని లెక్కించడానికి UV కిరణాల నుండి IR కిరణాల వరకు తరంగదైర్ఘ్యాలను మాత్రమే మేము పరిగణిస్తాము, ఎందుకంటే సూర్యుడి నుండి అధిక-పౌన frequency పున్య తరంగాలు ఉపరితలానికి చేరవు మరియు IR తరువాత తక్కువ-పౌన frequency పున్య వికిరణం నమ్మదగినది కాదు. కాబట్టి సౌర వికిరణం లేదా ఫ్లక్స్ సాధారణంగా UV కిరణాలను IR కిరణాలకు కొలుస్తారు మరియు వాయిద్యాలు కూడా అలాంటి విధంగా రూపొందించబడతాయి.

సౌర వికిరణ కొలత సాధనాలు రెండు రకాలు:

1. పైర్లియోమీటర్
2. పైరనోమీటర్

ఈ పరికరాల పనిలోకి వెళ్ళే ముందు మీరు పరికరాలను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు ఉపయోగించే కొన్ని భావనలను అర్థం చేసుకోవాలి. కాబట్టి ఇప్పుడు ఆ భావనలను పరిశీలిద్దాం.

బ్లాక్ బాడీ రేడియేషన్

ఒక నల్ల శరీరం సాధారణంగా వాతావరణంలోకి దేనినీ విడుదల చేయకుండా అన్ని రేడియేషన్లను గ్రహిస్తుంది మరియు స్వచ్ఛమైన నల్ల శరీరం శోషణను మరింత పరిపూర్ణంగా చేస్తుంది. వాస్తవం ఏమిటంటే, ఇప్పటి వరకు ఖచ్చితమైన నల్ల శరీరం లేదు, కాబట్టి మేము సాధారణంగా రెండవ ఉత్తమమైన వాటి కోసం స్థిరపడతాము. నల్ల శరీరం రేడియేషన్ను గ్రహించిన తరువాత రేడియేషన్ శక్తి అయినందున అది వేడెక్కుతుంది మరియు శోషణ తరువాత, శరీరంలోని అణువుల నుండి నిష్క్రమిస్తుంది. ఈ బ్లాక్‌బాడీని సూర్య వికిరణ కొలత సాధనాల్లో ప్రధాన భాగం వలె ఉపయోగిస్తారు. నల్ల శరీరానికి ఎదురుగా, తెల్లటి శరీరం దానిపై పడే అన్ని రేడియేషన్లను తిరిగి వాతావరణంలోకి ప్రతిబింబిస్తుంది, అందుకే వేసవిలో తెల్లని బట్టలు ధరించడం మనకు మరింత సుఖంగా ఉంటుంది.

థర్మోకపుల్

థర్మోకపుల్ అనేది చిత్రంలో చూపిన విధంగా వేర్వేరు పదార్థాలతో తయారు చేసిన రెండు కండక్టర్లను ఉపయోగించి నిర్మించిన ఒక సాధారణ పరికరం.

ఇక్కడ రెండు తీగలు రెండు జంక్షన్లతో లూప్ ఏర్పడటానికి అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి మరియు ఈ జంక్షన్లను 'A' & 'B' గా నియమించారు. ఇప్పుడు ఒక కొవ్వొత్తి జంక్షన్ 'ఎ' దగ్గరకు తీసుకురాగా, జంక్షన్ 'బి' ఒంటరిగా మిగిలిపోయింది. కొవ్వొత్తి 'ఎ' వద్ద జంక్షన్ ఉండటంతో దాని ఉష్ణోగ్రత గణనీయంగా పెరుగుతుంది, జంక్షన్ బి గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద చల్లగా ఉంటుంది. ఈ ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం కారణంగా, ' సీబెక్ ప్రభావం' ప్రకారం జంక్షన్లలో వోల్టేజ్ (సంభావ్య వ్యత్యాసం) కనిపిస్తుంది. సర్క్యూట్ మూసివేయబడినందున, చిత్రంలో చూపిన విధంగా ప్రస్తుత 'I' సర్క్యూట్ గుండా ప్రవహిస్తుంది మరియు ఈ ప్రవాహాన్ని కొలవడానికి మేము సిరీస్‌లో ఒక అమ్మీటర్‌ను అనుసంధానిస్తాము. లూప్‌లోని ప్రస్తుత 'I' యొక్క పరిమాణం ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసానికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉందని గుర్తుంచుకోవడం ముఖ్యంజంక్షన్ల వద్ద, కాబట్టి అధిక ఉష్ణోగ్రత తేడాలు కరెంట్ యొక్క అధిక పరిమాణానికి కారణమవుతాయి. కాబట్టి అమ్మీటర్ యొక్క పఠనం పొందడం ద్వారా, మేము జంక్షన్లలో ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసాన్ని లెక్కించవచ్చు.

ఇప్పుడు బేసిక్స్ కవర్ చేసిన తరువాత, సౌర వికిరణ కొలత పరికరాల నిర్మాణం మరియు పనిని పరిశీలిద్దాం.

పైర్లియోమీటర్ పని మరియు నిర్మాణం

పైర్హెలియోమీటర్ అనేది సాధారణ సంఘటనల వద్ద ప్రత్యక్ష పుంజం రేడియేషన్‌ను కొలవడానికి ఉపయోగించే పరికరం. దీని బాహ్య నిర్మాణం టెలిస్కోప్ యొక్క చిత్రాన్ని ప్రొజెక్ట్ చేసే పొడవైన గొట్టం వలె కనిపిస్తుంది మరియు ప్రకాశాన్ని కొలవడానికి లెన్స్‌ను సూర్యుడికి సూచించాలి. ఇక్కడ మనం పైర్హెలియోమీటర్ యొక్క పని సూత్రం మరియు దాని నిర్మాణం నేర్చుకుంటాము.

పైర్లియోమీటర్ యొక్క ప్రాథమిక నిర్మాణాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి, క్రింద చూపిన రేఖాచిత్రాన్ని చూడండి.

ఇక్కడ లెన్స్ సూర్యుని వైపు చూపబడుతుంది మరియు రేడియేషన్ లెన్స్, ట్యూబ్ గుండా వెళుతుంది మరియు చివరికి దిగువన ఉన్న నల్ల వస్తువుపై పడుతుంది. ఇప్పుడు మనం మొత్తం అంతర్గత నిర్మాణాన్ని మరియు సర్క్యూట్‌ను సరళమైన రీతిలో గీస్తే అది క్రింద కనిపిస్తుంది.

సర్క్యూట్లో, నల్ల శరీరం లెన్స్ నుండి పడే రేడియేషన్ను గ్రహిస్తుందని మరియు ఇంతకుముందు చర్చించినట్లుగా ఒక పరిపూర్ణ నల్ల శరీరం దానిపై పడే ఏదైనా రేడియేషన్‌ను పూర్తిగా గ్రహిస్తుంది, కాబట్టి ట్యూబ్‌లోకి వచ్చే రేడియేషన్ పూర్తిగా నల్ల వస్తువు ద్వారా గ్రహించబడుతుంది. రేడియేషన్ గ్రహించిన తర్వాత శరీరంలోని అణువుల మొత్తం ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతున్నందున ఉత్సాహంగా ఉంటుంది. ఈ ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల థర్మోకపుల్ జంక్షన్ 'ఎ' ద్వారా కూడా అనుభవించబడుతుంది. ఇప్పుడు అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద థర్మోకపుల్ యొక్క జంక్షన్ మరియు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద జంక్షన్ 'బి' తో, థర్మోకపుల్ యొక్క పని సూత్రంలో చర్చించినట్లుగా ప్రస్తుత ప్రవాహం దాని లూప్‌లో జరుగుతుంది. లూప్‌లోని ఈ ప్రవాహం సిరీస్‌లో ఉన్న గాల్వనోమీటర్ ద్వారా కూడా ప్రవహిస్తుంది మరియు తద్వారా దానిలో విచలనం ఏర్పడుతుంది. ఇదివిచలనం ప్రస్తుతానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, ఇది జంక్షన్లలో ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

విచలనం α లూప్ లో ప్రస్తుత α జంక్షన్ వద్ద ఉష్ణోగ్రత తేడా.

ఇప్పుడు మేము సర్క్యూట్ సహాయంతో గాల్వనోమీటర్‌లో ఈ విచలనాన్ని రద్దు చేయడానికి ప్రయత్నిస్తాము. విచలనాన్ని రద్దు చేయడానికి పూర్తి ప్రక్రియ దశల వారీగా వివరించబడింది.

• మొదట, ప్రస్తుత ప్రవాహాన్ని ప్రారంభించడానికి సర్క్యూట్లో స్విచ్ని మూసివేయండి.
• ప్రస్తుత ప్రవాహాలు ఇలా ఉన్నాయి,

బ్యాటరీ -> స్విచ్ -> మెటల్ కండక్టర్ -> అమ్మీటర్ -> వేరియబుల్ రెసిస్టర్ -> బ్యాటరీ.

• ఈ ప్రవాహం మెటల్ కండక్టర్ ద్వారా ప్రవహించడంతో దాని ఉష్ణోగ్రత కొంతవరకు పెరుగుతుంది.
• మెటల్ కండక్టర్‌తో సంబంధం ఉన్నందున జంక్షన్ 'బి' ఉష్ణోగ్రత కూడా పెరుగుతుంది. ఇది జంక్షన్ 'ఎ' మరియు జంక్షన్ 'బి' మధ్య ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసాన్ని తగ్గిస్తుంది.
• ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం తగ్గినందున, థర్మోకపుల్‌లో ప్రస్తుత ప్రవాహం కూడా తగ్గుతుంది.
• విచలనం ప్రస్తుతానికి అనులోమానుపాతంలో ఉన్నందున గాల్వనోమీటర్ యొక్క విచలనం కూడా తగ్గుతుంది.
• సారాంశంలో, మనం చెప్పగలం- మెటల్ కండక్టర్‌లోని కరెంట్‌ను మార్చడానికి రియోస్టాట్‌ను సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా గాల్వనోమీటర్‌లోని విచలనాన్ని తగ్గించవచ్చు.

గాల్వనోమీటర్ విచలనం పూర్తిగా శూన్యమయ్యే వరకు ఇప్పుడు రియోస్టాట్‌ను సర్దుబాటు చేస్తూ ఉండండి. ఇది జరిగిన తర్వాత మేము మీటర్ల నుండి వోల్టేజ్ మరియు ప్రస్తుత రీడింగులను పొందవచ్చు మరియు నల్ల శరీరం గ్రహించిన వేడిని నిర్ణయించడానికి ఒక సాధారణ గణన చేయవచ్చు. రేడియేషన్ను నిర్ణయించడానికి ఈ లెక్కించిన విలువను ఉపయోగించవచ్చు, ఎందుకంటే నల్ల శరీరం ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే వేడి నేరుగా రేడియేషన్‌కు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ఈ రేడియేషన్ విలువ మరొకటి కాదు, ఇది ప్రత్యక్ష బీమ్ సౌర వికిరణం. మరియు దీనితో, పైర్లియోమీటర్ యొక్క పనిని మేము ముగించవచ్చు.

పైరనోమీటర్ పని మరియు నిర్మాణం

పైరనోమీటర్ అనేది బీమ్ రేడియేషన్ మరియు వ్యాప్తి రేడియేషన్ రెండింటినీ కొలవడానికి ఉపయోగించే ఒక పరికరం. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఇది మొత్తం అర్ధగోళ వికిరణాన్ని కొలవడానికి ఉపయోగిస్తారు (ఒక సమాంతర ఉపరితలంపై బీమ్ ప్లస్ వ్యాప్తి చెందుతుంది). ఇక్కడ మనం పైరనోమీటర్ పని సూత్రం మరియు దాని నిర్మాణం గురించి నేర్చుకుంటాము .

పరికరం UFO సాసర్ లాగా కనిపిస్తుంది, ఇది దాని ప్రయోజనం కోసం సరిపోయే ఉత్తమ ఆకారం. ఈ పరికరం ఇతరులకన్నా ఎక్కువ ప్రాచుర్యం పొందింది మరియు ఈ రోజుల్లో చాలావరకు సౌర వనరుల డేటాను ఉపయోగించి కొలుస్తారు. పైరనోమీటర్ యొక్క అసలు చిత్రం మరియు అంతర్గత నిర్మాణాన్ని మీరు క్రింద చూడవచ్చు.

​

ఇక్కడ చుట్టుపక్కల వాతావరణం నుండి వచ్చే రేడియేషన్ గాజు గోపురం గుండా వెళుతుంది మరియు వాయిద్యం మధ్యలో ఉన్న బ్లాక్‌బాడీపైకి వస్తుంది. మునుపటిలాగే, అన్ని రేడియేషన్లను గ్రహించిన తరువాత శరీర ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది మరియు ఈ పెరుగుదల బ్లాక్‌బాడీ క్రింద నేరుగా ఉన్న థర్మోకపుల్ గొలుసు లేదా థర్మోకపుల్ మాడ్యూల్ ద్వారా కూడా అనుభవించబడుతుంది. కాబట్టి మాడ్యూల్ యొక్క ఒక వైపు వేడిగా ఉంటుంది మరియు హీట్ సింక్ కారణంగా మరొకటి చల్లగా ఉంటుంది. థర్మోకపుల్ మాడ్యూల్ వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు దీనిని అవుట్పుట్ టెర్మినల్స్ వద్ద చూడవచ్చు. అవుట్పుట్ టెర్మినల్స్ వద్ద పొందిన ఈ వోల్టేజ్ థర్మోకపుల్ సూత్రం ప్రకారం ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసానికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం నల్ల శరీరం గ్రహించిన రేడియేషన్‌కు సంబంధించినదని మనకు తెలుసు కాబట్టి, అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ రేడియేషన్‌కు సరళంగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుందని చెప్పగలను.

మునుపటి గణన మాదిరిగానే, మొత్తం రేడియేషన్ విలువను ఈ వోల్టేజ్ విలువ నుండి సులభంగా పొందవచ్చు. నీడను ఉపయోగించడం ద్వారా మరియు అదే విధానాన్ని అనుసరించడం ద్వారా, మేము విస్తరించే రేడియేషన్‌ను కూడా పొందవచ్చు. మొత్తం రేడియేషన్ మరియు వ్యాప్తి రేడియేషన్ విలువతో, బీమ్ రేడియేషన్ విలువను కూడా లెక్కించవచ్చు. అందువల్ల మనం పైరనోమీటర్ ఉపయోగించి విస్తరించిన సౌర వికిరణం మరియు మొత్తం రేడియేషన్ రెండింటినీ లెక్కించవచ్చు.