Etalon quyosh elementlari va ularni graduirovka qilish usullari
Quyosh nurlanishi imitatorlarining nurlanish energiyasining spektral taqsimlanishi
standart quyosh nurlanishidan albatta farq qiladi. QE sezgirligi selektiv (tanlovchi)
bo‘lgani uchun QNI intensivligini noselektiv nurlanish qabullagichlari (radiometrlar)
bilan sozlash maqsadga muvofiq emasdir. Shuning uchun, sezgirlikni hamda boshqa
parametrlarni o‘lchashda maxsus etalonli quyosh elementlari qo‘llaniladi. Etalonli yoki
standart QE – bu selektiv sezgirlikka ega bo‘lgan amaldagi radiometrlardir.
Atmosfera massasining nisbatan bir xil qiymatliligiga qaramasdan quyosh
nurlanishi oqimining zichligi atmosfera tarkibining oz miqdorda o‘zgarishiga qarab
keskin o‘zgarishi mumkin. har xil atmosfera sharoitlarini taqqoslash natijasi shuni
ko‘rsatadiki, quyosh nurlanishining oqim zichligi ayrim o‘zgarishlardan keyin
noselektiv radiometrlar bilan o‘lchanganda, nurlanishning spektral
tarkibi bir-biridan
jiddiy farq qilganda ham, bir xil natijani ko‘rsatishi mumkin. Bunga sabab QE ning
selektiv sezgirligining har xilligidir. hattoki, yuqori sifatli materialdan qilingan va
effektivligi katta bo‘lgan QE larida ham, er sharoitida bir xil energetik yoritilganlik
sharoitida o‘lchangan
qisqa tutashuv toki Ikz, atmosfera holati har xil bo‘lsa,
o‘lchangan tok farqi 15 % gacha bo‘lishi mumkin.
Etalon QE larining qisqa tutashuv tokini aniqlab graduirovka qilishda standart
yoritilganlikdan foydalanish talab qilinadi. Buning uchun etalon element yordamida
QNI sozlanadi – ya’ni uning nurlanishi oqimi bashqarilgan holda o‘zgartirilib, qisqa
tutashuv tokini standart holdagi Ikz ga teng bo‘lguncha davom ettiriladi.
Ta’kidlash lozimki, QNI ish sohasining energetik yoritilganligi aslida aniq standart
sharoitdagi optik nurlanishning energetik yoritilganligini takrorlamaydi. Bunga asosiy
sabab, nurlanishni baholash konkret konstruksiyali selektiv sezgirlikka ega bo‘lgan,
quyosh elementga ta’sir orqali amalga oshiyapti.
Misol, harorati 2850º K bo‘lgan cho‘g‘lanma yoritgichdan yoritilayotgan kremniy
asosidagi, p-n o‘tish chuqurligi 0,5 mkm li QE ning qisqa tutashuv toki Ikz koinot
sharoitida, energetik yoritilganligi
suvli filtrdan ( d = 40 mm li) keyin 780 Vt/m² ga teng bo‘lgan va filtrsiz esa 960
Vt/ m² ga teng bo‘lgan element tokiga teng bo‘ladi. Bundan farqli, ikkala hol uchun
xam etalon QE shunday lampa yorug‘ligida 1360 Vt/m² yoritilganlikni ko‘rsatadi.
Etalon QE larini qo‘llash, nurlanish manbai sifatida energiyaning taqsimlanish
spektri ixtiyoriy bo‘lgan holda ham, spektrlarini korreksiyalash mumkin bo‘lgan QNI
yordamida aniqligi qoniqarli darajada bo‘lgan o‘lchovlar olib borishga imkon yaratadi.
Bunday sharoitda QE ning fotoyelektrik xarakteristikasining o‘lchash xatoligi etalonli
va o‘lchanayotgan elementlarning spektral sezgirligining farqi darajasi bilan
aniqlanadi. Shuning uchun, etalon QE ga quyiladigan asosiy talablar quyidagicha –
ularning optik xususiyatlari va spektral xarakteristikalari o‘lchanishi lozim bo‘lgan
elementning shunday xarakteristikasiga monand bo‘lishi kerak.
Etalon QE loyihalash va tayyorlash –
bu ularning konstruksiyasini, metrologik
xarakteristikalarining stabilligini o‘rganishni, garduirovka qilish usulini va ularni
parametrlarini o‘lchash jixozlarini yaratishni va qo‘llashni taqozo qiladi.
Etalon QE larini ishlatilish sharoitiga qarab turlicha konstruksiyali bo‘lishi
mumkin, ularga quyiladigan asosiy talab – parametrlarining yuqori darajada
stabilligining saqlanishidir. O‘z navbatida bu talab elementning haroratdan stabil va
haroratni aniq o‘lchashni taqozo etadi. Etalonli
quyosh elementning oddiy
konstruksiyasi bu chuqurlashtirilgan metall plastinaga o‘rnatilgan va himoya sifatida
frontal sirtiga shisha o‘rnatilgan variantidir. haroratni o‘zgarmas qilib ushlab turish
uchun u issiqlikdan himoya qilingan taglikka o‘rnatiladi.
Tayyorlash texnologiyasining doimiy mukammallashib borayotganligi tufayli va
yangi turdagi QE lari yaratilayotganligi sababli spektral sezgirligi nostandart
taqsimotga ega bo‘lgan elementlarning parametrlarini o‘lchash masalasi paydo
bo‘lmoqda. Etalon
sifatida ishlatiladigan QE, yo seriya qilib chiqarilayotgan
elementlardan tanlanadi, yoki maxsus tayyorlanadi. Tanlash jarayonida asosiy diqqatni
quyosh elementi tuzilmasining yon sirti tomonlarining sifatiga, shunt va ketma-ketlik
qarshiliklarining kattaligiga qaratiladi. Bu maqsadda ishlatilishi ko‘zda tutilgan QE lari
yuzasi bir jinsli, spektral sezgirligi stabil, qisqa tutashuv tokining harorat buyicha
koyeffitsiyenti minimal bo‘lishi kerak. Yer sharoitida ishlatilishi ko‘zda
tutilgan
etalonli QE lari uchun spektral sezgirlikning tushayotgan optik nurlanish tushish
burchagiga va qisqa tutashuv toki Ikz ning tushayotgan nurlanish oqimi zichligiga
chiziqli munosabatda bo‘lish bog‘likligi amalda tekshiriladi.
Etalon QE ni absolyut graduirovka qilish mashaqqatli ish bo‘lib, bu jarayon uzoq
vaqtni va ko‘p xarajatni talab qiladi. Shuning uchun, bunday jarayonlar orqali olingan
etalon elementlar ko‘rgazmali o‘lchash asboblarda birinchi etalon sifatida ishlatiladi.
Etalonli QE lari qisqa tutashuv rejimida ishlatiladi va ularning graduirovka qilish
jarayoni Quyosh nurlanishining spektral tarkibi va zichligi normirovka qilingan
sharoitda qisqa tutashuv tokini aniqlashdan iboratdir.
Gruduirovka qilishning ikki prinsipial farq qiluvchi turi mavjud.
1. Bevosita quyosh nurlanishidan foydalanish usuli,
2. Laboratoriya sharoitida o‘lchov vositalarini va oldindan o‘lchangan
davlat
etalonini qo‘llash usuli.
Yer sharoitida bevosita Quyosh nurlanishidan foydalanish usuli odatda kuproq
ishlatiladi. Buning uchun asosan dengiz sathidan bir necha ming metr balandlikdagi
tog‘ hududlaridan foydalaniladi va keyin olingan natijalar AM 0 sharoiti uchun
ekstropolyasiya qilinadi.
Graduirovka qilish jarayonida etalon QE larining qisqa tutashuv toki qiymatini
asta-sekin har xil atmosfera massalari uchun o‘zgartirilib o‘lchanadi, ya’ni Quyoshning
har xil balandlikdagi nurlanishi uchun o‘lchanadi. O‘lchash jarayoni statsionar
sharoitda o‘tkaziladi, shuning uchun atmosfera massasining nisbatan har xil qiymatlari
uchun Ikz ning o‘zgarishini aniqlash kifoya. AM 0 sharoit uchun to‘g‘ri
keladigan
qiymatni topish jarayoni ℓnIkz ni nul atmosfera massasiga chiziqli ekstropolyasiya
qilish bilan topiladi. O‘lchash jarayonini kunning birinchi yarmida olib borish
ma’qulroqdir.
