способ определения альбедо (варианты)

Формула изобретения

1. Способ определения альбедо, включающий актинометрические наблюдения с измерением с помощью по крайней мере одного прибора с чувствительным термоэлектрическим датчиком падающей на исследуемый ограниченный фрагмент отражающей поверхности с дифференцированно отражающим фоном суммарной радиации или с помощью не менее чем двух приборов - ее составляющих - прямой и рассеянной радиаций, и отраженной от этого фрагмента радиации и определение альбедо по отношениям отраженной радиации к падающей, отличающийся тем, что перед измерениями фиксируют центр исследуемого ограниченного фрагмента радиусом r и концентрично ему располагают приспособление для стабилизации отражения в виде по крайней мере одной кольцевой фоновой накладки внешним радиусом R, обусловленным репрезентативностью получаемых результатов, затем производят измерения суммарной падающей радиации или ее составляющих, прямой и рассеянной радиаций, а также отраженной радиации, при этом в составе отраженной радиации измеряют совместные потоки радиации, отраженной от исследуемого фрагмента радиусом r, от стабилизированной фоновой кольцевой накладки шириной R - r, а также неорганизованного фона за контуром кольцевой фоновой накладки, обрабатывают результаты измерений и определяют значение альбедо А_изм^I по формуле



где А_I - альбедо исследуемого фрагмента;

А_ф - альбедо фоновой накладки;

А₃ - альбедо неорганизованного фона, расположенного за пределами стабилизированной фоновой накладки;









r - внутренний радиус кольцевой фоновой накладки;

h - высота превышения приемной поверхности датчика над исследуемом фрагментом;

₁ - угол между нормалью, соединяющей центр исследуемого фрагмента с центром приемной поверхности датчика прибора (пирометра), и наклонной линией, соединяющей центр приемной поверхности датчика с точкой окружности радиусом r;

₂ - то же с наклонной линией, соединяющей центр приемной поверхности датчика с точкой окружности радиусом R;

затем закрывают исследуемый фрагмент круглым вкладышем с альбедо фона, производят повторные измерения по крайней мере отраженной радиации и после обработки результатов измерений определяют второе значение альбедо А_изм^II, учитывающее совместное влияние потоков, отраженных поверхностью круга общим радиусом R, образованного кольцевой фоновой накладкой шириной R - r и круглым вкладышем с альбедо фона и радиусом r, также потоки, отраженные неорганизованным фоном за пределами кольцевой фоновой накладки внешним радиусом R, и альбедо А₃, затем находят разность измеренных А_изм^I и А_изм^II с учетом угловых характеристик их влияния на показания прибора и определяют истинное значение альбедо исследуемого фрагмента по формуле



2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по крайней мере одну кольцевую фоновую накладку выполняют составной из нескольких концентрических, или секторных, или секторно-концентрических, или сегментных частей, или из сочетаний или комбинаций перечисленных частей.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что по крайней мере одну кольцевую фоновую накладку выполняют с концентрически неоднородным альбедо, плавно или ступенчато изменяющимся по радиусу, исходящему из центра исследуемого фрагмента.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что изменение альбедо принимают с увеличением от центра исследуемого фрагмента к его периферии или наоборот в зависимости от соотношения отражательных характеристик альбедо фона и альбедо исследуемого фрагмента.

5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что накладки выполняют гибкими, или жесткими, или полужесткими, или комбинированными, или гибкими с контурным и/или внутренним каркасом, или композиционными по структуре, или с накладным отражающим слоем, или с комплектом сменных отражающих слоев с различным альбедо.

6. Способ определения альбедо, включающий актинометрические наблюдения с измерением с помощью по крайней мере одного прибора с чувствительным термоэлектрическим датчиком падающей на исследуемый ограниченный фрагмент отражающей поверхности с дифференцированно отражающим фоном суммарной радиации или с помощью не менее чем двух приборов - ее составляющих, прямой и рассеянной радиаций, и отраженной от этого фрагмента радиации и определение альбедо по отношениям отраженной радиации к падающей, отличающийся тем, что перед измерениями фиксируют центр исследуемого ограниченного фрагмента радиусом r и концентрично ему располагают приспособление для стабилизации отражения в виде по крайней мере одной кольцевой фоновой накладки внешним радиусом R, обусловленным репрезентативностью получаемых результатов, затем производят измерения суммарной падающей радиации или ее составляющих - прямой и рассеянной радиаций, а также отраженной радиации, при этом в составе отраженной радиации измеряют совместные потоки радиации, отраженной от исследуемого фрагмента радиусом r, от стабилизированной фоновой кольцевой накладки шириной R - r, а также от неорганизованного фона за контуром кольцевой фоновой наладки, обрабатывают результаты измерений и определяют значение альбедо А_изм^I по формуле



где А_I - альбедо исследуемого фрагмента;

А_ф - альбедо фоновой накладки;

А₃ - альбедо неорганизованного фона, расположенного за пределами стабилизированной фоновой накладки;









r - внутренний радиус кольцевой фоновой накладки;

h - высота превышения приемной поверхности датчика над исследуемым фрагментом;

₁ - угол между нормалью, соединяющей центр исследуемого фрагмента с центром приемной поверхности датчика прибора (пирометра), и наклонной линией, соединяющей центр приемной поверхности датчика с точкой окружности радиусом r;

₂ - то же с наклонной линией, соединяющей центр приемной поверхности датчика с точкой окружности радиусом R,

затем закрывают исследуемый фрагмент круглым вкладышем с альбедо фона, производят повторные измерения по крайней мере отраженной радиации и после обработки результатов измерений определяют второе значение альбедо А_изм^II, учитывающее совместное влияние потоков отраженных поверхностью круга общим радиусом R, образованного кольцевой фоновой накладкой шириной R - r и круглым вкладышем с альбедо фона и радиусом r, а также потоки, отраженные неорганизованным фоном за пределами кольцевой фоновой накладки внешним радиусом R и альбедо А₃, затем находят разность измеренных А_изм^I и А_изм^II с учетом угловых характеристик их влияния на показания прибора, причем до начала актинометрических наблюдений организуют по крайней мере один дополнительный контрольный пост наблюдений (фрагмент), на котором производят измерения отраженной радиации параллельно измерениям на исследуемом фрагменте, при этом на дополнительном посту наблюдений перед измерениями укладывают сплошной круг из фоновых центрального вкладыша радиусом r и кольцевой накладки внешним радиусом, не меньшим требуемого радиуса, и отражательными характеристиками, идентичными отражательным характеристикам накладок на исследуемом фрагменте, и по результатам измерений определяют уточненное значение альбедо фона по состоянию отражающей поверхности фоновых накладок по крайней мере к началу серии наблюдений и/или на различных этапах наблюдений и/или с учетом влияния облачности и высоты солнца в момент производства измерений и затем, используя полученное уточненное значение альбедо фона, определяют истинное значение альбедо исследуемого фрагмента по формуле



7. Способ по п.6, отличающийся тем, что при уточнении альбедо фона после производства измерений на исследуемом и дополнительном контрольном фрагментах по крайней мере часть фоновых накладок или все накладки на исследуемом фрагменте дополняют по внешнему контуру кольцевой накладкой или накладками до образования круга радиусом, равным требуемому радиусу, повторяют измерения и определяют контрольное значение альбедо фона, которое сопоставляют с полученным ранее и при совпадении результатов или при наличии расхождения в пределах точности измерений (собственной погрешности прибора) используют среднее значение полученных результатов в качестве значения А_ф, а при расхождении, большем собственной погрешности прибора, производят замену накладок, используемых на исследуемом или на дополнительном контрольном фрагментах на идентичные по отражательным характеристикам, применяемые соответственно на другом посту.

8. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что по крайней мере одну кольцевую фоновую накладку выполняют составной из нескольких концентрических, или секторных, или секторно-концентрических, или сегментных частей, или из сочетаний или комбинаций перечисленных частей.

9. Способ по любому из пп.6 - 8, отличающийся тем, что по крайней мере одну кольцевую фоновую накладку выполняют с концентрически неоднородным альбедо, плавно или ступенчато изменяющимся по радиусу, исходящему из центра исследуемого фрагмента.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что изменение альбедо принимают с увеличением от центра исследуемого фрагмента к его периферии или наоборот в зависимости от соотношения отражательных характеристик альбедо фона и альбедо исследуемого фрагмента.

11. Способ по любому из пп.6 - 10, отличающийся тем, что накладки выполняют гибкими, или жесткими, или полужесткими, или комбинированными, или гибкими с контурным и/или внутренним каркасом, или композиционными по структуре, или с накладным отражающим слоем, или с комплектом сменных отражающих слоев с различным альбедо.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля интегральных параметров лучистого теплообмена мобильных и стационарных объектов окружающей среды - техногенных объектов или природных образований с недостаточными размерами или одним из размеров в плоскости исследуемого фрагмента отражающей поверхности, необходимыми для получения репрезентативных результатов, инструментальных замеров и/или при наличии сложного неорганизованного разнородно отражающего фона в окрестностях исследуемого фрагмента, и может быть использовано для определения альбедо - одной из важнейших характеристик, внешнего лучистого теплообмена в поле солнечной радиации различных объектов преимущественно в эксплуатационных условиях.

Исследование закономерностей радиационного теплообмена, в первую очередь, различных техногенных мобильных или стационарных объектов, например гелиотехнических и других конструктивных элементов космических, летательных аппаратов либо зданий, сооружений и/или ландшафтных образований, и лучистых характеристик материалов, необходимо для правильного понимания, анализа и оценки работы объектов в поле солнечной радиации, выработки критериев эффективности, совершенствования теплотехнических расчетов и конструирования гелиоограждений, а также определения отдельных параметров радиационного баланса и теплового режима упомянутых категорий объектов прежде всего в эксплуатационных или натурных условиях.

Известные интегральные методы исследования отражательной способности различных поверхностей, разработанные и применяемые в актинометрии для регулярных сетевых и выборочных наблюдений, а также спектральные методы исследования коротковолновых и длинноволновых характеристик различных материалов не обеспечивают решения ряда задач, лучистого теплообмена космической, авиационной и строительной актинометрии и гелиотехники. Например, некритическое распространение биполусферического метода измерения отражательной способности пиранометром - альбедометром на различные обитаемые объекты, в том числе на здания и их элементы, приводит к грубым ошибкам, если такие наблюдения выполнять, в частности, на локальных участках ограждений со сложной системой светопроемов и других неоднородных участков, т.к. трудно, а подчас и просто невозможно определить долевое участие сложного фона в измеряемых показаниях пиранометра - альбедометра.

На неприменимость альбедометра для оценки локальных величин альбедо неоднородных (неоранизованных) участков поверхности указано, в частности, в книге Кедроливанский В.Н., Стернзат М.С., Метеорологические приборы, Гидрометеоиздат, М, 1953, с.231.

Одна из первых попыток определять альбедо круглых локальных участков (проталин) при бесконечном монотонном фоне описана в книге Березкин В.А., Руководство по актинометрии для полярных станций, Главсевморпути, Л, 1937, вып.1.

Аналогичные методические указания содержатся в Наставлении гидрометеорологическим станциям и постам, вып.5, Актинометрические наблюдения на станциях, М, Гидрометеоиздат 1947. Все упомянутые работы рассматривали теоретические и методические аспекты определения альбедо, строго говоря, только плоских круговых объектов. И использовать их в развивающихся отраслях актинометрии без риска получения дополнительных неконтролируемых погрешностей нельзя, поскольку плоские круговые конструкции в современном машиностроении или в массовом жилищном и промышленном строительстве встречаются крайне редко, а фон, влияющий на показания альбедометра, например, у простенка между светопроемами, как правило, неоднороден по интенсивности отраженных потоков, спектральным и интегральным характеристикам, геометрии прилегающих участков. Эти обстоятельства объясняют объективную актуальность поиска и разработки специальных методов измерения альбедо локальных образцов отражающих материалов и фрагментов конструкций объектов с точностью, соответствующей точности прибора, либо характеру решаемой задачи.

Еще большие трудности возникают при попытках определить истинные значения коэффициента отражения или излучения различных покрытий материалов и композиционных гелиотехнических элементов в естественных условиях при конкретной сложившейся запыленности или окисленности поверхности отражающего (излучающего) слоя или при частичной неравномерной увлажненности (обледенелости) конструкций; общего коэффициента излучения квазимонотонных конструкций, например волнистого гелиоприемника со стекающими по желобкам струями жидкости-теплоносителя, рельефных конструкций, частично покрытых снегом, либо несплошным солнцезащитным слоем растительности и т.д.

С другой стороны, в космическом строительстве крайне важное значение приобретает решение задач инсоляции инженерных сооружений и аппаратов, что необходимо для оценки их радиационного теплообмена, приобретающего исключительные функции в условиях отсутствия атмосферы.

Наиболее близким к изобретению по своей сущности и достигаемому результату является способ определения альбедо, включающий актинометрические наблюдения с измерением с помощью, по крайней мере, одного прибора с чувствительным термоэлектрическим датчиком падающей на исследуемый ограниченный фрагмент отражающей поверхности с дифференцированно отражающим фоном суммарной радиации или с помощью не менее чем двух приборов - ее составляющих - прямой и рассеянной радиации и отраженной от этого фрагмента радиации и определение альбедо по отношениям отраженной радиации к падающей (см.например, Наставление гидрометеорологическим станциям и постам, выпуск 5, Актинометрические наблюдения, часть 1, Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, М, 1997, С.88-96).

Недостатком известного способа является невысокая точность получаемых результатов при наличии неустранимого инородного включения, расположенного в центральной зоне фрагмента, альбедо которого необходимо определить как при фрагментах, однородных по альбедо, так и при периферийных, частичных включениях неорганизованных участков с различными альбедо.

Задачей изобретения является исключение искажающего влияния на результаты измерения отражения неустранимого инородного включения расположенного в центральной зоне фрагмента, альбедо которого необходимо определить как при фрагментах, однородных по альбедо, так и при периферийных частичных включениях неорганизованных участков с различными альбедо при производстве актинометрических наблюдений на ограниченных фрагментах машиностроительных, строительных, градостроительных и других техногенных, ландшафтных объектов и других природных образований со сложно-дифференцированными характеристиками отражения падающей радиации.

Задача решается за счет того, что, согласно первому варианту в способе определения альбедо, включающем актинометрические наблюдения с измерением с помощью, по крайней мере, одного прибора с чувствительным термоэлектрическим датчиком падающей на исследуемый ограниченный фрагмент отражающей поверхности с дифференцированно отражающим фоном суммарной радиации или с помощью не менее чем двух приборов - ее составляющих - прямой и рассеянной радиации и отраженной от этого фрагмента радиации и определение альбедо по отношениям отраженной радиации к падающей, перед измерениями фиксируют центр исследуемого ограниченного фрагмента радиусом r и концентрично ему располагают приспособление для стабилизации отражения в виде, по крайней мере, одной кольцевой фоновой накладки внешним радиусом R, обусловленным репрезентативностью получаемых результатов, затем производят измерения суммарной падающей радиации или ее составляющих - прямой и рассеянной радиаций, а также отраженной радиации, при этом в составе отраженной радиации измеряют совместные потоки радиации, отраженной от исследуемого фрагмента радиусом r, от стабилизированной фоновой кольцевой накладки шириной R-r, а также от неорганизованного фона за контуром кольцевой фоновой накладки, обрабатывают результаты измерений и определяют значение альбедо A_изм по формуле



где A_I - альбедо исследуемого фрагмента;

A_ф - альбедо фоновой накладки;

A₃ - альбедо неорганизованного фона, расположенного за пределами стабилизированной фоновой накладки;





r - внутренний радиус кольцевой фоновой накладки;

h - высота превышения приемной поверхности датчика над исследуемым фрагментом;

₁ - угол между нормалью, соединяющей центр исследуемого фрагмента с центром приемной поверхности датчика прибора (пиронометра) и наклонной линией, соединяющей центр приемной поверхности датчика с точкой окружности радиусом r;

₂ - то же с наклонной линией, соединяющей центр приемной поверхности датчика с точкой окружности радиусом R;

затем закрывают исследуемый фрагмент круглым вкладышем с альбедо фона, производят повторные измерения, по крайней мере, отраженной радиации и после обработки результатов измерений определяют второе значение альбедо A_изм, учитывающее совместное влияние потоков отраженных поверхностью круга общим радиусом R, образованного кольцевой фоновой накладкой шириной R-r и круглым вкладышем с альбедо фона и радиусом r, а также потоки, отраженные неорганизованным фондом за пределами кольцевой фоновой накладки внешним радиусом R₂, и альбедо A₃, затем находят разность между измеренными A^I_изм и A^II_изм с учетом угловых характеристик их влияния на показания прибора и определяют истинное значение альбедо исследуемого фрагмента по формуле:



По второму варианту задача решается за счет того, что в способе определения альбедо, включающем актинометрические наблюдения с измерением с помощью, по крайней мере, одного прибора с чувствительным термоэлектрическим датчиком падающей на исследуемый ограниченный фрагмент отражающей поверхности с дифференцированно отражающим фоном суммарной радиации с помощью не менее чем двух приборов - ее составляющих - прямой и рассеянной радиации и отраженной от этого фрагмента радиации и определение альбедо по отношениям отраженной радиации к падающей, измерениями фиксируют центр исследуемого ограниченного фрагмента радиусом r и концентрично ему располагают приспособление для стабилизации отражения в виде, по крайней мере, одной кольцевой фоновой накладки внешним радиусом R, обусловленным репрезентативностью получаемых результатов, затем производят измерения суммарной падающей радиации или ее составляющих - прямой и рассеянной радиаций, а также отраженной радиации, при этом в составе отраженной радиации измеряют совместные потоки радиации, отраженной от исследуемого фрагмента радиусом r, от стабилизированной фоновой кольцевой накладки шириной R-r, а также от неорганизованного фона за контуром кольцевой фоновой накладки, обрабатывают результаты измерений и определяют значение альбедо A_изм^I по формуле:



где A_I - альбедо исследуемого фрагмента;

A_ф - альбедо фоновой накладки;

A₃ - альбедо неорганизованного фона, расположенного за пределами стабилизированной фоновой накладки;





r - внутренний радиус кольцевой фоновой накладки;

h - высота превышения приемной поверхности датчика над исследуемым фрагментом;

₁ - угол между нормалью, соединяющей центр исследуемого фрагмента с центром приемной поверхности датчика прибора (пиранометра) и наклонной линией, соединяющей центр приемной поверхности датчика с точкой окружности радиусом r;

₂ - то же с наклонной линией, соединяющей центр приемной поверхности датчика с точкой окружности радиусом R;

затем закрывают исследуемый фрагмент круглым вкладышем с альбедо фона, производят повторные измерения, по крайней мере, отраженной радиации и после обработки результатов измерений определяют второе значение альбедо A_изм^II, учитывающее совместное влияние потоков отраженных поверхностью круга общим радиусом R, образованного кольцевой фоновой накладкой шириной R-r и круглым вкладышем с альбедо фона и радиусом r, а также потоки, отраженные неорганизованным фоном за пределами кольцевой фоновой накладки внешним радиусом R, и альбедо A₃, затем находят разность между измеренными A_изм^I и A_изм^II с учетом угловых характеристик их влияния на показания прибора, причем до начала актинометрических наблюдений организуют, по крайней мере, один дополнительный контрольный пост наблюдений (фрагмент), на котором производят измерения отраженной радиации параллельно измерениям на исследуемом фрагменте, при этом на дополнительном посту наблюдений перед измерениями укладывают сплошной круг из фоновых центрального вкладыша радиусом r и кольцевой накладки, внешним радиусом, не меньшим требуемого радиуса, и отражательными характеристиками, идентичными отражательным характеристикам накладок на исследуемом фрагменте, и по результатам измерений определяют уточненное значение альбедо фона по состоянию отражающей поверхности фоновых накладок, по крайней мере, к началу серии наблюдений и/или на различных этапах наблюдений, и/или с учетом влияния облачности и высоты солнца в момент производства измерений и затем, используя полученное уточненное значение альбедо фона, определяют истинное значение альбедо исследуемого фрагмента по формуле:



При этом, при уточнении альбедо фона после производства измерений на исследуемом и дополнительном контрольном фрагментах, по крайней мере, часть фоновых накладок или все накладки на исследуемом фрагменте могут дополнять по внешнему контуру кольцевой накладкой или накладками до образования круга радиусом, равным требуемому радиусу, повторяют измерения и определяют контрольное значение альбедо фона, которое сопоставляют с полученным ранее, и при совпадении результатов или при наличии расхождения в пределах точности измерений (собственной погрешности прибора) используют среднее значение полученных результатов в качестве значения A_ф^у, а при расхождении большем собственной погрешности прибора производят замену накладок, используемых на исследуемом или на дополнительном контрольном фрагментах на идентичные по отражательным характеристикам, применяемые соответственно на другом посту.

Для обоих вариантов по крайней мере одну кольцевую фоновую накладку могут выполнять составной из нескольких концентрических или секторных, или секторно-концентрических, или сегментных частей или из сочетаний или комбинаций перечисленных выше частей; по крайней мере, одну кольцевую фоновую накладку могут выполнять с концентрически неоднородным альбедо - плавно или ступенчато изменяющимся по радиусу, исходящему из центра исследуемого фрагмента; изменение альбедо могут принимать с увеличением от центра исследуемого фрагмента к его периферии или наоборот в зависимости от соотношения отражательных характеристик альбедо фона и альбедо исследуемого фрагмента; накладки могут выполнять гибкими или жесткими, или полужесткими, или комбинированными, или гибкими с контурным и/или внутренним каркасом, или композиционными по структуре, или с накладным отражающим слоем или с комплектом сменных отражающих слоев с различным альбедо.

Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью существенных признаков обоих вариантов способа, состоит в исключении искажающего влияния на результаты измерения отражения неустранимого инородного включения, расположенного в центральной зоне фрагмента, альбедо которого необходимо определить как при фрагментах, однородных по альбедо, так и при периферийных частичных включениях неорганизованных участков с различными альбедо.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена половина исследуемого фрагмента с наложенной на него кольцевой фоновой накладкой;

на фиг. 2 - выполнение кольцевой накладки составной из концентрических частей;

на фиг.3 - то же, из секторных частей;

на фиг.4 - то же, из секторно-концентрических частей;

на фиг.5 - то же, из сегментных частей;

на фиг.6 - то же, из сочетания различных частей;

на фиг.7 - исследуемый ограниченный фрагмент радиусом r с уложенной кольцевой фоновой накладкой внешним радиусом R и дополнительный контрольный пост наблюдений (фрагмент).

Способ по первому варианту осуществляют следующим образом.

Перед измерениями фиксируют центр O исследуемого ограниченного фрагмента 1 радиусом r. Концентрично центру O располагают приспособление для стабилизации отражения в виде, по крайней мере, одной кольцевой фоновой накладки 2, внешний радиус R которой обусловлен репрезентативностью получаемых результатов, и может быть меньшим требуемого, а внутренний радиус кольцевой фоновой накладки равен радиусу r исследуемого фрагмента. Производят актинометрические наблюдения, при которых во всех вариантах измеряют с помощью, по крайней мере, одного имеющего чувствительный термоэлектрический датчик 3 прибора суммарную падающую радиацию (или с помощью не менее двух приборов - ее составляющих - прямую и рассеянную радиации), а также отраженную радиацию. В составе отраженной радиации по первому варианту измеряют совместные потоки радиации, отраженной от исследуемого фрагмента 1 радиусом r, от стабилизированной фоновой кольцевой накладки 2 шириной R-r, а также от неорганизованного фона и за контуром кольцевой фоновой накладки 2.

Обрабатывают результаты измерений и определяют значение альбедо A_изм^I по формуле:



где A_I - альбедо исследуемого фрагмента;

A_ф - альбедо фоновой накладки;

A₃ - альбедо неорганизованного фона, расположенного за пределами стабилизированной фоновой накладки;





r - внутренний радиус кольцевой фоновой накладки;

h - высота превышения приемной поверхности датчика над исследуемым фрагментом;

₁ - угол между нормалью, соединяющей центр исследуемого фрагмента с центром приемной поверхности датчика прибора (пиранометра) и наклонной линией, соединяющей центр приемной поверхности датчика с точкой окружности радиусом r;

₂ - то же с наклонной линией, соединяющей центр приемной поверхности датчика с точкой окружности радиусом R. Затем закрывают исследуемый фрагмент круглым вкладышем 5 с альбедо фона, производят повторные измерения, по крайней мере, отраженной радиации и после обработки результатов измерений определяют второе значение альбедо A_изм^II, учитывающее совместное влияние потоков отраженных поверхностью круга общим радиусом R, образованного кольцевой фоновой накладкой шириной R-r и круглым вкладышем с альбедо фона и радиусом r, а также потоки, отраженные неорганизованным фоном за пределами кольцевой фоновой накладки внешним радиусом R, и альбедо A₃, затем находят разность между измеренными A_изм^I и A_изм^II с учетом угловых характеристик, их влияния на показания прибора и определяют истинное значение альбедо исследуемого фрагмента по формуле:



При этом, по крайней мере, одну кольцевую фоновую накладку 2 могут выполнять составной из нескольких концентрических 6, или секторных 7, или секторно-концентрических, или сегментных частей 8, или из сочетаний или комбинаций перечисленных выше частей.

По крайней мере, одну кольцевую фоновую накладку могут выполнять с концентрически неоднородным альбедо - плавно или ступенчато изменяющимся по радиусу, исходящему из центра исследуемого фрагмента.

Изменение альбедо могут принимать с увеличением от центра исследуемого фрагмента к его периферии или наоборот в зависимости от соотношения отражательных характеристик альбедо фона и альбедо исследуемого фрагмента.

Способ по второму варианту осуществляют следующим образом.

Перед измерениями фиксируют центр O исследуемого ограниченного фрагмента 1 радиусом r и организуют, по крайней мере, один дополнительный контрольный пост наблюдений (фрагмент 9).

Измерения, по крайней мере, отраженной радиации на исследуемом фрагменте и на дополнительном контрольном производят параллельно.

Концентрично центру O исследуемого фрагмента 1 располагают приспособление для стабилизации отражения в виде, по крайней мере, одной кольцевой фоновой накладки 2 внешним радиусом R, обусловленным репрезентативностью получаемых результатов, затем производят измерения суммарной падающей радиации или ее составляющих - прямой и рассеянной радиаций, а также отраженной радиации. В составе отраженной радиации измеряют совместные потоки радиации, отраженной от исследуемого фрагмента радиусом r, от стабилизированной фоновой кольцевой накладки шириной R-r, а также от неорганизованного фона 4 за контуром кольцевой фоновой накладки 2, обрабатывают результаты измерений и определяют значение альбедо A_изм^I по формуле:



где A_I - альбедо исследуемого фрагмента;

A_ф - альбедо фоновой накладки;

A₃ - альбедо неорганизованного фона, расположенного за пределами стабилизированной фоновой накладки;





r - внутренний радиус кольцевой фоновой накладки;

h - высота превышения приемной поверхности датчика над исследуемым фрагментом;

₁ - угол между нормалью, соединяющей центр исследуемого фрагмента с центром приемной поверхности датчика прибора (пиранометра) и наклонной линией, соединяющей центр приемной поверхности датчика с точкой окружности радиусом r;

₂ - то же с наклонной линией, соединяющей центр приемной поверхности датчика с точкой окружности радиусом R.

Затем закрывают исследуемый фрагмент круглым вкладышем 5 с альбедо фона, производят повторные измерения, по крайней мере, отраженной радиации и после обработки результатов измерений определяют второе значение альбедо A_изм^II, учитывающее совместное влияние потоков отраженных поверхностью круга общим радиусом R, образованного кольцевой фоновой накладкой шириной R-r и круглым вкладышем 5 с альбедо фона и радиусом r, а также потоки, отраженные неорганизованным фоном за пределами кольцевой фоновой накладки внешним радиусом R, и альбедо A₃, затем находят разность между измеренными A_изм^I и A_изм^II с учетом угловых характеристик их влияния на показания прибора.

На дополнительном контрольном посту (фрагменте) 9 перед измерениями укладывают сплошной круг из фоновых центрального вкладыша 10 радиусом r и кольцевой накладки 11 внешним радиусом, не меньшим требуемого радиуса, и отражательными характеристиками, идентичными отражательным характеристикам накладок 2 на исследуемом фрагменте, и по результатам измерений определяют уточненное значение альбедо фона по состоянию отражающей поверхности фоновых накладок, по крайней мере, к началу серии наблюдений и/или на различных этапах наблюдений, и/или с учетом влияния облачности и высоты солнца в момент производства измерений и затем, используя полученное уточненное значение альбедо фона, определяют истинное значение альбедо исследуемого фрагмента по формуле:



При этом, при уточнении альбедо фона после производства измерений на исследуемом и дополнительном контрольном фрагментах, по крайней мере, часть фоновых накладок 2 или все накладки на исследуемом фрагменте могут дополнять по внешнему контуру кольцевой накладкой или накладками до образования круга радиусом, равным требуемому радиусу, повторяют измерения и определяют контрольное значение альбедо фона, которое сопоставляют с полученным ранее, и при совпадении результатов или при наличии расхождения в пределах точности измерений (собственной погрешности прибора) используют среднее значение полученных результатов в качестве значения A_ф, а при расхождении, большем собственной погрешности прибора, производят замену накладок, используемых на исследуемом или на дополнительном контрольном фрагментах, на идентичные по отражательным характеристикам, применяемые соответственно на другом посту.

При этом, по крайней мере, одну кольцевую фоновую накладку могут выполнять составной из нескольких концентрических 6 или секторных 7, или секторно-концентрических, или сегментных 8 частей, или из сочетаний или комбинаций перечисленных выше частей.

По крайней мере, одну кольцевую фоновую накладку могут выполнять с концентрически неоднородным альбедо - плавно или ступенчато изменяющимся по радиусу, исходящему из центра исследуемого фрагмента.

Изменение альбедо могут принимать с увеличением от центра исследуемого фрагмента к его периферии или наоборот в зависимости от соотношения отражательных характеристик альбедо фона и альбедо исследуемого фрагмента.

Накладки для обоих вариантов могут выполнять гибкими, например из пленки, или жесткими, или полужесткими, например минераловатными или комбинированными, или композиционными по структуре, например слоистыми или с накладным отражающим слоем, или с комплектом сменных отражающих слоев с различным альбедо, или гибкими с контурным каркасом, или внутренним каркасом.

Способ применим в натурных условиях или на различных этапах эксплуатации техногенных объектов или при изучении отражательных свойств сложных природных образований и не требует отбора проб или иного нарушения целостности исследуемого фрагмента. Способ позволяет контролировать альбедо спускаемых и находящихся на орбите аппаратов космических комплексов и их элементов, авиационных, морских и сухопутных средств транспорта, ограждающих конструкций, деталей и узлов промышленных и гражданских зданий и сооружений.

При этом первый вариант предназначен, преимущественно, для проведения серийных наблюдений, в первую очередь, на техногенных объектах с использованием паспортных данных применяемого оборудования.

Второй вариант способа позволяет, при необходимости, дополнительно, регулярно или периодически, а также в начале и при завершении серии наблюдений производить измерения с учетом текущих колебаний или изменений значения альбедо фоновых накладок, происходящих под влиянием окружающей среды, углов падения солнечных лучей, соотношений в составе суммарной падающей радиации ее составляющих прямой и рассеянной радиации, а также конкретного состояния отражающей поверхности фоновых накладок, при этом позволяет, в том числе, с наибольшей точностью оперативно учитывать динамику альбедо фоновых накладок в течение светового дня или более длительного периода наблюдений.