On the compensation pyrheliometer

Summary Starting fromK. Ångström's original work, a theory of the compensation pyrheliometer is given. This theory is based on the fact that the instrument consists of two similar parts, and it develops a similarity condition which replaces the assumption made hitherto that both parts are identical. This condition contains not only the qualities of the strips of the pyrheliometer, but as well the effects of the heat exchange between the strips and their surroundings. Deviations from the similarity condition and their measurement are discussed.In successive steps the treatment is refined in order to show how effects of unequal heat exchange in case of irradiation or of compensating electrical heating can be covered. The merits of single-and of double-system pyrheliometers are compared and the superiority of the compensation pyrheliometer over the bolometer system is demonstrated.In an Appendix a treatment of the edge-effect of the pyrheliometer is given.

---

Zusammenfassung Ausgehend vonK. Ångströms Originalarbeit wird eine Theorie des Kompensationspyrheliometers gegeben. Zunächst wird in Betracht gezogen, daß das Instrument aus zwei ähnlichen Teilen besteht, und eine Ähnlichkeitsbeziehung entwickelt, welche die bisherige Annahme einer Gleichheit der beiden Teile ersetzt. In diese Beziehung gehen nicht nur die Eigenschaften der Streifen des Pyrheliometers, sondern auch die des Wärmeaustausches zwischen ihnen und der Umgebung ein. Abweichungen von der Ähnlichkeit und ihre Messung werden diskutiert.In aufeinanderfolgenden Schritten wird die theoretische Behandlung verteinert, um zu zeigen, wie Effekte eines ungleichen Wärmeaustausches im Fall von Bestrahlung bzw. von kompensierender elektrischer Heizung erfaßt werden können. Die Vorzüge von Einfach- und von Doppelsystem-Pyrheliometern werden verglichen, und es wird gezeigt, weshalb das Kompensationspyrheliometer dem Bolometer überlegen ist.In einem Anhang wird der Randeffekt des Pyrheliometers behandelt.

---

Résumé A partir du traité original deK. Ångström, on présente une théorie du pyrhéliomètre à compensation. En tenant compte du fait, que l'instrument consiste en deux parties semblables, on développe une condition d'analogie qui remplace l'identité supposée des deux parties. Cette condition ne comprend pas seulement les qualités des lamelles du pyrhéliomètre, mais aussi de l'échange de chaleur entre les lamelles et leur entourage. On discute des déviations de l'analogie et leur mesure.Dans des étapes successives, la théorie est approfondie, et l'on démontre de quelle manière on peut exprimer les effets d'un échange de chaleur inégal lors de l'irradiation d'un côté et le chauffage électrique compensateur de l'autre côté. On compare les qualités des pyrhéliomètres à système simple ou double et on démontre la supériorité du pyrhéliomètre à compensation sur le bolomètre.Dans un Appendice, on traite l'effet de bord du pyrhéliomètre.

---

---

With 1 Figure

---

The work described in this paper was carried out in 1946 and 1947, while the author was working at the Observatory of Davos, and it was laid down in a series of internal reports to the Observatory and to Dr.A. Ångström who kindly helped to ease the work by a grant from the Swedish Research Council which was gratefully acknowledged. The ever increasing enterprises of the Observatory did not permit a publication in the following time. The author finds now much pleasure in revising the work and presenting it in a partly enlarged, but mostly condensed form to Dr.W. Mörikofer, the Director of the Observatory of Davos, at the occasion of his seventieth birthday.