专利名称：小孔日影套

专利人： 许丽

专利号：202220579473.1

技术领域

本实用新型涉及测量技术领域，具体涉及一种日影观测装置。

背景技术

日影观测是天文和地理学习中一个很重要的项目，是帮助学生形成日地空间认知的基础，地理中经纬线的设定、时区的划分等，都建立在它的基础之上。但实际观测时，存在竿子影端模糊、难以准确标记等问题，这是因为有大气、半影以及衍射等的干扰。而对于这个问题，现代人对它很少有特别的关注，大多是直接进行“立竿见影”的测量，而这样的测量如果是在冬季，偏差是非常大的(可达30％以上)，观测结果很没有说服力。

我国古天文学家们很早就关注到了竿影模糊问题，并进行了积极的改进。其中取得突破性成果的，是元代著名学者郭守敬，他将表高增加到五倍，并在表顶增设了一根架空的横梁，此外，也是最关键的，为了准确读取横梁中心的位置，他创制了一件特别的装置——景符，景符其实是一个以绕轴旋转、带有小孔的遮光片，架设在一个小底座(8)上，其工作原理是利用小孔成像，使太阳和横梁在圭面上呈现清晰的实像，实际观测到的是圭面上投射的米粒大小的太阳的像，其中穿过一根头发丝一样黑色的横梁的像，可见，景符虽然构造简单，却大幅提高了圭表的测量精度。利用改制的圭表进行经年观测编制而成的《授时历》，于公元1281年实施，以365.2425日为一回归年，精度与公历(1582年《格里高利历》)相当，但比西方早了300多年，与近代观测值365.2422日仅差25.92秒。但是，经过仿制检验，郭守敬的圭表横梁和景符可以很好地进行正午影长的观测，若要进行全天观测，则存在很多问题，首先，由太阳视运动带来的视位置变化，使得观测中每一次记录横梁中点位置时，都必须转动横梁套，让横梁正对太阳，实际操作中由于没有参考点，很难检测是否对正，稍偏一点投影便会差出很多；其次，观测记录时，横梁中点位置也很难准确标定；所以，郭守敬的圭表横梁和景符对于全天观测，很不适用。

综上，在“立竿见影”的实际观测中，解决影端模糊问题，是进行观测务必解决的现实问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决前述技术问题，提供一种小孔日影套。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种小孔日影套，包括孔片、转杆、支架、卡扣、量角器、转轴和杆套，其中：

支架的下端连接有转轴，转轴能够与杆套转动配合；

支架的上部为U型结构，该U型结构的一侧为开设有锯齿孔的第一侧板、另一侧为开设有通孔的第二侧板；支架的下部为斜杆，该斜杆的上端连接于U型结构的底部；

量角器的下部连接于第二侧板，量角器与第二侧板位于同一平面，且第二侧板的通孔位于量角器的中心点；

孔片的中心设有圆形孔；孔片的下边缘连接在转杆的中部；

转杆穿过支架的锯齿孔和通孔，且转杆和孔片均垂直于量角器；转杆靠近锯齿孔一端固定连接有卡扣；

卡扣设置有一圈锯齿，该锯齿能够与锯齿孔配合使卡扣临时固定在支架内。

可选地，当孔片被锁紧、向量角器方向偏转与水平面成40度夹角时，孔片上圆形孔的中心过杆套的轴心。

可选地，还包括底座和立杆，其中：

底座用于支撑整个装置，立杆的下端插入底座的中心，立杆的上端套设杆套。

可选地，立杆的高度设置为15-30厘米。

可选地，

孔片是长15毫米、宽10毫米、厚2毫米的长方体；

孔片上圆形孔的孔径为1.6-2.4毫米。

可选地，

杆套是顶部开设有凹槽、底部开设有圆锥形孔的圆柱体；

转轴是圆柱体与球体的组合体；

转轴的球体能够在杆套的凹槽内周向转动。

可选地，杆套的外径为10毫米，杆套内圆锥形孔的内径为8毫米。

可选地，转轴的圆柱体部分半径为2毫米、球体部分半径为3毫米。

可选地，量角器的外径为29毫米、内经为19毫米、厚度为2毫米。

上述实用新型中的一个实施例具有如下优点或有益效果：适于全天日影观测，利用带有圆形孔(51)的孔片(5)和量角器(4)等结构，较大地提高了日影测量的精度，同时又很好地降低了观测记录的难度，实现了全天观测。