Головка компенсированного приемника лучистых потоков

(21) 3590374/ (22) 11.05.83 (46) 30.03,86 (71) Институт зики АН УССР 2 1 Р 12нической теплофи ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР 1 ЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗО ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Геращенко О.А. Основы теплометрии Киев Наукова думка"11971, с. 28-34,Козырев Б.П., Бученков В.А.Термоэлектрический и болометрический калориметры с плоским графитовым приемником для измеренияизлучения ОКГ. - В кн.: Импульснаяфотометрия. Л "Машиностроение",1972, вып. 2, с. 49-53Я 011233(54) (57) ГОЛОВКА КОМПЕНСИРОВАННОГО ПРИЕМНИКА ЛУЧИСТЫХ ПОТОКОВ, содержащая корпус, имеющий две идентичные полости, прозрачное для измеряемого потока окно в первой полости, чувствительный элемент, размещенный в этой же полости, компенса ционный элемент, размещенный во второй полости и включенный .в схему термостабилизации, о т л и ч а .ющ а я с я тем, что, с целью Йевы.- шения точности измерений во .вторую полость дополнительно введен второй компенсационный элемент, включенный в схему термостабилизации и ориентированный относительно ф первого компенсационного элемента так ке, как окно ориентировано относительно чувствительного элемента. С45 50 55 Изобретение относится к техникеизмерения лучистых потоков и можетбыть использовано в качестве приемника лучистых потоков в инфракрасной спектроскопии, при определенииэнергии и мощности лазерных излучателей, в пирометрии,Известны головки компенсированных приемников лучистых потоков,работающих по компенсационномупринципу, состоящих из корпуса,в .котором размещены чувствительныйи компенсационный элементы, помещенные в идентичные разделенные полости так, что на чувствительныйэлемент через окно падает измеряемый лучистый поток, а компенсационный элемент закрыт непрозрачнымдля излучения экраном.Недостатком таких головок является то, что необходимо обеспечивать идентичность условий охлаждения чувствительного и компенсационного элементов, предохранениекомпенсационного элемента от эффективного излучения экрана.Наиболее близкой по техническойсущности к изобретению является головка компенсированного приемникалучистых потоков, содержащая корпус,имеющий две идентичные полости,прозрачное для измеряемого потокаокно в первой полости, чувствительный элемент, размещенный в этойже полости, компенсационный элемент,размещенный во второй полости ивключенный в схему термостабилизации,Недостатком головки являетсяошибка измерений, обусловленная лучистым теплообменом между компенсационным элементом и экраном, интенсивность которого определяется выражением= 6 ч,(т," -т,"),где- тепловой поток, Вт/м6=5,Ь 7-В10 - постоянная Стефана;Больцмана, Вт/(м.К.");У- угол облученности,С, - приведенная степень черноты системы поверхностей .компенсационного и чувствительного элементов,Т - температура компенсационного элемента,Т - температура экрана, К.Цель изобретения - повышение точности измерений,5 10 5 20 25 ЭО 35 Ю Цель достигается тем, что в головке компенсированного приемник лучистых потоков, содержащей корпус имеющий две идентичные полости, прозрачное для измеряемого потока окно в первой полости, чувствительный элемент, размещенный в этой же полости, компенсационный элемент, размещенный во второй полости и включенный в схему термостабилизации, во вторую полость дополнительно введен второй компенсационный элемент, включенный в схему термостабилизации и ориентированный относительно первого компенсационного элемента так же, как окно ориентировано относительно чувствительного элемента.На чертеже изображена головка компенсированного приемника лучистых потоков.Головка компенсированного приемника лучистых потоков содержит корпус 1, в котором выполнены две.идентичные полости 2 и 3 таким образом, что полость 2 имеет окно 4, прозрачное для измеряемого излучения, а полость 3 закрыта экраном 5 из материала корпуса. На перегородке Ь, разделяющей полости 2 и 3, помещены чувствительный элемент 7 и первый компенсационный элемент 8, имеющие одинаковые геометрические размеры и теплофизические характеристики. Второй компенсационный элемент 9, идентичный первому компенсационному элементу 8, размещен на экране 5 и ориентирован относительно первого аналогично тому, как окно 4 ориентировано относительно чувствительного элемента 7. Головка компенсированного приемника лучистых потоков работает следующим образом. При отсутствии измеряемого лучистого потока чувствительный элемент 7 и компенсационные элементы 8 и 9 поддерживаются при некоторой температуре, величина которой определяется условиями охлажденияСхема термостабилизации обеспечивает равенство температур первого и второго компенсационных элементовПри облучении чувствительного элемента 7 через окно .4 лучистым потоком при тех же условиях охлаждения схема термостабилизации устройства поддерживает оба компенсационных элемента 8 и 9 при равной, ра1123356 Редактор Л.Письман Техред Н,Бонкало Корректор В. Синицкая Тираж 778 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР.фпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 1631/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Энее выбранной температуре, По разнице электрической мощности на чувствительно. элементе 7 и первом компенсационном элементе 8 судят о величине измеряемого теплового потока, При этом, так как второй компенсационный элемент 9 имеет, такой же угол облученности что и окно 4, на первый компенсационный элемент 8будет падать результирующий тепловой поток с), равный нулю.Рассмотрим эффективность предлагаемой головки.По отношению к максимальному измеряемому тепловому потоку9=ФГ,-1), где я - тепловой поток, Вт/м, ф - аффективный коэффициенттеплоотдачи, Вт/м К, тепловой потокбудет вносить дополнитель-ную ошибку 9 6 чЕ,(т"-Т,")Ч, к (т,-т,)Например, при о = 5 Вт/м К300 К295 К0 о= 098 о = 213, то есть введение второго компенсационного элемента в данном случае уменьшает ошибку измерений на 213.Ф Эффективность использования предлагаемой головки возрастает с уменьшением плотности измеряемого .лучистого теплового потока, но при неизменной температуре перегрева, что обеспечивается изменением условий охлаждения, так как относительная погрешность теплового потокапо(сравнению с Я будет возрастать.1 О Так, при Р = 0,18,Я;, = 0,98,Т = 100 К, Т = 95 К Ы = 1 Вт/м К 6 = 323,Введение второго компенсационногоэлемента, имеющего температурупервого и ориентированного относительно него аналогично тому, какокно ориентировано относительночувствительного элемента, исключаетуказанную погрешность. 20 . Технико-экономическая эффективность изобретения обусловлена исключением погрешности измерений.лучистого потока с использованием головоккомпенсированных приемников, свя занной с наличием окна в камере счувствительным элементом и вытекающей из этого разницей теплообменамежду стенками корпуса и элементами,чувствительным и компенсационным.1