Способ определения работы выхода коллектора термоэмиссионного преобразователя

(19) 111) А 1 0145/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОР СН 1ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1 ее Т. ). и др. Измерение контактной разности потенциалов. В И. Б, ВИНИТИ ППТЭЭ и ТЭ. Вып. 2 (67), 1968, с. 112.Термоэмиссионные преобразователи и низкотемпературная плазма. /Под ред. Б. Я. Мойжеса и Г. Е Пикуса. М.: Наука, 1973, с. 286.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАБОТЫ ВЫХОДА КОЛЛЕКТОРА ТЕРМОЭМИССИОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к прямому преобразованию тепловой энергии в электрическую термоэмиссионным методом. Цель изобретения - увеличение точности определения работы выхода коллектора. Поставленная цель достигается тем, что измерение зависимости напряжения холостого хода от температуры коллектора начинают с Т. на 25 - 50 С ниже температуры резервуара Т для образования жидкой фазы рабочего тела цезия с известной работой выхода Х на поверхности коллектора. При установлении у поверхности эмиттера термодинамического равновесия и сохранении этого условия в процессе измерения работы выхода коллектора, например, путем изменения температуры коллектора при заданном и поддерживаемом постоянном давлении насышенного пара рабочего тела, изменение напряжения холостого хода будет соответствовать изменению работы выхода коллектора. В описании приведено выражение для определения работы выхода коллектора х. 1 ил.129881Изобретение относится к прямому преобразованию тепловой энергии в электрическую термоэмиссионным методом и может быть применено для исследования характеристик термоэмиссионных преобразователей.5Цель изобретения - повышение точности определения работы выхода коллектора.Поставленная цель достигается тем, что измерение зависимости напряжения холосто го хода от температуры коллектора начинают с Т на 2550" С ниже температуры резервуара Т для образования жидкой фазы рабочего тела цезия с известной работой выхода х на поверхности коллектора. При установлении у поверхности эмиттера термодинамического равновесия и сохранении этого условия в процессе измерения работы выхода коллектора, например, путем изменения температуры коллектора при заданном и поддерживаемом постоянном давлении насыщенного пара рабочего тела, изменение напряжения холостого хода будет соответствовать изменению работы выхода коллектора и определяется выражениемгде Х -- работа выхода коллектора;Е, -- потенциал ионизации атомов рабочего тела;Те - температура электронов в плазме;Ме - плотность состояний электронов;Мконцентрация атомов;)е = 3/2 ф;- ширйна межэлектродного зазора;- длина свободного пробега электронов; 35)е -- коэффициент диффузии электронову эмиттера;) коэффициент диффузии ионов у коллектора;т= - - - отношение температуры коллектораТ к температуре эмиттера Тк 40ри повышении температуры коллектора на кривой зависимости напряжения холостого хода от Т, получают плато,соответствующее работе выхода жидкого рабочего тела, например цезия, которое в точке Те =Т с началом испарения жидкой фазы45 резко переходит во второе плато, соответствующее многослойному адсорбированному покрытию.В области Т ( Т выражение (1) записывается50звездочкой отмечены значения )и Г приТ .=Т. В произвольнои точке кривоин 55Ч, (Т ) )ге=х+т.+кттп 1(фн)-е - 1Л/а Мыми О+ ь) 112Поскольку измерения 7:. и Хс производятся относительно реперного уровня Ч;с Т, можно записатьт):-У - тт= - ( :) + Те0 1+гР Ф(1+:к) )ледовател ьнок=/тес:-.- т - l,+Хк - КТе 1 п ":к 1+(2));е 1Расчет показывает, что зависимость логарифмического члена ь(2) от температуры коллектора с достаточно высокой точностью (не хуже +-0,005 эВ) можно экстраполировать линейной зависимостью 1,4 10(Те -Т,т). В результатеХ = Ч-тс к - Ч +Х - 1,4.10" (Те - Те) (3)Пример. Измеряется работа выхода коллекторов из никеля, ниобия и молибдена в области давлений насыщенного пара цезия от 1 до 4 10- Па. 1 емпература коллектора меняется .от Т ( Т) до Те - -1100 К.При выбранных значениях Т и Тс проводится запись зависимости напряжения холостого хода Ч, от температуры коллектора Т, на духкоординатном самописце, на ось у которого подается напряжение холостого хода, а на ось х - сигнал температуры коллектора от хромель-алюмелевой термопары.На чертеже представлены зависимости напряжения холостого хода Нот температуры коллектора (кривые 1 и 2), снятые при давлении пара цезия 6,65 10 Па(Т)т = 525,5 К) и Т, =- 1535 К для М коллектора, в качестве эмиттера слу. жит монокристалл % ( 12).Криваясоответствует записи зависимости в направлении возрастания температуры коллектора, а кривая 2 - в направлении убывания температуры. На кривой 2 не наблюдается плато напряжения l соответствующее жидкой фазе цезия на коллекторе, что связано с необходимостью переохлаждения коллектора на 25 - 50 С в зависимости от величины давления насыщенного пара цезия для образования жидкой фазы на коллекторе. С образованием жидкой фазы при повышении температуры коллектора до Т, ( Тна кривой 1 наблюдается плато 3 достаточно протяженное ( -25) для его достоверной регистрации, соответствующее работе выхода жидкого цезия. Дальнейшее повышение температуры приводит к резкому переходу, связанному с испарением жидкой фазы в точке Т =Т, к второму плату 4 на кривой, соответствующему многослойному покрытию адсорбированного цезия, а в последующем к характерному изменению работы выхода для по129881 1 Формула изобретения 10 с,з 8 ХХ,В г,о 2,5 г,о 1,0 7700 50 70 ь А. Анторес СоставителТехред И. ВеТираж 6 Я 9енного комитета СССРМосква, Ж - 35, Рауиграфическое предпри Корректор И. МускПодписное Редактор Н. ТупицаЗаказ 751/54ВНИИПИ Государств113035Производственно-по 3крытий меньше монослоя. Работа выхода, отсчитанная от уровня напряжения холостого хода, соответствуюшего жидкой фазе цезия на коллекторе, представлена на кривой 5, где работа выхода жидкого цезия принята равной 1,95 эВ. Поправка на изменение Х, с температурой коллектора на чертеже не учтена. Способ определения работы выхода коллектора термоэмиссионного преобразователя, снабженного резервуаром с цезием, включающий измерение напряжения холостого хода в зависимости от температуры коллектора и оценку величины работы выхода, отличаюикайся тем, что, с целью повышения точности, измерение напряжения холостого хода начинают с температуры коллектора, при которой он покрыт жидким цезием, затем повышают температуру коллектора, а работу выхода коллектора Х оценивают по со- отношению Хс -- Х +Ч-,( Т - Ъ - 1,4 1 У(Тс - Та),где Хн - работа выхода цезия, В;Тс - температура коллектора, К;Т - температура резервуара с цезием, К;Ч,(Т-напряжение холостого хода приХ:=Хн, В;Ч - напряжение холостого хода притемпературе коллектора Т В. по делам изобретений и открытий шская наб., д. 4/5ятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4