Установка для измерения спектрального коэффициента излучения материалов при высоких

Сова Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 20.7111.1970 ( 1474937/18-10)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 08.1.1973. Бюллетень6Дата опубликования описания 10.11.1973 11 5 Комитет по деламаобрвтвний и открытийпри Совете МинистровСССР УДК 535.231,2(088.8 1 й с Авто изобр ния Аксю по явител РЕНИЯ СПЕКТРАЛЬ Я МАТЕРИАЛОВ ПРИПЕРАТУРАХ 1 СОК И ого образца 1, выполс отверстием (щелью),УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕОЭффИЦИЕНТА ИЗЛУЧЕНИ Изобретение относится к приборам для исследования радиационных характеристик материалов.Известно устройство для измерения спектрального коэффициента излучения электропроводящих материалов (например металлов) и покрытий при высоких температурах, содержащее исследуемый образец, макет черного тела с регулируемой температурой, оптическую систему и нелинейное приемное устройство.Существенным недостатком известного устройства является требование линейности приемного устройства и, в первую очередь, линейности приемника излучения,В противном случае в результат измерения вносятся погрешности тем большие, чем больше нелинейность приемника излучения.Для повышения точности и надежности измерений в предлагаемой установке оптическая система снабжена модулятором с зеркальной поверхностью, проецирующей поток излучения на дополнительное линейное приемное устройство, специтральная область чувствительности которого отлична от спектральной области измерения коэффициента излучения.На чертеже показана схема описываемой установки.Излучение исследуемненного в виде трубки с помощью вогнутого зеркала 2 и плоского зеркала 3 направляется на входную щель приемного устройства 4, выделяющего узкий спектральный участок, характеризуемый дли ной волны Х. Световой пучок прерывается зеркальным модулятором 5, расположенным между зеркалами 2 и 8, От зеркальной поверхности лопасти модулятора при перекрывании ею пучка последний направляется на входную 10 щель дополнительного приемного устройстваб, выделяющего узкий спектральный участок, характеризующийся длиной волны Х.Исследуемый образец 1 устанавливается наоси оптической системы, состоящей из зеркал 15 2 и 3, таким образом, что на входную щельприемного устройства 4 фокусируется изображение стенки трубки, При вращении модулятора выходной сигнал приемного устройства 4 определяется спектральной яркостью стенки 20 трубки Ь (Л, Т). Затем смещением трубки поперек оптической оси на входную щель приемного устройства 4 наводится изображение щели трубки, причем ее изображение проектируется также на входную щель дополни тельного приемного устройства б, Фиксируется выходной сигнал У дополнительного приемного устройства б, пропорциональный яркости щели при температуре Т, т, е. Ь (Х, Т) (1), Далее, уменьшением температуры трубки до 30 некоторого значения Тф с помощью приемного365585 10 или, исходя из условия линейности дополнительного приемного устройства, можем записать;(12) 15 Таким образом, при измерениях на описываемой установке значение спектрального коэффициента излучения материала определяется как отношение сихналов, измеренных 20 на дополнительном приемном устройстве прирабочей и вспомогательной температурах, возведенное в степень, равную отношению длин волн, установленных на допечнительном и основном приемных устройствах, соответст вен но.Описываемая установка позволяет повыситьне только точность измерения е (Л, Т), но и надежность результатов измерения, что достигается получением величины в(Л,Т) при не скольких длинах волн Л.При измерениях на данной установке нетребуется знаний значения вспомогательной температуры Тф. где с, и с 2 постоянные функции Планка.Спектральная яркость щели трубки при этой же длине волны и температуре Т равна:Ьц 11, Т) = с,х-е ехр ( - " ), 15)Из равенства этих спектральных яркостей следует, что спектральный коэффициент излучения равен:е)1 Т) = ЕХр-- " ( - , -- ) (6)В уравнение (6) входит разность обратных температур, величина которой неизвестна, Измерения с дополнительным приемным устройством позволяют определить значение этой разности, В соответствии с законом излучения Вина спектральные яркости щели трубки при температурах Т и Т"р равны: 35 Предмет изобретения Установка для измерения спектрального коэффициента излучения материалов при высоких температурах, содержащая исследуемый40 образец, макет черного тела с регулируемойтемпературой, оптическую систему и нелинейное приемное устройство, отличающаяся тем,что, с целью повышения точности и надежности измерений, оптическая система снабжена45 модулятором с зеркальной поверхностью, проецирующей поток излучения на дополнительное линейное приемное устройство, спектральная область чувствительности которого отлична от спектральной области измерения коэф 50 фициента излучения,рр,1, тф) = с,(л)- ехр - (8)),Те устройства 4 достигается такой уровень яркости щели трубки Ь (Л,ТР) (2), при котором выходной сигнал приемного устройства 4 должен быть равен выходному сигналу, соответствующему яркости стенки трубки 6 (Л, Т). При этом независимо от степени нелинейности приемного устройства 4 будет выполняться равенство: Одновременно дополнительным приемным устройством б измеряется сигнал ур, пропорциональный яркости щели трубки при температуре ТР, т. е, Ь (Л Тф),По закону Вина спектральная яркость стенки трубки при длине волны Л и температуре Т равна: О(Л, т) =я(7, т)с,Л-ехр - ф ), (4))Т / РР,Р Т) =с,1 Р)-е ехр ( -- ) 17)е из отношения которых следует: Представляя выражение (6) в виде тР Т) = )ехр-- ( -- )1) 110) 5 и, принимая во внимание уравнение (9), находим:Реда Хей оставитель Н, Горшко Техред Л, Богданов ектор В. ЖолудевЗаказ 821/1 Изд.1185 Тираж 755 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж-З 5, Раушская наб., д. 4/5ипография, пр. Сапунова, 2