Тепломер

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Сониалистнческих(32) Приоритст -Государственный комитет Совета Министров СССР ллетепь х"е 2.75. Б Опубликовано 25Дата опубликов о дела зооретениирытнй гя описания 19.05.71) Заявитель ерновицкий государственныи университе(54) ТЕПЛОМЕР Изобретение оборам и можетметрии для измерразличных теплоствах. 1а (Т, - Т,)а боче- повыпараметр мат го датчика э.д.с.), лгкв; температуры зотропного дриалаанизот изотропно ия термо рабочихтчика,еи анптносится к тепловым приайти применение в калориения тепловых потоков и в вых измерительных устройВ известных тепломерах в качестве датчиков применены термопары или термобатареи, заделанные в фокусирующую пластинуи теплостабилизирующий элемент. Такие тепломеры обладают недостаточной чувствитель цностью и нестаоильностью характеристик изза старения термопар вследствие взаимнойдиффузии материала термопар, Кроме того,эти тепломеры обладают большим временемрелаксации, равным 10 - 15 сек. Лучшие одиночные датчики, изготовленные на основетермопар, имеют рабочий коэффициентК, = 5 10 втмв. Применение батареи последовательно соедиц термопар приводит к уменьшению рабочего коэффициента 20Кс= 104 втлгв, но при этом число термопарных спаев достигает 2000 на с,тР, что, в своюочередь, снижает надежность.Цель изобретения - уменьшение раго коэффициента, времени релаксации,шение точности измерения.Для этого в предлагаемом устройстведатчика для измерения разности температурвыполнен в виде пластины из термоэлектрически анизотропного монокристалла, рабочие грани которои находятся в тепловом контакте с фокусирующей пластиной и теплостабилизирующим элементом.На фиг. 1 изображен предлагаемый тепломер; на фиг. 2 - датчик для измерения разности температур,Тепломер состоит из теплоприемной фокусирующей пластины 1, термоэлектрически анизотропного монокристалла 2, выполненного, например, из сурмянистого кадмия, сурмянистого цинка пли твердых растворов на их основе и теплостабилизирующего элемента 3, Между пластинамии 3 и датчиком 2 расположены тонкие электроизолирующие прокладки 4 большой теплопроводности, выполненные, например, из бериллиевой керамики или сапфира,Э,д,с., возникаюш,ая на торцах анизотропного датчика, определяется формулой Томсона и имеет следующий вид:(5) а - длина латчсКа, л;6 - высота датчика, с.Определяют рабочий коэффициент тепло- мера, у которого площадь теплоконтактной пластины равна площади датчика. Тепловой поток через анизотропный датчик равен где м - теплопроводность материала аснзотропного датчика.Пользуясь формулой (1), можно определить разность температур на рабочих граня.; датчика; Тогда рабочий коэффициент тепломераопределяется следующей формулой: и таким образом зависит не только от физических свойств материала, но и от его ллины. Если анизотропный датчик изготовить из монокристалла Сс)ЯЬ, то вблизи комнатной температуры х= 1 вт/,с град, Ло.=200 скв/град и при длине датчика а = 1,5 10 -м получают рабочий коэффициент К,=б,б 10 вт(лРв, что на два порядка превосходит данные известных тепломеров с одиночным датчиком на основе обычных термопар.Если анизотропный датчик расположен между теплоконтактными пластинками, площадь которых намного больше плошали соприкосновения их с анизотропным датчиком, то количество тепла, прошедшее через дат. чик, определяется следующим выражением: где 13 - коэффициент, характеризующий потерю тепла в окружасощую срелу;5=ас - площаль соприкосновения ан:лзотропного датчика с теплоконтактной пластиной, Р5 - площаль теплоконтакт:юй пластиныы, лс 2;с - толщина ан;зотропного датчика, лс,В этом случае рабочий коэффициент определится следующим выражением: Величина параметра 13 зависит от конструкции тепломера, и можно лобиться, чтобы потери в окружающую среду не превышали 20 осо, тогда 13 = 0,8. При этом отношение 5/5 может оыть порядка 2 10, Таким образом, эта конструкция тепломера ооеспечивает уменьшение рабочего коэффициента еще на два порялка, благодаря своеооразному фокусирусощему лействню приемной теплоконтактной площадки, т. е. К,=4,1 10 втlлРв,Предлагаемые тепломеры обладают постоянной времени, равной 1 - 2 сек, что на порядок меньше постоянной времени термопарных тепломеров.зо Таким образом, предлагаемый тепломеробладает малым значением раоочего коэффициента и меньшим временем релаксации. Предмет изобретения Тепломер, содержащий приемную фокусирующую пластину, датчик для измерения разности температур, а также теплостабилизирующий элемент, отлссыаюисиссся тем, что, 40 с целью уменьшения рабочего коэффициента,времени релаксации, повышения точности измерений, датчик лля измерения разности температур выполнен в виде пластины из термоэлектрически анизотропного монокристалла с 45 электрическими выводами на боковых гранях, рабочие грани которой нахолятся в тепловом контакте с фокусирующей пластиной и теплостабилизнрующим элементом,, Харьк. фил. пред, Патент Изд. М 841 Тсударственного комитета Сопо делам изобретений и оМосква, Ж.35, Раушская на раж 740ета Министркрытий