Способ определения степени черноты тепловыделяющих изделий

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 050478 (21) 2600193/18-25с присоединением заявки Ио(23) ПриоритетОпубликовано 150780 Бюллетень йо 26Дата опубликования описания 150780 р 1 М ( 2 С 01 3 5/52 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЧЕРНОТЫ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ИЗДЕЛИЙ 1Изобретение относится к области испытаний изделий электронной техники, в частности к способам определения степени черноты внешней поверхности тепловыделяющих изделий, и мо жет быть использовано для определения теплового состояния изделия в различных условиях эксплуатации.Известен способ определения степени черноты внешней поверхности 1 О твердых тел, основанный на сравнении излучательной способности исследуемого объекта с эталоном. Урав" нивают яркости объекта и эталона и компенсируют искажения темпера турных полей эталона и объекта, вносимые контактными термоприемниками (термопарами), и по измеренным истинным температурам и известному коэффициенту черноты излучения эта лона определяют коэффициент черноты объекта 1). Определение степени черноты по этому способу требует сложной и 25 дорогостоящей аппаратуры, а настройка оптической системы накладывает особые трудности, Кроме того, точность измерения существенно зависит от идентичности признаков излучения. 3 р Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ определения степени черноты внешней поверхности тепловыделяющих изделий, основанный на измерении температуры в произвольной точке внешней поверхности изделия, размещенного внутри вакуумного объеа с площадью внутренней поверхности, много большей внешней поверхности изделия, а также мощности Р и Р рассеяния до и после покрытия изделия веществом с известной степенью черноты 2).Этот способ технически прост в осуществлении, но не обеспечивает достаточной точности определения степени черноты. Это объясняется тем, что мощности Р 1 и Ро источника тепла Фактически характеризуют не теплоотвод излучением с внешней поверхности приборов, а суммарный теплоотвод через излучение и теплопроводность по электрическим выводам прибора. По этой причине величина степени черноты, полученная по данному способу, будет иметь завышенное значение.Кроме того, по этому способу определения при вторичном помещении при10 30 35 40 50 60 б 5 бора в вакуумный объем производятизменение мощности источника тепладля поддержания прежней температурывнутренней поверхности вакуумногообъема. Данная операция усложняетэтот способ.Целью изобретения является повышение точности измерения степени черноты внешней поверхности тепловыделяющих изделий (изделий свнутренним источником тепла).Цель достигается тем, что при определении степени черноты внешнейповерхности тепловыделяющих иэделий путем измерения температуры в произвольной точке внешней поверхности иэделия, размещенного внутри вакуумного объема с площадью внутренней поверхности, много больше внешней поверхности изделия, измерения температуры внутренней поверхности вакуумного объема, а также мощностирассеяния до и после покрытия иэделия веществом с известной степенью черноты, устанавливают и поддерживают температуру на концах электрических выврдов изделия равной температуре поверхности изделия, а на иэделие в обоих случаях подают одинаковую мощность, и искомую величину степени черноты определяют по известной Формуле:10 Рсргде Ер - средняя величинастепени чернотывнешней поверхностиизделия;Р - мощность внутреннего источника теплаизделия;С =5,6687 Вт/Д- коэффициент излучения абсолютно черноготела;Т 1 и Т- абсолютные температуры в одной и тойже точке изделия висходном состояниии покрытого слоемвещества сизвестнойстепенью черноты;б - теплоизлучающая поверхность иэделия;- абсолютная темпераОБтура внутренней поверхности оболочки,ограничивающей вакуумный объем;Е - степень черноты вещества для покрытия,Таким образом исключается теплоотвод по электрическим выводам изделия.На чертеже приведен возможный вариант устройства для реализации предлагаемого способа. Изделие 1 размещают примерно в центре вакуумной камеры 2 с остаточным давлением газа 10мм.рт.ст. и площадью внутренней поверхности,много большей внешней поверхности изделия 1. Изделие устанавливают своими электрическими выводами 3 на плату 4. Затем на изделие подают электрическую нагрузку и после наступления теплового равновесия изменяют при помощи нагревателей 5 температуру концов электрических выводов, прикрепленных к плате таким образом, чтобы она сравнялась с температурой поверхности изделия.После наступления теплового равновесия в произвольной точке внешней поверхности изделия производят замер температуры Т,температуры внутренней поверхности вакуумного объема Тдь любым известным способом, например термопарой, и Фиксируют мощность Р источника.. Затем изделие извлекают из вакуумной камеры, внешнюю поверхность его покрывают веществом с известной степенью черноты, например смесью клея БФи сажи, степень черноты которой в широком диапазоне температур на уровне близком к 0,96; снова помещают в вакуумную камеру и подают на иэделие электрическуюнагрузку той же величины, соответствующую прежней мощности Р;после наступления теплового равновесия производят изменение температуры . концов электрических выводов так же, как и при первом помещении изделия в камеру. После установления теплового равновесия в той же точке внешней поверхности изделия производят второй замер температуры Т 2 .По экспериментально полученнымзначениям температуры Т 1 и Т мощности Р источника тепла и температуры Т внутренней поверхности вакуумного объема определяют степень черноты внешней поверхности иэделия повышеприведенной Формуле,При исключении теплоотвода поэлектрическим выводам изделия попредлагаемому способу точность определения степени черноты повышаетсяпримерно на 20,Использование предлагаемого способа позволяет уменьшить число операций при экспериментальном определении исходных данных для расчета засчет подачи на изделие одинаковоймощности в обоих случаях помещенияего в вакуумную камеру.Формула изобретенияСпособ определения степени черноты тепловыделяющих иэделий, основанный на измерении мощнос ти расс.слпич748150 и температуры в произвольной точкевнешней поверхности изделия, размещенного внутри вакуумного объемас площадью внутренней поверхности,много большей внешней поверхностиизделия, до и после покрытия изделия веществом с известной степеньючерноты, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности измерения, устанавливают и поддерживают температуру на концах 1 Оэлектрических выводов изделия равной температуре поверхности изделия а на изделие в обоих случаяхподают одинаковую мощность, и искомую величину степени черноты определяют по формуле: 10 Р где Составитель Л.ЛатыевРедактор М.Батанова Техред М.Кузьма ктор С.Шекмар дписн Тираж 713 осударственног лам изобретениМосква, Ж,21/27 ЦНИИ и 1130з митета СССР открытийская наб.,илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,с Я((7таю Е - соедняя величина стеер пени черноты внешней поверхности изделия; р мощность внутреннего источника тепла изделия;С, = 5,6687 Вт/м Кф - коэффициент излученияабсолютно черного тела;Т и Т- абсолютные температурыв одной и той же точке изделия в исходномсостоянии и покрытогослоем. вещества с известной степенью черноты;Т - абсолютная температураов.внутренней поверхностиоболочки, ограничивающей вакуумный объем;Еи - степень черноты вещества для покрытия;- теплоизлучающая поверхность изделия.20Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9412496, кл. 6 01 3 5/00, 1972.2. Авторское свидетельство СССРР 419741, клС 01 3 5/00, 1972.