Установка для измерения распределения лучистой энергии в фокальном пятне галиоконцентратора

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 4(51) 6 01 1 1/4 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙФ:Фю ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ : .:,. :. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Вейнберг В.Б, и др. Измере. ние светораспределения в фокальном пятне гелиоконцентраторов; - "Гелиотехника", Таюкент, 1965, У 2, с,9.2. Квасников А.В. и др. Установка "единичного луча" для исследования оптико-энергетических: характеристик концентраторов солнечной и лучистой. энергии. - Сб. "Концентраторы солнечной энергии". НТО энергетики и электротехнической промьппленности, гелиотехническая секция. 1972, с,42 (прототип ).(54) (Я) УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЛУЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ В ФОКАЛЬНОМ ПЯТНЕ ГЕЛИОКОНЦЕНТРАТОРА, содержащая держатель гелиоконцентратора, , установленный с возможностью вращения, и фотопреобразователь, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и автоматизации измерений, она снабжена частично отражающей пластиной, размещенной над держателем на расстоянии менее фокус" ного расстояния гелиоконцентратора, длина пластины не менее диаметра гелиоконцентратора, а ее продольная ось расположена перпендикулярно оси вращения держателя, при этом Ю Фотопреобразователь,установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль прямой, па- С раллельной упомянутой продольной оси пластины и лежащей в плоскости, проходящей через эту ось и образующей с осью вращения держателя угол 7-2, где о(.- угол между осью вращения держателя и отражающей гранью пластины.1 1157Изобретение относится к гелиотехнике и предназначено для измеренияраспределения лучистой энергии вфокальном пятне гелиоконцентратора.Известна установка для измерения 5распределения лучистой энергии вфокальном пятне гелиоконцеитратора,состоящая из микрометренного механизма перемещения входного торца,соединенного с фотоприемником опти- Оческого волокна малого диаметра припомощи трех штанг в фокальной плоскости гелиоконцентратора 13.Перемещаясь при помощи микрометров в плоскости фокального пятна вдвух взаимно-перпендикулярных направлениях торец оптического волокнапомещается в заданную точку фокального пятна и фотоприемник измеряетвеличину светового потока в даннойточке,Однако указайное устройство предполагает большую трудоемкость идлительность в проведении измерений,так как последовательное точное 25наведение торца оптического волокнапри исследовании высококачественных концентраторов в различные точкифокального пятна с помощью обычныхмикрометренных механизмов сопряжено со значительными трудозатратами,Причем неточность в наведении торцаоптического волокна неизбежно сказывается на точности конечного результата.Кроме того, ввиду большой длитель"З 5ности проведения измерений становится неудобным использование естественного источника излучения -солнца, так как значение величины40солнечного потока заметно изменяетсясо временем как вследствие измененияположения Солнца на небосводе, таки вследствие изменения атмосферныхусловий,Наиболее близким к предлагаемомуявляется установка для измеренияраспределения лучистой энергии вфокальном пятне гелиоконцентратора,содержащая держатель для укрепления 50гелиоконцентратора, установленныйс возможностью вращения, фотопреобразователь фотопластинку ),помещенный в плоскость фокальногопятна. Отражаемый от вращающегося 55гелиоконцентратора луч попадаетв фокальную плоскость и экспонируется на фотопластинке Экспониро 364вание большого количества световых пучков, отраженных от гелиоконцентратора, дает распределение лучистой энергии в фокальном пятне 23,Недостатком известного устройства является то, что фотопреобразователь помещается в зоне фокального пятна. Это вызывает в работе с концентрированным солнечным излучением перегрев фотоприемников, а следовательно, изменение их начальных характеристик или плавление желатинового фотоэмульсионного слоя при применении фотопластинок, и необходимость работы их при высокихуровнях освещенности,что при исполь" зовании фотоэлектрических приемников переводит их в режим насыщенияа при работе с фотопластинками фотографическая широта светочувствительной эмульсии не позволяет достаточно точно передавать весь диапазон изменения яркости, что характеризует структуру фокального пятна.Кроме того, затенение поверхностизеркала держателями фотоприемникаи самим фотоприемником искажаетструктуру фокального пятна. Все это снижает точность измерений. При этом необходима ручная обработкарезультатов измерения, заключающаясяв лабораторной обработке негативов с последующим их фотометрированиемдля получения количественных данных. Цель изобретения - повышение точности и автоматизации измерений.Цель достигается тем, что установка для измерения распределения лучистой энергии в фокальном пятне гелиоконцентратора, содержащая держатель гелиоконцентратора, установленный с возможностью вращения, и фотопреобразователь, снабжена частиччно отражающей пластиной, размещенной над держателем на расстоянии менее фокусного расстояния гелиоконцентратора, длина пластины не менее диаметра гелиоконцентратора, а ее продольная ось расположена перпендикулярно оси вращения держателя, при этом фотолреобразователь установлен с возможностью возвратно- поступательного перемещения вдоль прямой, параллельной упомянутой продольной оси пластины и лежащей в плоскости, проходящей через эту ось и образующей с осью вращения1157364 3держателя угол Л -2 с, где с - угол между осью вращения держателя и отражающей гранью пластины,Ъ Установка может быть снабженасамопишущим прибором, один из пишущих узлов которого кинематическисвязан с фотопреобразователем.При этом частично отражающая пластинаразмещена над держателем на расстоянии менее фокусного расстояниягелиоконцентратора для того, чтобысходящийся пучок, распространяющийся от гелиоконцентратора и затемотраженный частично отражающей 15пластиной, мог быть сфокусированна чувствительной поверхности фотопреобразователя, а ее длина - неменее диаметра концентратора воизбежание затенения держателем пластины краевых зон концентратора,что внесет погрешность при распределении энергии в фокальном пятне.Продольная ось пластины должна бытьперпендикулярна оси держателя, 25потому что при таком расположениидлина пластины наименьшая. При этомвзаимоперпендикулярность продольной, оси пластины и оси держателя обеспечивает горизонтальность перемещения фотопреобразователя, что создает конструктивные преимуществагоризонтальность перемещения каретки самописца, на которой установленфотопреобразователь). Вследствиетого, что фокальная плоскость всегдарасположена перпендикулярно оптической оси концентратора, совпадающейс осью вращения держателя концентратора, при изменении положения фо 40кальной плоскости с помощью пластинынеобходимо, чтобы фотопреобразователь перемещался параллельно продольной оси пластины и лежал в плоскости,проходящей через эти две параллельныепрямые, Эту плоскость можно определить через 1, где с -угол междуосью вращения концентратора и отражающей гранью пластины. Значение углаопределяется из 0с с с 90 (с 1: 90при наличии центрального отверстияв концентраторе ). При любом положе,нии пластины (при сохранении перпенадикулярности оси вращения концентратора и продольной оси пластины ) уголмежду этой плоскостью и осью вращения концентратора равен и -2 с, впротивном случае фотопреобразовательокажется вне эоны фокального пятна. При таком выполнении установкичасть концентрированного световогопотока с помощью указанной пластиныотражается за пределы. концентратора,что позволяет вынести фотопреобразователь иэ области фокального пятнаи исследовать не само пятно, а егоизображение. При этом частично отражающая пластина не затеняет зеркало,так как для исследования достаточноотразить лишь небольшую долю концентрированного светового потока, в связис чем указанная пластина может бытьвыполнена, например, из оптическогостекла. Уменьшение уровня освещенности фотопреобраэователя снижаетего нагрев и делает более благоприятными условия его работы,Выполнение фоторегистрируюцегоустройства в виде самопишущего прибора с подключенным к нему фотопреобразователем, установленным сооснос возможностью возвратно-поступательного перемещения, позволяет автоматизировать процесс измерения и сократить время получения и обработкиданных.На чертеже изображена предлагаемаяустановка.Установка содержит держатель 1гелиоконцентратора 2, механизм 3вращения держателя 1, частично отражающую пластину 4, продольная ось которой перпендикулярна оси вращения держателя 1, стойку 5 крепления пластины 4,юстировочное устройство Ь,самописец 7 с пишущим узлом с которыммеханически соединен фотопреобразователь (фотоэлемент) 8, сигнальныйкабель 9 и самописец 1 О для записиэнергии, имеющий ленточную и круговую диаграммы. Пишущий узел само -писца 7 сообщает фотопреобразователю 8 возвратно-поступательное дви- .жение, что позволяет одновременнос перемещением последнего осуществлять запись на диаграммной лентеего местоположения. Установка работает в двух режимах: в режиме дискретного и непрерывного вращения держателя концентратора для получения диаметрального и радиального разрезов фокального пятна соответственно.При дискретном вращении гелиоконцентратора 2 фотопреобраэователь 8 постоянно перемещается вдоль отра женной пластиной 4 полосы. При этом1157364 Составитель С.йепомнящаедактор А.Шандор ТехредИ,Надь ректор О.Билак Зака Подпикомитета СССРи открытийая наб., фд.45 ое о Патент", г.ужгоро Проектная,4 производится запись распределения энергии в фокальном пятне самописцем 10 с ленточной диаграммой. Вслед" ствне того, что вращение гелиоконцентратора дискретное, получается 5 серия диаметральных разрезов фокального пятна, характеризующая распре- . деление в нем лучистой энергии,При непрерывном вращении держателя гелноконцентратора 2 и дискрет ном перемещении фотопреобразователя 8 вдоль отраженной пластиной 4 полосы, например от края к центру, производится запись распределения энергии вдоль радиуса фокального пятна с 15 помощью самописца 10 с круговой диаграммой. В этом случае получает 28/38 Тираж 897 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 3035, Иосква,:Ж, Раувся серия концентрических кривых,что соответствует распределениюлучистой энергии по радиусам фокального пятна,Использование предлагаемой установки позволяет уменьшить влияниявысоких температур, уровней освещенности, затенения зеркала и соответственно снижения погрешностиизмерения, т.е. повышения точности.Кроме того, достигается автоматизация процессов измерения, сокра"щается время получения и обработкиданных и достигается возможностьоценки геометрии поверхности гелно.концентратора по распределениюлучистой энергии в фекальном пятне.