Устройство для измерения теплового излучения

О П И С А Н И Е699360ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскннСоцналнстнческннРеспублик(22) Заявлено 03,06.77 (21) 2492646/18-10 присоединением заявки РЙГесударстееннве нюмнте СССР аа делам нзабретвн н атнрктнй23)Приоритет публиковано 25.11.79. Бюллетень РЙ 43 Дата опубликования описания 28.11.79(72) Авторы изобретения ецкий ордена Трудового красного политехнический институт ен) Заявител ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 54) УСТРОИСТВ ны с различной степеое, термобатврею и Г 21,го термоэлеменющему потоку сторонью поглощения квждизмерительный прибоНедостатком этоляются. та явывод холодных концов термобат Изобретение касается тепловых измерений и может найти применение при исследовании процессов теплообменв в энергетике и различных тепловых машинах.Известны батарейные датчики, которые используются в качестве чувствительных элементов и представляют собой термобатврею, собранную из последовательно соединенных термопар, рабочие концы которых монтируются нв зачерненной пластине1 О из фольги. Величина термо-ЭДС, развиваемая термобвтвреей, пропорциональна лучистому потоку и зависит от равновесной температуры тепловоспринимвкнц ей пластины из фольги и разности температур рв 5 бочих (горячих) и холодных концов ее термопар 1),.Недостатком этого батарейного датчика является нестабильность температур холодных концов термобатвреи, что влияет на точность измерений.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является радиапионный компенсированный термоэлемент,содержащий корпус, прикрепленные к корпусу приемную и компенсирующую пластины, имеющие покрытия с лицевой к паданв лицевую сторону пластин, что способствует непосредственному нагреву их от пвдвющего лучистого потока и создает дополнительный нагрев компенсирующей пластины, крепление горячих концов к лицевой поверхности приемной пластины, что затрудняет свободный доступ теплового потока к ней, а также нагрев корпуса от теплового потока, излучаемого с обратной стороны приемной пластины, Перечисленные недостатки сужают диапазон измерений и их точность.Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений,з 6993Это достигается тем, что в корпусе устройства для измерения теплового излу" чения выполнено сквозное отверстие, в котором установлены приемная и компен. сирующая пластины, с обратной стороны которых нанесены дополнительные покрытия с поглотительной способностью обратной поглотительной способности покрытий, нанесенных на лицевой стороне пластин, при этом термобатарея прикреплена к т)лас 0 тинам со стоюны дополнительных покры тий.Такое выполнение устройства позволяет увеличить перепад температур между тепловоспрйнимающей и компенсирующей 15 пластинами, увеличить термо-ЭДС, снимаемую с термобатареи и тем самым повысить точность измерений. Нанесение дополнительных покрытий снижает теплоемкость корпуса, его влияние на показания 20 прибора и расширяет диапазон измерений. Эт получается вследствие того, что обратная сторона приемной зачерненной пластины выполнены бластящей с малой степенью черноты, что уменьшает тепловой поток, излучаемый с этой поверхности,С 1= а 1 Етф,где О. " плотность теплового потока,излучаемооэ с обратной стороны приемной пластины;Е 1 - степень черноты обратной стороны приемной пластины;(3 постоянная Больпмана 37 - равновесная температура прием-З 51ной пластины.Так как тепловой поток, излучаемый с обратной стороны приемной пластины снижается, равновесная температура ее повышаетси, В то же время обратная сто 40 рона компенсирующей пластиныотражающей тепловой поток, выполнена зачерненной для увеличения теплового потока, излучаемого с этой поверхности. Этот тепловой поток равен где с - плотность теплового потока, излучаемого с обратной стороныкомпенсирующей пластины,50- степень черноты обратной сто-,2роны компенсирующей пластины,Т - равновесная температура ком 2пеню рующей пластины.55Равновесная температура компенсирую- щей пластины соответственно снижается, так как термо-ЭДС, термобатареи пропорциональна перепаду температур горячих и 60 4холодных концов термобатареи, которые равны равновесным температурам пластин, т,е. пропорциональны перепаду равновесных температур приемной и компенсирующей пластин. Так как этот перепад увеУличивается, "соответственно увеличивает и сигнал термобатареи, что повышает точность измерений.На фиг. 1 схематически изображено устройство для измерения тепловом излучения; на фиг. 2 - то же; вид сбоку; на фиг, 3 - поглотительные пластины.Устройство для измерения тепловогэ излучения содержит корпус 1, выполненный со сквозным отверстием, в котором расп-ложены две поглотительные пластины, приемная 2 и компенсирующая 3, с покрытиями с лицевой и обратной стороны. Лицевая сторона пластины 2 имеет покрытие с высокой отражательной способностью, а обратная - с высокой поглотительной способностью. Пластина 3 имеет на лицевой стороне покрытие с высокой поглотительной способностью, а с обратной - покрытие с высокой отражательной способностью. В корпусе 1 пластины 2 и 3 расположены рядом и симметрично оси сквозного отверстия, К обратным сторонам пластин 2 и 3 прикреплена термобатарея из последовательно соединенных хромель-аопелевьи термопар. Каждая термопара прикреплена горячими и холодными спаями к пластинам 2 и 3; причем горячмй спай каждой термопары прикреплен к пластине 3 фиг, 3), имеющий высокую поглотительную способность с ли. цевой стороны, а холодный спай к пластине 2, имеющей высокую отражательную способность с лицевой стороны. Крепление термопар к цластинам 2 и 3 осуществляется с помощью жаростойкого и электроизоляционного лака, Термобатарея 4 соединена с измерительным прибором 5 с помощью проводов 6. Корпус 1 уотройства укреплен на рукоятке 7. Приемные пластины 2 и 3 укреплены в корпусе 1 при помощи тонких слюдяных пластин 8. Корцус 1 выполнен ив метариала с низким коэффициентом теплопроводности, например пластмассы.Устройство для измерения теплового излучения работает следующим образом.Устройство устанавливают так, чтобы измеряемый тепловой поток попадал на лицевую сторону пластин перпендикулярно, Измеряемый тепловой поток нагревает приемную 1 зачерненную) и компенсирующую отражающую) пластины до определенных равновесных температур, Разность этих температур будет тем выше, чем больше тепловой поток и чем выше разность степеней поглощения приемной и компенсирующей пластин с липевым и об 5 ратных сторон. Пластины нагревают горячие и хлодоные концы термобатерей, При этом термо-ЭйС подается на измерительный прибор отградуированный в единицах мощности теплового потока (вт/м).1 ОБлагодаря такому выполнению устройства между пластинами увеличивается перепад температур, что приводит к увеличению термо-ЭИС, снимаемой с батареи, и соответственно увеличению точности из 15 мерения. Меняя количество термопар в термобатарее, можно широко изменять диапазон измерений, расширение которого обеспечивается дополнительными покрытиями цлас тип.20формула и зобре тенияУстройство для измерения теплового25 излучения, содержащее корпус, прикрепленные к корпусу приемную и компенсирующую пластины, имеющие покрь 1 тия с лицевой к падающему потоку стороны с различной степенью поглощения каждое, термобатарею и измерительный прибор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности и расширения диапазона измерений, в корпусе выполнено сквозное отверстие, в котором установлены приемная и компенсирующая пластины, с обратной стороны которых нанесены дополнительные покрытия с поглотительной способностью обратной поглотительной способности покрытий, нанесенных на лицевойстороне пластин, при этом термобатаоеяприкреплена к пластинам со стороны дополнительных покрытий.Источники информации,принятые во внимание при эксПертизе1. Климовицкий М. Д., Карлин В. А,Краткий справочник по тепловому контролю в черной металлургии, М., Металлургиздат", 1962, с. 59-60,2. Авторское свидетельство, СССРМ 1 183432, кл, б 01 К 7/12, 1965699360 2 Составитель Г. Мухинар А, ШмелькинТехред 3. Фанта Корректор В. Бутяга Заказ 7206/45 Тираж 766 Я 1 ИИПИ Государственного коми по делам изобретений и открь 113035, Москва, Ж, Раушская