Устройство для градуировки датчиковтеплового потока

О П И С А Н И Е )845021ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскнхСоцналнстнческнкРеслублнк К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл. з б О 1 К 15/00 Государствеииый комитет Опубликовано 07.07.81. Бюллетень25 (53) УДК 536.532(088.8) пю делан изобретеиий и открытийДата опубликования описания 17.07.81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ДАТЧИКОВ ТЕПЛОВОГО ПОТОКАИзобретение относится к области теплометрии и может быть использовано в устройствах для градуировки датчиков теплового потока, преимущественно датчиков лучистых тепловых потоков.Известно устройство для градуировки датчиков лучистых тепловых потоков, содержащее источник лучистой энергии, представляющий собой трубчатую кварцевую лампу типа КИ - 220 - 1000, абсолютный приемник и медный холодильник с прижимаемым к нему градуируемым гриемником. Абсолютный и градуируемый приемники ориентированы с одной стороны от излучателя и располагаются на каком-то расстоянии от него симметрично оси, делящей трубку излучателя пополам и перпендикулярной к ней 1.Недостаток известного устройства заключается в низкой точности градуировки, обусловленной тем, что абсолютный и градуируемый датчики расположены в различных местах пространства по отношению к излучателю и подвергаются облучению соответственно различными потоками. Точность такой градуировки зависит от предполагаемой в результате симметричного расположения приемников идентичности плотностей этих различных потоков, которая во время градуировки не контролируется. Кроме того, при рабочих температурах градуировки ниже 0 С и медный холодильник, и прижатый к нему датчик неизбежно покрываются инеем, что изменяет отражательную способность поверхности чувствительного элемента и приводит к грубым ошибкам при градуировке.Наиболее близким по технической сушности и достигаемому результату к описываемому является устройство для градуировки датчиков теплового потока, содержащее источник излучения, закрепленный на штанге с возможностью перемещения по вертикали и по горизонтали, экран и корпус с 15 плитой, гнездом для абсолютного датчикаи с термостатируемым гнездом для градуируемого датчика. При градуировке источник излучения перемещают поворотом вокруг оси и располагают его последовательно над абсолютным датчиком и над градуЗт ируемым датчиком 2.Недостатком известного устройства является низкая точность градуировки вследствие того, что точность совмещения абсо 845021лютного и градуируемого приемников относительно источника излучения зависит от точности расположения посадочных мест приемников относительно оси поворота. Как показал опыт работы, у многих градуируемых приемников концентричность окружностей корпуса и приемной поверхности нарушена в пределах долей миллиметра, что приводит к неучтенной систематической погрешности градуировки, так как приемные поверхности абсолютного и градуируемого приемников оказываются расположенными на различных расстояниях от оси поворота. Так как два защитных экрана невозможно изготовить одинаковыми, а оптические свойства их поверхностей со временем изменяются по-разному, то это также приводит к погрешности градуировки и, кроме того, при рабочих температурах градуируемых приемников ниже 0 С их приемные поверхности покрываются инеем, что также приводит к погрешностям.Целью изобретения является повышение точности градуировки.Для достижения поставленной цели в него введены направляющие, расположенные на одинаковом расстоянии от гнезд, каретка с закрепленным на ней экраном, установленная на направляюших с возможностью перемещения перпендикулярно направляющим, причем абсолютный датчик установлен с возможностью перемешения его перпендикулярно направлявшим. Г 1 ри этом в устройство введен зашитный кожух, герметично соединяющий систему термостатирования с плитой корпуса, а между плитой и защитным экраном расположено герметизируюшее кольцо. На фиг. 1 представлено описываемое устройство, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сбоку с частичным вырывом.Все узлы и механизмы устройства смонтированы на корпусе 1. Вдоль задней стороны корпуса 1 расположены направляющие 2, по которым перемешается каретка 3 с экраном 4 и штангой 5.На консоли 6, перемешаюшейся по штанге 5 в вертикальном направлении, установлен механизм перемещения 7, который позволяет перемещать источник излучения 8 в горизонтальном направлении, перпендикулярном направлению движения каретки 3, По линии, параллельной направляющим 2, в плите 9 расположены гнездо для абсолютного приемника 10 лучистого теплового потока и термостатированное гнездо для установки градуируемого приемника1 лучистого теплового потока. Термостатированное гнездо представляет собой емкость 12 типа сосуда Дьюара (для хладагента, например жидкого азота) с защитным кожухом 13, присоединенным к горловине емкости 12 и нижней стороне верхней плиты 9, Между зашитным экраном 4 и плитой 9,5 10 15 20 25 зо 35 4 О 45 50 55 в которой выполнено отверстие 14, концентрично кожуху 13 установлено герметизируюшее кольцо 15, также не позволяющее выходить газообразному азоту под защитный экран 4, а направляюшее его в отверстие 16 с целью создания защитной атмосферы вокруг рабочей поверхности градуируемого приемника 11, которая предохраняется от конденсирования влаги на холодной рабочей поверхности приемника 11. Абсолютный приемник 10 снабжен механизм поперечного перемещения 17 в направлении, перпендикулярном направляющим 2.Устройство работает следующим образом.Каретку 3 ставят напротив гнезда с градуируемым приемником 11, а защитный экран 4 устанавливают так, чтобы отверстие 16 было концентрично рабочей поверхности градуируемого приемника 11.Затем каретку 3 перемещают в положение напротив гнезда абсолютного приемника 10 и устанавливают приемник 10 с помощью механизма поперечного перемещения 17 так, чтобы приемное отверстие его было концентрично отверстию 16. Поток излучения, проходящий в приемное отверстие, измеряется абсолютным приемником 10, Положение консоли 6 по высоте фиксируется. После этого каретку 3 устанавливают напротив гнезда с градуируемым приемником 11 так, чтобы отверстие 16 было концентрично поверхности приемника 11. Поскольку рабочая поверхность градиуемого приемника 11 и плоскость приемного отверстия абсолютного приемника 10 находятся на одной высоте от нижней плоскости экрана 4, а положение источника излучения 8 по отношению к экрану 4 не меняется, то после перемещения источника излучения 8 на рабочую поверхность приемника 11 падает тот же самый поток излучения, плотность которого уже измерена абсолютным приемником 1 О. Сигнал градуируемого приемника измеряют и значение его приводят в соответствии уже известному значению плотности потока излучения. Для исключения случайной погрешности эту процедуру проводят многократно. Таким образом осуществляют градуировку приемников лучистого теплового потока.При градуировке приемников, находя- шихся при рабочей температуре ниже ОфС, запотевание или покрытие инеем их рабочих поверхностей не происходит, так как приемники градуируются в среде газообразного азота, Поскольку газообразный холодный азот тяжелее воздуха, то, выкипая из емкости 12, он вытесняет воздух через отверстие 16 в защитном экране 4 из объема, заключенного внутри защитного кожуха 13 и уплотнительного кольца 15. Защитный кожух 13 и герметизирующие кольцо 15 препятствуют вытеканию выкипаюшего азота под плиту 9 корпуса 1 и под экран 4, а также проникновению атмосферного воздуха к рабочей поверхности градуируемого приемника.Как показали результаты опытного образца описываемого устройства по сравнению с известным на 0,4% повысилась точность и достоверность градуировки датчиков лучистого теплового потока в диапазоне температур выше 0 С, а в диапазоне рабочих температур приемников ниже 0 С точность повышена на 8%.Формула изобретения1. Устройство для градуировки датчиков теплового потока, содержащее источник излучения, закрепленный на штанге с возможностью перемещения по вертикали и по горизонтали, экран и корпус с плитой с гнездом для абсолютного датчика и с термостатируемым гнездом для градуируемого датчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности градуировки, в него введены направляющие, расположенные на одинаковом расстоянии от гнезда, каретка с закрепленным на ней экраном, установленным на направляющих с возможностью перемещения перпендикулярно направляющим, причем абсолютный датчик установлен с возможностью перемещения его перпендикулярно направляющим.2. Устройство для градуировкй датчиков теплового потока по п. 1, отличающееся тем, что, в него введен защитный кожух, герметично соединяющий систему термостатирования с плитой корпуса, а между плитой и защитным экраном расположено герметизирующее кольцо. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Геращенко О. А. и др. Радиационнаяградуировка батарейных датчиков теплового потока.-Теплофизика и теплотехника,1977,32, с, 15 - 17.2. Эльдаров Ф. Г. и др. Образцовая уста 20 новка для измерения плотности лучистыхтепловых потоков;еИзмерительная техникаю1979,4, с. 41 (прототип).Составитель В. Копаев Редактор О. Филиппова Техпед А. Бойкас Корректор Г.Решетник Заказ 4134/1 Тираж 907 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4