Калориметрическое устройство

ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 07.08. 78 (21) 2653241/ 8-25с присоединением заявкиЬеударстеенный кеинтет СССР(23) Приоритет аф делам нзобретеннй и открытий. 1 (088,8) Дата опубликования описания 18,10,81(54) КАЛОРИМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к технике измерения излучения высоких энергий.ипредназначено для построения соответствующей аппаратуры, обеспечивающейизмерения непосредственно в процессерабочей эксплуатации источников излучения.Известен пондеромоторный измерительмощности и энергии излучения лазеров,содержащий чувствительный элемент ввиде ферромагнитного шарика с прием 0ной алюминиевой пластиной, которыйподвешен в магнитном поле соленоидаНедостатками измерителя являютсятюотносительно низкая чувствительностьи узкий диапазон измерений, обусловленные необходимостью создания такогорегулируемого магнитного поля, которое удерживало бы шарик в границах20поля при воздействии мощного излучения, а также пониженная точность,так как измерения ведутся в частисечения пучка излучения,Известен калориметр для лазеров большой мощности, в котором в качестзе поглощающей среды используется стеклянный фильтр с медным диском 21,Недостатком известного устройства является относительно низкая точность измерений, обусловленная тем, что поверхность поглощающей среды сравнительно мала по отношению к апертуре излучения.Наиболее близким к предлагаемому является калориметрическое устройство, содержащее кювету с водой, термоэлектрический преобразователь, регистратор максимального значения сигнала и приемник излучения 3.Недостатком известного устройства является ограниченная возможность применения, обусловленная необходимостью перекрытия пучка излучения в процессе измерений. В ряде случаев это недопустимо либо по условиям технологии применения источников излучения (нарушается.,например, техноло;.гический процесс)1 либо из-за ограниченности диапазона измерения самихкалориметров, обусловленной барьеромтеплового разрушения,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства.Цель достигается тем, что приемник излучения выполнен в виде сферической камеры с входным и выходнымокнами, внутри которой расположенычастицы из Ферромагнитного материала,шлюзовой камеры, электромагнита длясоздания поля магнитного подвеса,установленного на поверхности сферической камеры, электромагнита дпясоздания постоянного магнитного поля,размещенного вокруг наружной поверхности шлюзовой камерьц устройстводополнительно снабжено системой закрытия шлюзовой камеры,. включающееэлектромагнит с подвижным сердечником,поплавок и нить, соединяющую поплавок,расположенный внутри кюветы с водой,с подвижным сердечником электромагнита, источником постоянного и переменного тока, блоками коммутации иуправления, причем вход блока коммутации соединен с источником постоянного и переменного тока и блоком управления, а выход - с электромагнитами,На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.Устройство состоит из сферическойкамеры 1 с входным 2 и выходным 3окнами и шлюзовой камеры 4, электромагнита 5 для создания поля магнитного подвеса, электромагнита 6 длясоздания постоянного магнитного поля,частиц 7 из Ферромагнитного материала, кюветы 8 с водой, термоэлектрического преобразователя 9, окна 10с поплавком 11, закрепленным на нити12, пропущенной через щель 13, прикрываемой диском 14, закрепленным нанити, которая протянута через направляющее колесико 15 и соединена с подвижным сердечником 16 электромагнита17, измерительного регистратора 18максимального значения сигнала, блока 19 коммутации, источника 20 переменного тока, источника 21 постоянноготока, блока 22 управления.Устройство работает следующим образом.Подвешенная в переменном магнитном поле, образованном электромагнитом 5, питаемым источником 20 пере 5 1 О 5 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 менного тока, масса частиц 7 из Ферромагнитного материала воспринимает энергию излучения, проходящего черезокна 2 и 3 сферической камеры 1, которая выполнена из немагнитного материала, внутренняя поверхность еепокрыта теплоизоляционным светоотражающим материалом, Поверхность сферической формы в наибольшей степениобеспечивает создание поля магнитногоподвеса требуемой конфигурации присоответствующем размещении на нейэлектромагнита 5. Вместе с тем замкнутость пространства камеры 1 уменьшает влияние окружающей среды намассу частиц 7 и ограничивает областьих перемещения,Электромагнит 5 подключается кисточнику 20 переменного тока черезблок 19 коммутации по сигналу блока22 управления. Масса частиц 7 подвоздействием поля магнитного подвеса, образованного электромагнитом 5,перемещается в пространстве сферической камеры 1. Поле магнитного подвеса задается такой конфигурации,прикоторой вся масса частиц 7 располагается в зоне пучка излучения, образующаякак бы объемный дисперсно-матричный первичный приемник излучения проходного типа. При этом энергия излучения преобразуется приемником в тепловую энергию. Требуемое время нахождения частиц 7 в зоне излучения 1 вре"мя облучения) обусловливается временем установления температуры впроцессе их нагрева и определяетсяна этапе метрологической аттестацииустройства. Перемещение (перемешивание) частиц 7 в процессе измеренияпозволяет определить энергию во всемсечении пучка и тем самым уменьшитьпогрешность, вызванную расходимостьюпучка излучения.После установления температурычастиц 7(это время выдерживается блоком управления) блок 19 коммутациипо сигналам блока 22 управления отключает источник 20 переменного токаот электромагнита 5, подключает накороткое время источник 21 постоянного тока к электромагниту 6, а затемпереключает этот источник к обмоткеэлектромагнита 17. При выключенииполя магнитного подвеса и одновременном вклюЧении постоянного магнитногополя, создаваемого электромагнитом6 частицы 7 под воздействием собственной массы и притяжения постоянного8729 Формула изобретения магнитного поля собираются в шлюзовойкамере 4, расположенной в нижней части сферической камеры 1. Кпюзовая камера 4 имеет конусообразную форму иохвачена электромагнитом 6 постоянного магнитного поля, с внешней стороныв камеру вставляется своим окном 10также конусообразной Формы кювета 8,заполненная водой, внутри которой размещен термоэлектрический преобразователь 9 (группа термоэлектрических элементов 1, Приемное окно кюветы закрывается немагнитным поплавком.11, ккоторому прикреплена нить 12, оттяги-ваемая подвижным сердечником 16 электромагнита 17. На нити 12 закрепленакрышкав виде диска 14, которая закрывает щель 13, через которую пропущенанить 12, когдапоплавок 11 не оттянутсердечником 16 электромагнита 17. Нить 2012 перемещается при помощи направляющего колесика 15,После кратковременного включенияпостоянного магнитного поля включаетсяэлектромагнит 17, поплавок 11 оттяги- твается от приемного окна 10 кюветы 8,масса частиц 7 из шлюзовой камеры 4сферической камеры 1 сбрасывается в,воду кюветы 8 и электромагнит 17по сигналу блока 22 управления отключается блоком 19 коммутации от источника 21 постоянного тока, Поплавок11 при этом возвращается в свое положение, при котором он под действиемвыталкивающей силы воды прижимается:к окну 10 кюветы 8, закрывая его,35Начинается цикл передачи тепла отмассы частиц 7 воде и преобразованиеэтого тепла в соответствующий электрический сигнал. К термоэлектрическо 40му преобразователю 9 подключен измерительный регистратор 18 максимального значения сигнала. Достижениевыходным сигналом термоэлектрическогопреобразователя 9 максимального;значения указывает на момент окон 45чания переходного процесса, т.е.установление теплового равновесия вкювете 8. Максимальное значение этого сигнала пропорционально энергииизлучения как в известных устройствах калориметрического типа.Регистратор 18 максимального значения сигнала после завершения циклаизмерения сигнализирует блоку 2255управления о возможности подготовкик новому циклу. По сигналу регистратора 18 максимального значения сигнала включается электромагнит 17,86 бпоплавок 11 оттягивается от окна 10кюветы 8 в сторону, после чего одновременно включаются поле магнитного1подвеса .и постоянное магнитное поле,которое теперь пульсирует,что достигается периодическим подключениемисточника 21 постоянного тока кэлектромагниту 6. Под воздействиемполя магнитного подвеса частицы 7устремляются из кюветы 8 вверх через шлюзовую камеру 4 в сферическуюкамеру 1, Пульсирующее магнитноеполе, образуемое электромагнитом 6,задает при этом частицам 7 определенное ускорение и через некоторое время, необходимое для перемещения час- :тиц из кюветы 8 (определяется наэтапе метрологической аттестации устройства), оно выключается, Для того,чтобы частицы 7 при движении из кюветы 8.не задерживались ее верхнейчастью, последняя выполнена в формеусеченного конуса, заканчивающегосяокном 10,Масса частиц 7 с кюветой 8, заполненной водой, образуют жидкостный калориметр с выносным дисперсно-матричным приемником излучения. Такая конструкция калориметра с первичным(мас са частиц - вода)н вторичным (водатермоэлектрические элементь 11 преобразователями позволяет устранить недостатки известных устройств и тем са- .мым расширить возможности примененияжидкостных калориметров, при помощи1которых можно выполнять измерениябез перекрытия излучения и поэтомуиспользовать их также и в системахавтоматического регулирования параметрами излучения ОКГ, например, в технологическом процессе; расширить диапазон измерений благодаря применениюжидкостного калориметра с выноснымдисперсно-матричным приемником,1. Калориметрическое устройство, содержащее кювету с водой,термоэлектрический преобразователь, регистратор максимального значения сигнала и приемник излучения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что,.с целью расши-, рения функциональных возможностей, приемник излучения выполнен в виде сферической камеры с входным и выход 4 ным окнами, внутри которой расположе,ны частицы цз ферромагнитного материала, шлюзовой аамеры, электромагниСоставитель Д,Баклановедактор И. Черный Техред Ж.Кастелевич Корректор Г. Ога каз 9012/61 Тираж ВНИИПИ Государствен по делам иэобрет 113035,Ж, Хосква, 910 Подписноого комитета СССР ии иаушск крыти аб., д Филиал ППП "Патент ород, ул. Проектная 7 872986 8та для создания поля магнитного под- нительно снабжено источником постоянвеса, установленного на поверхности ного и переменного тока, блоком комсферической камеры, электромагнита мутации и блоком управления, причемдля создания постоянного магнитного вход блока коммутации соединен споля, размещенного вокруг наружной источником постоянного и переменногоповерхности шлюзовой камеры. тока и блоком управления, а выход -2. Устройство по п.1, о т л и- с, электромагнитами.ч а ю щ е е с я тем, что оно допол Источники информации,нительно снабжено системой закрытия принятые во внимание при экспертизешлюзовой камеры, включающее электро- О 1, Авторское свидетельство СССРмагнит с подвижным средечником, В 318112, кл, Н 0183/02, опублик,поплавок и нить, соединяющую поплавок, 1971,расположенный внутри кюветы с водой, 2. Патент США В 3575048,с подвижным сердечником электромаг- кл. Я 01 К 17/00, опублик. 1971.нита, 3. Патент США Ф 3483747,3. Устройство по п,1, о т л и - кл, Я 01 К 17/00, опублик, 1969ч а ю щ е е с я тем, что оно допол- (прототип),