Радиометр

Радиометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К етОРСКОМХ СВИДВтЕЛЬСтВЮ

Союз Советскик

Соцмалмстймескик

Респубпмн

f Л» фф:, Вк„т счев „ - 188 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 03.02.78 (23) 2576428/18-25 с присоединением заявки № г (51> М. Кл;

& 01- J 5/02

Гееударетееяяий «метет

СССР ее делам яэебретеяяя я вткрнтяя (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.7Яэюллетень № 26 (53) УДК 536. .52(088.8) Дата опубликования описания 18.07.79! (72) Автор изобретения

Д. М. Шербина (7l) заявитель (54) РАДИОМЕТР

Изобретение относится к радиометрии и может использоваться в метрологии лучистых потоков.

Для измерения лучистых потоков используют различные типы радиометров, иэ которых более точными считаются обладающие внутренней градуировкой.

К ним относятся и радиометры с компенсацией измеряемого потока мощностью электрического нагрева, преимуществом которых являются простота, воэможность автоматизации -процесса компенсации и высокая точность измерения компенсирующей мощности ll) Однако компенсирующая мощность может оказаться не равной измеряемому потоку. Во-первых, не весь падающий поток может поглощаться радиометром,, во-вторых, воздействие лучистого потока и электрического нагрева на чувствительный элемент радиометра может оыть различным из-за неидентичности возникающих температурных полей.

Наиболее близким к предлагаемому является радиометр, представляющий собой полый шар с малым входным отверстием, на котором установлена термобатарея, находящаяся в плоскости симмет« рии падающего потока и радиометра f2).

Отдельные термопары расположены с неравномерным шагом, так как каждая приходится на равновеликую кольцевую зону, в пределах которой температура практиЕВ чески одинакова. Степень черноты такой . полости высока, а выходной сигнал пропорционален интегралу от проходящего (переизлучаемого) потока независимо от конфигурации температурного поля, имею15 щего ось симметрии

Однако температурное поле, обладающее осью симметрии, возникает только в вакууме. На воздухе, как показали эксперименты с жидкими кристаллами, на-.

20 несенными на поверхность рааиометра, под влиянием конвекции вне радиометра симметрия отсутствует и интегрирование потока проводится неточно, что пре673865

3 пятствует применению данного радиометра в метрологии при работах на воздухе или в атмосфере других газов.

Целью изобретения является повышение точности измерения лучистых потоков в условиях конвекции.

Поставленная цель достигается за счет того, что радиометр, выполненный в виде шаровой полости с электрическим нагревателем и термопарами, снабжен узлом для выравнивания коэффициентов теплоотдачи, выполненным в виде привода, совершающего во время измерения колебания шара относительно оси его симметрии.

На фиг, 1 и 2 изображен предлагаемый радиометр в двух проекциях.

На основании 1 установлена стойка 2, через которую пропущена ось 3. На оси закреплен радиатор 4,; представляющий собой два неполных кольца, расположенных в перпендикулярных плоскостях и скрепленных на противоположной стороне с входным конусом 5, к которому прикреплен полый шар 6 с отверстием, входящим внутрь конуса 5. Внутри шара размещен проволочный подогреватель 7, на поверхности размещены горячие концы термобатареи 8, холодные кон щ разме.щены на радиаторе 4. На стойке 2 установлен электродвигатель 9, ось которого соединена с осью 3 радиометра. На оси 3 находится кулачок, управляющий тумблером 10, с помощью которого реверсируется вращение двигателя.

Работает радиометр следующим образом.

Излучение, ограниченное входным ко-. нусом 5, попадает внутрь шара 6 через его входное отверстие и поглощается, после переотражений стенками, вызывая нагрев стенок и воздуха. С помощью мотора шар приводится во вращение, при этом с помощью переключателя направление вращения периодически изменяет- ся, так что происходит покачивание шара относительно оси симметрии. При этом горячий воздух не скапливается и .одном месте (вверху шара), а омывает его равномерно. Воздух отдает тепло стенке шара, и через некоторое время устанавливается равновесие, при котором отдаваемое во внешнее пространство тепло равно входящему в шар потоку.

По закону HbloTOBB этот поток

Р = 1 х (т-т ) d8

rae 4 - коэффициент теплоотдачи;

4 P — температура наружной поверхности шара;

, — температура окружающей среды;

d3 — элемент поверхности шара.

Коэффициент ef зависит от температурного перепада Т"То, от геометрии поверхности (в том числе микрогеометрий) и от направления конвективных токов и их скорости. Так как температура ша1О ра мало отличается от точки к точке, то первая зависимость пренебрежимо мала.

Шар — единственная фигура, имеющая всюду одинаковую кривизну при полировке и микрогеометрия всюду одинакова.

Для уравнивания конвективных токов применено покачивание шара относительно оси симметрии на + 300 с помощью

Ю реверсивного двигателя Поэтому можно считать (= со й. Заменяя интеграл суммой, получают р=43е а

ps где к. — радиус шара; и — число термопар;

t - температурный перепад в точке а.

Подставляя выражение термоЭДС т -ой термопары, получают

КР

И =БЖ где М - ЗДС термобатареи, К вЂ” коэффициент термоэлектрического преобразования термопары.

Измерив ЭДС, перекрывают поток и включают подогреватель 7, доводя нагрев до уровня, соответствующего примерно значению ЭДС И >, после чего измеряют электрическую мощность Р© . Так как соотношение ЗДС остается прежним, легко находят измеряемый поток:

При совпадении М -" Ма, что желательно ввиду воспроизведения при замещении теплового режима, который устанавливается при измерении, измеренный поток равен электрической мощности подогревателя.

Формула изобретения

Радиометр, включающий шаровую полость с электрическим подогревателем итермоцарами, отличеющийс я тем, что, с целью повышения точ1 ности измерения лучистых потоков в условиях конвекции„он снабжен узлом для

673865

Составитель В. Зуев

Редактор Т. Юрчикова Техред 3. Фанта Корректор М. немчик

Заказ 4060/37 Тираж 765 Подписное

ЦНИИПИ 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

5 выравнивания коэффициентов теплоотцачи, выполненным в вице привода, совершающего во время измерения колебания шара относительно оси его симметрии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Геращенко О. А. Основы теплометрии, Киев, "Наукова Думка", 1971, с. 28.

2. Журнал "Приборы и техника эксперимента ¹ 5, 1976, с. 81.