Способ определения работы выхода коллектора термоэмиссионного преобразователя
Изобретение относится к прямому преобразованию тепловой энергии в электрическую термоэмиссионным методом. Цель изобретения - увеличение точности определения работы выхода коллектора. Поставленная цель достигается тем, что измерение зависимости напряжения холостого хода от температуры коллектора начинают с Тс на 25-50°С ниже температуры резервуара Т« для образования жидкой фазы рабочего тела цезия с известной работой выхода на поверхности коллектора. При установлении у поверхности эмиттера термодинамического равновесия и сохранении этого условия в процессе измерения работы выхода коллектора , например, путем изменения температуры коллектора при заданном и поддерживаемом постоянном давлении насыщенного пара рабочего тела, изменение напряжения холостого хода будет соответствовать изменению работы выхода коллектора. В описании приведено выражение для определения работы выхода коллектора тсс. 1 ил. $ (Л to ;о 00 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК др 4 Н 01 J 45/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ г,!
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3843620/24-2! (22) 07.01.85 (46) 23.03.87. Бюл. № 1! (72) 3. А. Оганезов, Л. С. Тимошенко и В. К. Цхакая (53) 621.36 (088.8) (56) Lee Т. J. и др. Измерение контактной разности потенциалов. В И. Б. ВИНИТИ
ППТЭЭ и ТЭ. Вып. 2 (67), 1968, с. 112.
Термоэмиссионные преобразователи и низкотемпературная плазма. /Под ред.
Б. Я. Мойжеса и Г. Е Пикуса. М.: Наука, 1973, с. 286. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАБОТЫ
ВЫХОДА КОЛЛЕКТОРА ТЕРМОЭМИССИОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к прямому преобразованию тепловой энергии в электрическую термоэмиссионным методом. Цель
„„SU„„1298811 А1 изобретения — увеличение точности определения работы выхода коллектора. Поставленная цель достигается тем, что измерение зависимости напряжения холостого хода от температуры коллектора начинают с Т- на
25 — 50 С ниже температуры резервуара Т для образования жидкой фазы рабочего тела цезия с известной работой выхода ", на поверхности коллектора. При установлении у поверхности эмиттера термодинамического равновесия и сохранении этого условия в процессе измерения работы выхода коллектора, например, путем изменения температуры коллектора при заданном и поддерживаемом постоянном давлении насышенного пара рабочего тела, изменение напряжения холостого хода будет соответствовать изменению работы выхода коллектора. В описании приведено выражение для определения работы выхода коллектора х . 1 ил.
12988
Изобретение относится к прямому преобразованию тепловой энергии в электрическую термоэмиссионным методом и может быть применено для исследования характеристик термоэмиссионных преобразователей.
Цель изобретения — повышение точности определения работы выхода коллектора.
Поставленная цель достигается тем, что измерение зависимости напряжения холосто- 10 го хода от температуры коллектора начинают с Т на 25--50"С ниже температуры резервуара Т» для образования жидкой фазы рабочего тела цезия с известной работой выхода х на поверхности коллектора. При установлении у поверхности эмиттера термодинамического равновесия и сохранении этого условия в процессе измерения работы выхода коллектора, например, путем изменения температуры коллектора при заданном и поддерживаемом постоянном давлении насыщенного пара рабочего тела, изменение напряжения холостого хода будет соответствовать изменению работы выхода коллектора и определяется выражением „= — х, + — "-"+ Кт,i (() ее(,>"
М Z„.()- )1) (1 где Х вЂ” — работа выхода коллектора;
Е;„„— — потенциал ионизации атомов рабочего тела;
Т, температура электронов в плазме;
iI(,. — плотность состояний электронов; (I(„--- концентрация атомов;
P,, = 3/2ф; — ширйна межэлектродного зазора; — длина свободного пробега электронов; 35
D,E — — коэффициент диффузии электронов у эмиттера;
D„-- коэффициент диффузии ионов у коллектора; т= — - — отношение температуры коллектора
Т к температуре эмиттера Тк 4О
При повышении температуры коллектора на кривой зависимости напряжения холостого хода от Т, получают плато,соответствующее работе выхода жидкого рабочего тела, например цезия, которое в точке Т =
Т» с началом испарения жидкой фазы
45 резко переходит во второе плато, соответствующее многослойному адсорбированному. покрытию.
В области Т (Т» выражение (1) записывается
И,т„„-;К„и+ д - + КтЛ ((„,;) р „,*), фр » 1- ее звездочкой отмечены значения D «и Г при
Т = — T». В произвольнои точке кривои
V,„1(Т ) 1I)
v =--x,+-т- - — ктти ((-А -) л2йе 1
Л(а 1Эсе О+т-) 11
Поскольку измерения V;. и Хс производятся относительно реперного уровня Ч< Т„, можно записать
V-) -r„— Vx,— — (Ъ --X:) -+-кт, п
D 1+ (Р (1 («с). ) ледовател ьно
Хе=Н„„,=.-ст» — V„.:,+Х вЂ” кТ,,1пD 1 (2)
D;, 1 т
Расчет показывает, что зависимость логарифмического члена 8(2) от температуры коллектора с достаточно высокой точностью (не хуже +-0,005 эВ) можно экстраполировать линей ной за виси мостью 1,4.10 (Те—
Т»). В результате тт.е = Нте(» — Н;,+7(к — 1,4-10 (Те — Т») (3)
Пример. Измеряется работа выхода коллекторов из никеля, ниобия и молибдена в области давлений насыщенного пара цезия от 1 до 4.10 Па. 1 емпература коллектора меняется .от Т (Т» до Т—
-1100 К.
При выбранных значениях Т» и Т, проводится запись зависимости напряжения холостого хода V,„ от температуры коллектора Т, на духкоординатном самописце, на ось у которого подается напряжение холостого хода, а на ось х — сигнал температуры коллектора от хромель-алюмелевой термопары.
На чертеже представлены зависимости напряжения холостого хода Н„от температуры коллектора (кривые 1 и 2), снятые при давлении пара цезия 6,65 10 Па (Т)т =525,5 К) и Т, =- 1535 К для N< коллектора, в качестве эмиттера служит монокристалл % ((12).
Кривая l соответствует записи зависимости в направлении возрастания температуры коллектора, а кривая 2 — в направлении убывания температуры. На кривой
2 не наблюдается плато напряжения V/,„, соответствующее жидкой фазе цезия на коллекторе, что связано с необходимостью переохлаждения коллектора на 25 — 50 С в зависимости от величины давления насыщенного пара цезия для образования жидкой фазы на коллекторе. С образованием жидкой фазы при повышении температуры коллектора до Т, (Т„на кривой 1 наблюдается плато 3 достаточно протяженное (-25 ) для его достоверной регистрации, соответствующее работе выхода жидкого цезия. Дальнейшее повышение температуры приводит к резкому переходу, связанному с испарением жидкой фазы в точке Т = T к второму плату 4 на кривой, соответствующему многослойному покрытию адсорбированного цезия, а в последующем к характерному изменению работы выхода для по129881 1
Формула изобретения
fñ,ç8 чхх
В
2,5
2,0
1,0
1100
900
500 тя
700
Тс 71
Составитель А. Антонов
Редактор Н. Тупица Техред И. Верес Корректор И. Муска
Заказ 751/54 Тираж 699 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4
3 крытий меньше монослоя. Работа выхода, отсчитанная от уровня напряжения холостого хода, соответствуюшего жидкой фазе цезия на коллекторе, представлена на кривой 5, где работа выхода жидкого цезия приня а равной 1,95 эВ. Поправка на изменение Х, с температурой коллектора на чертеже не учтена.
Способ определения работы выхода коллектора термоэмиссионного преобразователя, снабженного резервуаром с цезием, включающий измерение напряжения холостого хода в зависимости от температуры коллектора и оценку величины работы выхода, отличаюикайся тем, что, с целью повышения точности, измерение напряжения холостого хода начинают с температуры коллектора, при которой он покрыт жидким цезием, затем повышают температуру коллектора, а работу выхода коллектора Хс оценивают по соотношению
Х,=Х +Ч„„(т„— V„„— 1,4 164(Tc — т„), где Х вЂ” работа выхода цезия, В;
Т. — температура коллектора. К;
T„ — температура резервуара с цезием, К;
V„„> (T„-напряжение холостого хода при
X =Х, В;
V,, — напряжение холостого хода при температуре коллектора Т,, В.
