Пневматический приемник излучения

 

Оп иСАЙЙе

53547I

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБ ЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.04.75 (21) 2131794/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.76. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 20.06.77 (51) М, Кл G 01J 5/42

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 536.531(088.8) (72) Автор изобретения

А. О. Салль (71) Заявитель (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИЕМНИК ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к радиационной пирометрии и используется в пневматических приемниках энергии излучения, основанных на измерении амплитуды акустических колебаний давления газа при поглощении им модулированного потока энергии излучения.

Известны пневматические приемники излучения, которые содержат входное окно и металлический корпус. Внутри корпуса выполнена лучеприемная полость, микрофон и балластная полость.

Однако такие приемники излучения отличает недостаточная селективность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является пневматический приемник излучения, содержащий корпус, окно, лучеприемную полость с поглощающим изучение газом, микрофон и балластную полость.

Недостатком устройств такого типа также является недостаточная селективность, вызванная тем, что наряду с полезным селективным поглощением излучения газом в лучеприемной полости наблюдается балластное нежелательное поглощение модулированного излучения окном и стенкой приемника. Это ведет к их периодическому нагреву и охлаждению. Колебания температуры благодаря теплопроводности передаются газу, находящемуся в лучеприемной полости. При колебаниях температуры газа возникают изменения его давления, которые воспринимаются микрофоном, Вследствие этого приемник излучения чувствует не только то селективное излучение, которое поглощается газом в лучеприемной полости в пределах длин волн, соответствующих полосе поглощения этого газа, но и чувствует излучение вне этой полосы, т. е. излучение других длин волн, поглощае10 мое окном и корпусом приемника.

Цель изобретения — повышение селективности.

Это достигается тем, что в предлагаемый пневматический приемник излучения введен

15 зеркальный круглый экран, а окно выполнено в виде части параболоида или эллипсоида вращения с зеркальной поверхностью, например металлизированной, а экран расположен в центре плоской части окна и его диаметр

20 равен диаметру лучеприемной полости, расположенной внутри окна, при этом радиус с I лучеприемной полости, входной радиус R окна и расстояние F от вершины зеркальной поверхности окна,до ее фокуса связаны сле25 дующим соотношением:

0,5 )/ гД(Р(0,35R. (1)

Устранение непосредственного теплового контакта газа в лучеприемной полости с ме30 таллическим зеркалом (металлической стенкой), неселективно поглощающим излучение, достигаемое такой конструкцией, сводит к минимуму переменный приток тепла к газу лучеприемной полости от металла, температура которого колеблется в такт с модулированным излучением, поглощаемым металлом. В результате этого поглощение излучения металлом практически не чувствуется приемником.

Кроме того, излучение попадания в лучеприемную полость, проходит в окно путь L„„ равный (2) который можно значительно увеличить, подобрав оптимальным образом параметры приемника, например, в соответствии с услонием (1). Благодаря увеличению длины пути луча в окне, поглощаемое им балластное излучение распределяется по большому объему.

Кроме того, оказывается, что поглощение излучения окном в предложенном приемнике происходит очень интенсивно у плоского края окна (где излучение поступает в окно) и очень слабо в области, окружающей лучеприемную полость. Поэтому, во-первых, амплитуда колебаний температуры окна за счет поглощения балластного излучения резко уменьшается, и во-вторых, это уменьшение наблюдается особо интенсивно в области, прилегающей к лучеприемной полости. В результате поглощение балластного излучения окном значительно слабее воспринимается газом лучеприемной полости (и приемником излучения в целом), чем в известном приемнике.

Данный приемник практически чувствует только то селективное излучение, которое поглощается газом лучеприемной полости в пределах полосы поглощения этого газа, и практически не реагирует на излучение вне этой полосы, поглощаемое материалом окна и металлической стенкой камеры.

На чертеже показан предлагаемый пневматический приемник, содержащий окно 1 и корпус 2, внутри которого расположен микрофон 3, разделяющий лучеприемную полость

4 и балластную полость 5. Последняя служит для обеспечения необходимого акустического режима работы микрофона, а лучеприемная полость воспринимает измеряемое излучение.

Световой луч АВ после отражения в точке В от фоку сир ующей зеркальной поверхности (она отделяет окно 1 от балластной полости

5) изменяет направление распространения и поступает в лучеприемную полость 4. Непоглощенное газом излучение продолжает рас535471

4 пространяться в направлении ВС и после отражения от зеркальной поверхности в точке

С выходит из окна (луч CD). Ha внешней (наружной) поверхности окна расположен

5 экран 6, задерживающий ту часть измеряемого излучения, которая могла бы попасть в лучеприемную полость, минуя отражение от фокусирующего излучения параболоидного зеркала. Таким образом, в полость 4 поступа10 ет только то излучение, которое проходит определенной длины путь в толще материала окна. Соотношение (1) между основными размерами приемника необходимо выполнить для того, чтобы этот путь был не менее неко15 торого предельного минимального значения.

Кроме того, выполнение соотношения (1) позволяет на достаточную величину удалить лучеприемную полость от источников температурных волн — экрана и зеркала и во избе20 жание ухудшения селективности исключить попадание отраженного луча CD в экран 6 (с внутренней стороны).

При расчете фокусного расстояния F пользуются правой частью неравенства (1), т. е.

25 полагают F=Î;35R, если балластное излучение (сопутствующее измеряемому) поглощается в основном экраном и зеркалом, и левой частью неравенства, полагая F =0,5 ) rR, если балластное излучение поглощается пре30 цмущественно материалом окна. В том случае, когда спектральный состав балластного излучения и спектральные характеристики примененных в приемнике материалов неизвестны, можно приближенно пользоваться сред35 негеометрическим значением

F = — V0,5 Р rP 0,35R ж 0,42" Я . (3)

Формула изобретения

Пневматический приемник излучения, содержащий корпус, окно, лучеприемную полость с поглощающим излучение газом, микрофон и балластную полость, о т л и ч а ю45 щийся тем, что, с целью повышения селективности, в него введен зеркальный круглый экран, а окно выполнено в виде части параболоида или эллипсоида вращения с зеркальной поверхностью, например металлизированной, а экран расположен в центре плоской части окна, и его диаметр равен диаметру лучеприемной полости, расположенной внутри окна, при этом радиус r лучеприемной полости, входной радиус R окна и расстояние F от вершины зеркальной поверхности окна до ее фокуса связаны следующим соотношением:

0,5 PrR

535471

Составитель В. Зуев

Редактор И. Шубина Техред Л. Гладкова Корректор А. Николаева

Заказ 1119/1 Изд. № 410 Тираж 815 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2