Способ определения энергетических характеристик концентраторов лучистой энергии

 

(галл м фф

Союз Сеееесеа

Социал исти маслин

Реслублик

О П И С АЙ .".Й E

ИЗОБРЕТЕН ИЯ >»697781

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.02.78 (21) 2584594/24-06 (51) М. Кл.

F24 1 3/02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— Гесудйрственный неинтет ссср не делам нзебретеннй

N еткрытнй

Опубликовано 15.11.79. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 25.11.79 (53) УДК 662.997 (088.8) (72) Авторы изобретения

P. Б. Байрамов, М. А. Гурбанязов, Н. P. Корпеев, И. С. Лискер и С. Я. Язлиев

Физико-технический институт АН Туркменской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК КОНЦЕНТРАТОРОВ ЛУЧИСТОЙ

ЭНЕРГИИ

Изобретение относится к области гелиотехники, в частности к способам исследования энергетических характеристик концентраторов лучистой энергии, которые концентрируют излучение, например солнечное, в фокусе.

Известен способ определения энергетических характеристик концентраторов лучистой энергии, например калориметрический (1).

По этому способу излучаемая концентратором энергия поглощается твердым или жидким телом с известными массой и теплоемкостью и измеряется увеличение температуры в результате поглощения энергии.

Однако калориметрический способ не позволяет одновременно в один и тот же момент времени (мгновенно) регистрировать распределение плотности потока лучистой энергии по всем точкам фокальной или в афокальных плоскостях (плоскостях, параллельных фокальной и отстоящих от нее на различные расстояния), в результате чего калориметрический способ обладает большой погрешностью из-за инерционности и усреднения плотности потока энергии на приемной поверхности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения энергетических характеристик концентраторов лучистой энергии путем регистрации лучистой энергии в фокусе концентратора и последующего дешифрирования полученной информации (2).

В области фокуса параболоидного концентратора помещается кассета с фотопластинкой, на которой фотографируется изображение Луны. Заснятая пленка затем фотометрируется на универсальном микрофото метре обычным способом, что дает возможность определить относительное распределе ние энергии в фокальном объеме.

Однако этот способ не позволяет фотографировать непосредственно изображение

Солнца (из-за сильных тепловых потоков), имеет ограничение по спектральной чувствительности, неустойчив по температуре, изображение получается в виде непрозрачных участков на прозрачном фоне, что при дешифрировании приводит к большим погрешностям. Фотопластинки (фотопленки) не позволяют повторной регистрации.

69778

Цель изобретения — повышение точности.

Цель достигается тем, что по предлагаемому способу регистрацию производят на магнитную пленку с полосовой доменной структурой («закритическую» магнитную пленку), предварительно намагниченную до насыщения, помещенную во внешнее маг5 нитное поле, направленное перпендикулярно полосовым доменам, имеющее напряженность, не превышаюшую значения, вызывающего перемагничивание пленки до ее экспонирования в фокусе концентратора, а дешифрирование производят по углу поворота вектора намагниченности магнитной пленки.

Кроме того, для обеспечения постоянства условий при многократных определениях регистрацию производят на одну магнитную пленку, которую перед каждым экспонированием перемагничивают.

Магнитные пленки для реализации способа можно изготовлять различными методами, например вакуумным напылением, электролитическим осаждением и др.

Метод вакуумного напыления состоит в следующем: металл (например Fe, Ni, Со или их сплавы), который должен быть осажден, расплавляют в вакууме: на пути образующегося потока молекул помещают подогретую подложку, на которой и образуется пленка. Магнитные пленки, толщина которых не выходит за пределы некоторого интервала в зависимости от температуры подложки, скорости напыления, состава пленки и т. д. имеют полосовую доменную структуру. Особенностями этих пленок являются также высокая коэрцитивная сила, большое поле насыщения термостойкости, мелкая доменная структура (ширина доменов сравнима с длиной волны света) и характерна

«закритическая» петля гистерезиса. 35

Процесс регистрации распределения плот ности потока лучистой энергии в фокусе солнечных концентраторов состоит в следующем. Пленку предварительно намагничивают таким образом, чтобы ориентировать все полосовые домены в одном направлении. Затем в плоскости пленки прикладывают магнитное поле записи в направлении, перпендикулярном полосовым доменам, величина поля выбирается несколько ниже того значения, которое может вызвать перемагничывание каких-либо участков пленки до ее экспонирования. После этого пленку экспонируют в импульсном облучении. В результате лучистого нагревания в засвеченных участках под действием поля записи щ происходит необратимый поворот вектора намагниченности (распределение углов поворота доменов) освещенных участков. Поворот происходит вследствие уменьшения коэрцитивности освещенных участков пленки, обусловленного повышением температу- »» ры этих участков, причем угол поворота вектора намагниченности однозначно свя зан с плотностью потока лучистой энергии.

4

Путем определения угла поворота вектора намагниченности (полосовых доменов) отдельных участков записанной пленки можно судить о энергитических характеристиках солнечных концентратов.

Для дешифрирования полученной информации может быть использован магнитооптический метод Керра, так как этот метод безынерционен, чувствителен, позволяет наблюдать доменные структуры относительно больших (несколько квадратных сантимеров) и локальных (несколько квадратных микрометров) участков пленок, техника метода также несложна. Она позволяет бесконтактно, без нанесения магнитной суспензии дешифрировать записанную информацию. Сущность этого метода заключается во вращении плоскости поляризации падающего света при отражении его от намагниченной поверхности тонких магнитных пленок.

Величина H 3ll3K,"гла поворота плоскости поляризации отраженного света зависят соответственно от величины и направления намагниченности в плоскости пленки. В соответствии с взаимной ориентацией вектора намагниченности, электрического вектора падающего света и плоскости падения различают три разновидности этого метода; ю полярный, меридиальный и экваториальный.

Зти разновидности магнитооптического эффекта Керра могут быть использованы для дешифрирования записанной информации на магнитную пленку с полосовой доменной структурой. При этом для многократного использования регистратора (магнитной пленки) для регистрации и дешифрирования распределения плотности потока лучистой энергии в фокусе концентратора, ее перед каждым экспонированием предварительно приводят в исходное состояние путем перемагничивания.

Использование данного способа определения энергетических характеристик концентраторов лучистой энергии обеспечивает повышение точности, так как определяемый угол поворота вектора намагниченности, однозначно связанный с плотностью потока лучистой энергии, зависит от разрешающей способности и точности определения угла поворота плоскости поляризации зондирующего света магнитооптической установки; расширение диапазона спектральной чувствительности за счет неселективности магнитных пленок для спектра солнечного излучения; возможность непосредственной регистрации распределения плотности потока лучистой энергии Солнца в области фокуса концентраторов за счет термостойкости этих пленок; возможность многократного повторения циклов регистрации — дешифровка на одной и той же пленке, при этом повышается повторяемость результатов за счет обеспечения постоянства условий регистрации.

697781

Формула изобретения

Составитель А. Смирнова

Редактор В. Трубченко Техред О. Луговая Корректор М. Пожо

Заказ 6008/27 Тираж 850 Подписное

ЦИ И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПП П с Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Способ определения энергетических характеристик концентраторов лучистой энергии путем регистрации лучистой энергии в фокусе концентратора и последующего дешифрирования полученной информации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, регистрацию производят на магнитную пленку с полосовой доменной структурой, предварительно намагниченную до насыщения, помещенную во внешнее магнитное поле, направленное перпендикулярно полосовым доменам и имеющее напряженность, не превышающую значения, вызывающего перемагиичивание пленки до ее э:спонирования в фокусе концентратора, а дешифрирование производят по углу поворота вектора намагниченности.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения постоянства условий при многократных определениях, регистрацию производят на одну магнитную пленку, которую перед каждым экспонированием перемагничивают.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тепляков Д. И. Калориметрические ис10 следования концентратора солнечной термоэлектрической водоподъемной установки.

«Преобразователи солнечной энергии на полупроводниках», М., «Наука», 1969, с. 109—

125.

2. Солнечнй1е высокотемпературные пе15 чи под ред. Баума В. А., М., «Иностранная литература», 1960, с. 18 — 19.