Способ осуществления модели ачт при температуре фазового перехода и устройство для его осуществления

 

ле-pq „„ с-алехинqe „, б ..., „„„

Союз Советекнк

Социалнстичеекнк

Республик

К АВТОРСКОМ (22) Заявлено 150977 (21) 2527710/18 25 (О) Дополнительное к авт. свид-ву () щ,т 2

G 01 Ю 5/02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Государственный коинтет

СССР по делам нзобретеннй я открытнй

Опубликовано 300580. Бюллетень ¹ 20

Дета опубликования описания 05. 06 . 80 (53) УДЦ 6 2 1 . 3 . 0 32 . .3(088,8) A. А. Телегин, В. К. Карташов, Б. С. Якубов и В. A. Заболотный (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Харьковский авиационный институт (54) СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ МОДЕЛИ АБСОЛЮТНО ЧЕРНОГО

ТЕЛА ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано прежде всего в метрологии при осуществлении постоянных (реперных) точек

Международной практической температу(ной шкалЫ (МПТШ) или термодинамической температурной шкалы (ТТШ) и при создании государственных специальнйх эталонов единиц энергетических харак-")0 теристик непрерывного излучения сплошного спектра как образцовых средств

/ измерений высшей точности, а также при построении прецизионных средств градуировки датчиков (первичных измерительных преобразователей) лучистых потоков, основными элементами которых являются модели абсолютно черного тела, и при,измерении теплофизических параметров и свойств электропроводных материалов, когда .требуется переход через точку плавления, со= хранение чистотй материала и знание его температуры в жидкой фазе.

Известны способы создания моделей 25 абсолютно черного тела (АЧТ) при температуре фазового перехода электропроводных материалов, в частности,металлов. Их сущность сводится к реали зации при нагреве в электропечи фазо- 30 вого перехода металла, окружающего излучатель, который выполнен в виде тонкостенной трубки иэ огнеупорного .материала, имеющей дно>или графитового тигля (1).

Из-за несовпадения материала, образующего излучающую полость, и материала, для которого реализуется фазовый переход, температура стенок полости не совпадает с температурой фаэового перехода ввиду возникновения .перепада температур в стенке трубки илн в стенке тигля. Кроме того, имеет место отличие температуры в верхней части полости, т. е. иэотермична не вся полость, моделирующая черное тело. Прн использовании тугоплавкнх металлов трудно или невозможно обеспечить отсутствие Эагрязнения металла, которое приводит к изменению температуры его фазового перехода.

Создание таким способом моделей при температурах фазового перехода тугоплавких металлов затруднено также изэа термического разрушения излучате- "" лей.

Известен способ создания модели черного тела при температуре фазового перехода металла, который в прин 1 37792 ципе не отличается от вышеуказанного способа, но при котором, как и в предлагаемом способе создания модели АЧТ при температуре фазового перехода, нагрев осуцестнляется высокочастотным электромагнитным полем (2). Излучателем служит трубочка из плавленной окиси тория. Трубочку погружают в платину, находящуюся в стакане, из плавленной окиси торня. Нагрев платины осуществляется обмоткой индукционной высокочастотной дечи. При измерениях платину разогревают до плавления, а затем дают остыть. В течение некоторых интервалов времени, когда происходит плавление и отнердевание платины, температура остается постоянной. Трубочка, внутренняя поверхность ко-торой служит источником излучения., принимает температуру окружаюцей ее платины. По сравнению с первйм рассмотренным способо сочетание окиси тория и платины устраняет загрязнение, т. е, изменение температуры фазоного перехода, но все указанные выше недостатки данный способ не устраняет. Следонательно, неравенство температуры внутренней поверхности трубки температуре затвердевания металла получается из-за того, что модель, создаваемая этим способом, не является иидкометаллической. известны устройства для плавки ме таллов во взвешенном состоянии, которые содержат индуктор, имеющий оснонные и обратные нитки, а для предотвращения вытекания расплава в точках, где плотность вихревых токов равна нулю, предложено использовать инерционность металла и вращающееся магнитное поле.

Установлено, что медленное вращение расплавленной капли стабилизирует ее форму и позволяет увеличить массу расплава.

Из известных устройств плавления металлов во взвешенном состоянии наиболее близким по технической суцности является устройство, представляющее собой индуктор с нижними основными и -верхними обратными витками (3) .

Врацение магнитного поля относительно вертикальной оси осуществляется механическим вращением основных и обратных витков. Расплавленный металл в виде капли находится на оси вращения индуктора.

Недостатком устройства является то, что парящий образец увлекается †вращающим магнитным полем и начинает врацаться синхронно с катушками, после чего, если еще раньше жидкий металл не был раэбрызган под действием центробежных сил, на его поверхности вновь появляются области с малой напряженностью магнитного поля. При расплавлении в таком устройстве излучателя из токопронодящего материала полость, моделирующая АЧТ, ликвидируется под действием сил поверхност"

5Î

:ного натяжения и сил взаимодействия электромагнитного поля с наведенными вихревыми токами в излучателе из-за того, что величина и направление этих сил относительно наружной поверхности излучатЕля не обеспечивают уравновешинания центробежных сил и сил тяжести, действуюцих на каждый элемен,тарный объем излучателя при переходе его материала в жидкое состояние.

Цель изобретения — повышение точности измерения температуры фазового перехода электропроводных материалов и получение более высокотемпературных моделей АЧТ.

Укаэанная цель достигается тем, что в способе излучатель выполняют непосредственно из электропроводного материала с внутренней и наружной понерхностями н виде параболоидов врацения, затем его удерживают во взвещенном состоянии в индукторе с высокочастотным электромагнитным полем, линии равной напряженности которого повторяют форму наружной понерхности излучателя, а перед расплавлением излучатель врацают вращающимся магнитным полем индуктора нокруг оси симметрии излучателя с угловой скоростью, определяемой из уравнения поверхности параболоида вращения, и устанавливают величину напряженности высокочастотного электромагнитного поля, обеспечивающую динамическое.„ равновесие каждого элементарного объема жидкого материала излучателя, и, кроме того, индуктор снабжен дополнительными катушками для создания вращающегося магнитного поля н магнитопронодом с полюсными сердечниками, на которых они размещены вместе с катушками для создания высокочастотного электромагнит" ного поля, при этом число полюсных сердечников магнитопровода равно не менее четырем, а форма концевой части полюсного сердечника такова, что сечения горизонтальными плоскостями по всей высоте сердечника ограничены двумя вертикальными плоскостями, проведенными через ось симметрии магнитопровода, угол между которыми менее

90©, и дугами, образующими часть пом верхности параболоида вращения, повторяющего эквидистантно наружную поверхность излучателя.

Выполнение излучающей полости модели АЧТ непосредственно н электропроводном материале исключает наличие тонкостенной трубки (излучателя) из огнеупорного материала, образующей излучающую полость. Удерживание излучателя из электропроводного материала в высокочастотном электромагнитном поле во взвешенном состоянии приводит к отсутствию контакта излучателя с чем-либо, а,следовательно, к отсутствию загрязнения злектропроводйого материала после расплавления, в особенности тугоплавких и нысокореакционных

737792

50 металлов, сплавов или окислов, Выполкение излучающей полостй и наружной поверхности излучателя в виде поверхности параболоидов вращения, вращение излучателя с определяемой из уравнения поверхности параболоида вращения угловой скоростью в высокочастотном электромагнитном поле с линиями равной напряженности, повторяющими наружную поверхность излучателя, и установление такой величины напряженности высокочастотного электромагнитного поля, чтобы его давление на каждый элементарный объем наружного слоя жидкого материала излучателя было. равно по величине давлениЮ от центробежных сил и сил тяжести жидкого материала 15 излучателя на тот же элементарный объем наружного слоя жидкого материала излучателя, позволяют обеспечить динамическое равновесие каждого эле- ментарного объема жидкого материала 2() излучателя, а, следовательно, и всего излучателя в целом и, таким образом, сохранить излучающую полость модели

АЧТ при переходе электропроводного материала в жидкое состоя ие, т. е. получить жидкометаллическую или жидкоокисную модель АЧТ, Жидкометаллическая модель имеет полную изотермичность, зеркальность отражения в полости, обеспечивающие возможность большего приближения эффективной излучательной способности по сравнению с диффузным характером отражения к единице. Температура излучающей полости модели совпадает с температурой плавления (фазового перехода) ее материала и может быть более высокой, чем последняя, а при использовании тугоплавких металлов, например вольфрама, и выше предельно достижимых значений температуры моделей, создаваемых известными 49 способами, в частности, из жаропрочных материалов, окружаемых металлом при фазовом переходе, и максимальной температуры твердотельной графитовой модели, значение которой равно 3000 К.

Предлагаемое устройство для реализации способа создания модели АЧТ при температуре фазового перехода электропроводных материалов представляет собой индуктор для нагрева, вращения и плавления электропроводных материалов в высокочастотном электромагнитном поле во взвешенном состоянии, содержащий катушки для создания высокочастотного электромагнитного поля.

Индуктор дополнительно снабжен катушками для создания вращающегося магнитного поля и магнитопроводом с полюсными сердечниками, на которых размещены катушки для создания высокочастотного электромагнитного поля и катушки для создания вращающегося магнитного поля. Число полюсных сЕрдечников магнитопровода равно не менее четырем, а форма концевой части полюсного сердечника такова, что сечения 65 б горизонтальными плоскостями по всей высоте сердечника ограничены двумя вертикальными плоскостями, проведенными через ось симметрии магнитопровода, причем угол между плоскостями составляет менее 90, и дугами, принадлежащими этому углу и образующими часть поверхности параболоида вращения, повторяющего эквидистантно наружную поверхность излучателя.

Наличие магнитопровода с полюсными наконечниками позволяет сформировать высокочастотное электромагнитное поле необходимой формы, а именно, чтобы линии одинаковой напряженности поля повторяли наружную поверхность излучателя. Такая форма высокочастотного электромагнитного поля необходима для того, чтобы силы взаимодействия высокочастотного электромагнитного поля с индуцируемыми в теле излучателя токами бЫли направлены перпендикулярно к наружной поверхности излучателя и соответствовали по величине, при определенной напряженности поля, результирующим силам от центробежных сил и сил тяжести, действующих на излучатель при его вращении во взвешенном состоянии. Кроме того, наличие катушек для создания регулируемого вращающегося магнитного поля позволяет,вращать излучатель с необходимой угловой скоростью, зависящей от размеров излучающей полости,без наличия скользящих контактов и коммутации цепей неподвижно установленного индуктора.

На фиг . 1. изображен общий вид устройства на магнитопроводах для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 — полюс (вид сбоку); на Фиг. полюс (вид сверху); на фиг. 4 — элект рическая схема устройства; на фиг. 5излучатель.с излучающей полостью и наружной поверхностью в виде параболоида вращения, разрез; на фиг. 6 — положение излучателя в рабочей области устройства, разрезу на фиг. / — сече ние А A на фиг. 6.

На фиг. 5 обозначены:

h — высота .излучающей полостиу

r — радиус излучающей полости на срезе, показано необходимое расположение линий равной напряженности высокочастотного электромагнитного поля, действие сил на элементарный объем вещества в трех точках излучателя;

P„ — давление Электромагнитного

I поля;

Рц — давление центробежной силы;

Р— давление силы тяжести.

Устройство. (фиг. 1), предназначен ное для реализации моделей из легкоплавких материалов, включает в себя магнитопровод, наружная часть которого состоит из четырех контурных сердечников 1, расположенных в виде квадрата, а по диагоналям квадрата установлены четыре полюсных сердечника 2.

Сердечники представляют собой пакеты

7 37792

66 ния напряжейности поля, а так как высокочастотное электромагнитное поле сформировано с помощью индуктора

1аким образом, что его линии равной

- напряженности повторяют наружную по65 верхность излучателя, то давление одинаковой толщины из электротехнической стали 3 б и размещены на одном уровне. Концевйе части полюсных сердечников 2, обращенные к центру квадрата (полюсы) имеют такую форму (фиг. 2, 3), что сечения горизонтальными плоскостями по всей высоте сер-. дечника ограничены двумя вертикальными плоскостями, проведенными через ось симметрии магнитопровода (фиг. 3), причем угол между плоскостями составляет 45, и дугами, принадлежащими этбму углу, а дуги образуют часть поверхности параболоида вращения, повторяющего эквидистантно наружную поверхность излучателя. Вышеуказанная форма полюсов позволяет образовать рабочую область, находящуюся между четырьмя полюсами. На полюсных сердечниках 2 (фйг. 1) размещены обмотки 3, 4, 5 и 6 (по одной обмотке на каждом сердечнике), предназначенные для создания высокочастотного электромагнитного поля. Обмотки 3, 4, 5 и 6 изолированы от сердечников 2 диэлектрическими планками. Обмотки 7, 8, 9 и 10; " Предназначенные дЛя создания вращающегося магнитного поля, расположены сверху обмоток 3., 4, 5, 6, соответственно, и изолированы от последних. Обмотки 3, 4, 5, 6, /, (3, 9 и lU выполнены из медной трубки и соедийены с верхним коллектором 11 и нижним коллектором 12 при помощи трубок из диэлектрика. Полюсные сердечники 2 в центре укреплены пдсредством планок

13 и 14 и четырех винтов. Наружнйй контур магнитопровода установлен э диэлектрическЪм корпусе 15. Контурные сердечники 1 поджимаются к полюсным сердечникам 2 винтами lb через уголки 17 и закрепляются крышкой 18 при помощи винтоэ 19.

Электрическая часть (фиг. 4) состоит из обмоток 3, 4, 5 и б, создающих высокочастотное электромагнйтное поле, и обмоток 7, 8, 9 и 10, создающих вращающееся магнитное поле. Обмотки

3, 4, 5 и б запитыэают от источйика

100 В, 4000 Гц и соединяют между со бой последовательно таким образом, чтобы в определенный момент времени от двух противоположно размещенных обмоток (например 3 и 5) наводились в рабочей области одноименные полюсы (например S), а от двух других обмоток

4 и 6 — одноименные полюсы N. Обмотки

7, 8, 9 и 10 запитывают от трехфазного источника 36 В, 1000 Гц и соединяют между собой попарно — 7, 9 и 8, 10. Для получения сдвига по фазе на

90 . между токами пары обмоток 7, 9 и другой пары обмоток 8, 10, используют трехфазный трансформатор 20, вторичные обйотки которого "соедийены в звезду. Обмотки 7 и 9 запитывают ли нейным напряжением, а обмотки 8 и 10фазным напряжением. Обмотки 7 и 9 со е)(иняют между собой таким образом, что если s определенный момент времени из обмотки- 7 наводится в рабочей области полюс N, то от обмотки 9— полос 3, а обмотки 8 и 10 соединяют между собой таким образом, что, если от обмотки В наводится в рабочей области полюс N, то от обмотки 10 — пол1ос Я. Первичные обмотки трехфазного трансформатора 20 подсоединены к источнику Зб В, 1000 Гц треугольником, причем одна обмотка подсоединена непосредственно к источнику, а дэе другие — через автотрансформаторы 21 и 22.

С целью проверки способа (см. акт испытаний) был изготовлен излучатель иэ алюминия с высотой излучающей до1з лости 14 мм и диаметром на срезе 8 мм (фиг. 5) . Внутреннюю полость излучателя, а именно ее форму, определяют из уравнения поверхно"ти параболоида вращения, которое справедливо при эра20 щении жидкого металла вокруг вертикальной оси ), w r

lg где )1 — высота подъема металла

Ю вЂ” угловая скорость вращающегося

25 металла;

r — перемечный радиус; ускорение силы тяжести.

Сначала определяют величину угловой скорости, с которой необходимо вращать излучатель при высоте излучающей полости 14 мм и диаметре на срезе 8 мм. Величина угловой скорости равняется 131 рад/с. Затем определяют величину переменного радиуса при изменении высоты подъема металла от

0 до 14 мм (величина угловой скорости при этом равна 131 рад/с). После этого рассчитанную излучающую полость выполняют s виде поверхности параболоида вращения в электропроводном ма40 териале механическОй обработкой, литьем или каким-либо другим способом.

Наружную поверхность излучателя также выполняют в виде поверхности параболоида вращения так, чтобы стенка

4 имела утолщение в нижней части излучателя, а диаметр на уровне среза приближался к диаметру внутренней полости. Утолщение стенки излучателя в нижней части необходимо для соответствия характера распределения давления от центробежных сил и сил тяжести на наружный слой жидкого материала излучателя характеру распределения давления - вйсокочастотного электромагнитного поля потенциальной ямы на тот же слой материала излучателя. Давление высокочастотного электромагнитного поля действует на излучатель в направлении, перпендикулярном линиям одинаковой напряженности, в сторону убыва737792

10 поля на излучатель будет. направленным по нормали к его наружной поверхности. Величину давления электромагнитного поля на излучатель определяют по уравнению „-,О н .((-к ), где Є— давление поля на излучатель; н — эффективное значение напряженности магнитного поля с наружной стороны стенки излучателя; р — магнитная проницаемость свободного пространства;

К вЂ” коэффициент, определяемый иэ графиков глубины проникновения магнитного потока в металл, причем его значение изменяется от 0 до 1.

Данление электромагнитного поля вышеуказанной конфигурации на наружный слой жидкого материала излучателя равно по величине на большей части. излучателя, если толщина его стенки одинаковая по всей высоте, а если учесть отношение радиуса наружной поверхности к глубине проникновения магнитного потока, то н нижней части излучателя давление несколько меньше.

С другой стороны, давление от центробежных сил и сил тяжести такого тонкостенного излучателя на его наружный слой жидкого материала значительно больше по величине в верхней части излучателя по сравнению с его нижней частью, так как центробежные силы изменяются пропорционально радиусу. При (О

1S

35 таком характере распределения давления от центробежных сил и сил тяжести уравновесить его давлением электромагнитного поля по всей высоте излучателя невозможно. Для того, чтобы действующее на наружный слой жидкого ма40 териала излучателя давление от центробежных сил н сил тяжести также было равньм на большей части наружного слоя обходимо утолщать к его нижней части до тех пор, пока давление от центробежных сил и сил тяжести также увеличивается от верхней части излучателя к его нижней части в соответствии с изменением давления высокочастотного электромагнитного поля. Таким образом наружную поверхность излучателя рас- 65 материала излучателя и несколько уменьшалось в его нижней части, необхо- 5 димо стенки излучателя утолщать в его нижней части (фиг. 5) . Но при толщине стенки излучателя меньшей, чем глубина проникновения магнитного потока, давление высокочастотного поля на — 50 стенку излучателя зависит от ее тблщины и уменьшается при уменьшении толщины стенки, следонательно, давление поля будет увеличиваться оТ верхней части излучателя к его нижней части 55 по мере утолщения стенки излучателя °

В данном случае стенки излучателя неI считывают иэ вышеизложенных предпоаылок. Для этого разбивают тело излучателя горизонтальными плоскостями на участки. Количество участков принимают равным 10. Толщину стенки излучателя на срезе принимают равной 0,5 мм.

Сначала определяют давление от центробежных сил и сил тяжести на наружный слой жидкого материала излучателя на каждом участке по зависимости »»»»»»»»

5 ,p = где P — давление от центробежных сил и сил тяжести материала излучателя на его наружный слой;

F„ — центробежная сила;

F — сила тяжести;

S — площадь наружной поверхности участка.

Для достижения динамического равновесия жидкого материала излучателя необходимо, чтобы Р=Р

Поэтому необходимую величину напряженности высокочастотного магнитного поля на наружной поверхности излучателя определяют иэ уравнения давления поля на излучатель при замене Р на Р р H-»k)

Значение коэффициента к определяют по вертикальной оси графика спадания плотности потока от поверхности в глубь металла. Глубина проникновения магнитного потока н жидкий алюминий при частоте электромагнитного поля

4 кГц равняется 2,7 мм:.:Утолщение стенки излучателя должно быть таким, чтобы величина напряженности высокочастотного магнитного поля была одинакова на всех участках поверхности излучателя, так как индуктор формирует высокочастотное электромагнитное поле такой конфигурации, что его линии равной напряженности повторяют наружную поверхность излучателя. Таким образом, получают излучатель с общей высотой h = 20 мм и радиусом

H наружной поверхности 1„ на срезе

4,5 мм. Высота излучающей полости h равна 14 гж, радиус излучающей полости r на срезе равен 4 мм. Масса излучателя равна 1,6 r. Затем выполненный вышеуказанным образом излучатель удерживают во взвешенном состоянии в нысокочастотном электромагнитном поле индуктора. Для этого подключают обмотки 3, 4, 5 и 6 к источнику 100 В, 4 кГц и опускают излучатель н рабочую область индуктора, образованную четырьмя полюсными сердечниками 2, отверстием излучающей полости внерх (фиг. 6) . При подключении обмоток 3, 4, 5 и 6 к источнику 100 B 4 кГц (фиг. 4) в рабочей области возникает высокочастотное электромагнитное поле, линни равной напряженности которого повторяют, наружную поверхность

737792

12 излучателя, охватывая излучатель по высоте и большей частью горизонтального сечения (фиг. 7). Потенциальная яма имеет области с малой напряженностью поля на небольших участках между полюсами магнитопровода по всей ее высоте и н нижней части. При достаточно большой силе взаимодействия между токами,индуцированными в излучателе, и высокочастотным электромаг" нитным цолем возникает состояние парения излучателя в пространстве. При этом излучатель выталкивается из зоны с большей напряженностью высокочастотного электромагнитного поля" и занимает зону с минимальной напряженностью электромагнитного поля, т. е. 5 находится в потенциальной яме, причем ось симметрии излучателя совпадает с осью симметрии магнитопровода. Уровень подъема излучателя регулируют изменением возбуждения ис- 7О точника 100 В, 4 кГц, что в конечном счете приводит к изменению подъемной силы, действующей на излучатель. Таким образом, излучатель находится во взвешенном состоянии и нагревается от высокочастотного электромагнитного поля. Начальное значение тока

i 50 А. По мере нагрева излучателя удельное электросопцотивление его материала увеличивается, а,следовательно, уменьшаются токи, индуцируемые в излучателе, и уменьшается подьемная сила, действующая на излучатель, Поэтому, для поддержания излучателя но взвешенном состоянии и на определенном уровне, необходимо изменить возбуждение йсточника питания 100 В, 4 кГц, что, н конечном счете, приводит к возрастанию напряженности электромагнитного цоля в рабочей области и увеличению подъемной силы, действу- 40 ющей на излучатель. Обмотки 3, 4, .5, б, 7, 8, 9 и 10 охлаждают водой, проходящей внутри трубок, из которых они изготовлены. Вода подводится к нижнему коллектору 12 {фиг. 1), проходит через обмотки и отводится с верхнего

45 коллектора 11. При возрастании температуры излучателя и приближении ее к температуре плавления излучатель начинают вращать вращающимся магнитным полем индуктора вокруг нертикальной оси с угловой скоростью, определяемой из уравнения параболоида враще ния. Для этого подключают обмотки 7, 8, 9 и 10 к источнику 36 В, 1 кГц, и в рабочей области возникает вращаю- 55 щееся магнитное поле, которое увлекает за собой излучатель. Необходимую скорость вращения излучателя относительно вертикальной оси определяют йз вышеуказанной зависимости 60

<в г

2g при вйСоте излучающей полости 14 мм и

-диаметре на срезе 8 мм. Необходимая 65 углоная скорость вращения равняется

131 рад/с. Скорость вращения излучателя регулируют автотрансформаторами 21 и 22 и выдерживают в соответствии с расчетным значением. Величина тока в каждой паре обмоток ссставляет 87 А, Затем перед расплавлением устанавливают такую величину напряженности выФ сокочастотного электромагнитного псля, чтобы его давление на каждый элементарный объем наружного слоя жидкого материала излучателя было равно по величине давлению от центробежных сил и сил тяжести жидкого материала излучателя на тот же элементарный объем наружного слоя ° жидкого материала излучателя. Для этого изменяют возбуждение источника 100 В, 4 кГц, увеличивая напряженность поля до рассчитанной ранее неличины 15000 А/м. Величина тока в обмотках 3, 4, 5 и б составляет 180 A. При расплавлении излучателя силы тяжести и центробежные силы, действующие на каждый его элементарный объем, уравновешиваются силами взаимодействия электромагнитного поля с индуцированными в теле излучателя токами, а инерционность материала и вращение его относительно вертикальной оси обеспечивают прохождение материала излучателя через области малой напряженности потенциальной ямы без разбрызгивания.

Таким образом, наступает динамическое равновесие каждого элементарного объема излучателя, которое обеспечинает сохранение излучающей полости модели АЧТ при переходе ее материала в жидкое состояние, т. е. реализуют жидкометаллическую модель АЧТ. При выдерживании скорости вращения излучателя и величины высокочастотного электромагнитного поля н соответствии с расчетными значениями получают заданные размеры излучающей полости модели АЧТ.

Использование предлагаемого способа создания модели абсолютно черного тела при температуре фазового перехода и устройства для его реализации, которые позволяют получить жидкометаллические и жидкоокисные модели черно го тела, когда поверхности излучателя, включая полость, являются поверхностями расплавленного металла, сплава или окисла, не находящегося в контакте с чем-либо, кром воздуха или инертного газа, обеспечивает следующие rlреимущества:

-реализуемая модель черного тела по сраннению с сущестнующими прецизионными моделями имеет иэбтермичность всех поверхностей и всего объема электропроводного материала излучателя; позволяет получать модели,". более высоким качеством, а именно, лучшим приближением к единице эффективной иэлучательной способности;

737792

45

Формула изобретения

55 электропроводный материал модели и материал излучателя совпадают, а не раздельны, как при существующих применяющихся способах, что ликвидирует разницу температуры фазового перехода электропроводного материала и температуры излучающей полости.

Эти преимущества вместе обеспечивают более высокую точность измерения и воспроизведения температур фазового перехода, что имеет большое значение для построения и использования модели АЧТ как эталонов единиц енергетических характеристик непрерывного излучения сплошного спектра, эталонов энергетической освещенности, элементов устройства для воспроизве- 15 дения постоянных, реперных точек температурных шкал и при проведении высокотемпературных теплофизических экспериментов. В настоящее время наиболее точным из существующих способов, недостатки которого были отмече-. ны выше, нельзя реализовать в модели

АЧТ при температуре фазового перехода тугоплавких металлов, например, иридия и вольфрама, хотя считается, что именно модели при температуре фазового перехода являются наиболее прецизионными. Наиболее точно температура фазового перехода вольфрама определяется в настоящее время методом термографического исследования быстро протекающих процессов кристаллизации тугоплаBêèx металлов.

Общий эффект от применения в народном хозяйстве предлагаемого способа создания модели АЧТ при температуре фазового перехода и устройства для его осуществления заключается в значительном повышении точности образцовых средств измерений и соответст-венно точности измерений температур 4р и характеристик теплового излучения с повышением верхнего уровня воспроизводимых температур воспроизводимыми образцовыми и другими средствами.

1. Способ осуществления модели абсолютно черного тела при температуре фазового перехода и более высокой. электропроводных материалов, включающий выполнение излучателя из твердого материала с последующим нагревом и расплавлением электропроводного материала высокочастотным электромагнитным полем, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры фазового перехода злектропроводных материалов и получения более высокотемпературных моделей АЧТ, излучатель выполняют непосредственно из электропроводного материала с внутренней и наружной поверхностями в виде параболоидов вращения, затем его удерживают во взвешенном со- "" стоянии в индукторе с высокочастотным электромагнитным полем, линии равной напряженности которого повторяют форму наружной поверхности излучателя, а перед расплавлением излучатель вращают вращающимся. магнитным полем индуктора вокруг оси симметрии излучателя с угловой скоростью, определяемой из уравнения пойерхности параболоида вращения и устанавливают величину напряженности вйсокочастотного электромагнитного поля, обеспечивающую динамическое равновесие каждого элементарного объема жидкого материала излучателя.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее индуктор для нагрева и вращения электропроводных материалов с катушками для создания высокочастотного электромагнитного поля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что индуктор снабжен дополнительными катушками для создания вращающегося магнитного поля и магнитопроводом с полюсными сердечниками, на которых они размещены вместе с катушками для создания высокочастотного электромагнитного поля, при этом число полюсных сердечников магнитопровода равно не менее четырем, а форма концевой части полюсного сердечника такова, что сечения горизонтальными плоскостями по всей высоте сердечника ограничены двумя вертикальными плоскостями, проведенными через ось симметрии магнитопровода; угол между которыми менее 90, и дугами, об° О разующими часть поверхности параболоида вращения, повторяющего эквидистан- тно наружную поверхность излучателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Юм.-Розери В. и др. Диаграммы равновесия металлических систем.М., Металлургиэдат, 1956, с. 112-113,, рис. 58;

2. Тиходеев П. M. Новый;государственный световой эталон СССР. M. — Ë., Изд-во AH СССР, 1949, с. 24-?5..

3. Патент CMA 9 2686864, кл. 219-1, 1954.

737792

В-я

Составитель В. Гусева

Редактор И. Нанкина. Техред И.ьсталош Корректор Т. Скворпова 4

Заказ 2562/7 Тираж 713 Подписное

ЦНЙИПИ 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