Способ определения степени черноты тепловыделяющих изделий

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и)74815О (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 050478 (21) 2600193/18-25 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Опубликовано 150780 Бюллетень Йо 26

Дата опубликования описания 150780 (5 (2

G 01 j 5/52

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 535, 344 (088,8) (72) Авторы изобретения

Б.A,Âoðoíöîâ, И.В.Куликов и В.И.Ванин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЧЕРНОТЫ

ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области испытаний изделий электронной техники, в частности к способам определения степени черноты внешней поверхности тепловыделяющих изделий, и мо- S жет быть использовано для определения теплового состояния изделия в различных условиях эксплуатации.

Известен способ определения степени черноты внешней поверхности 1Î твердых тел, основанный на сравнении излучательной способности исследуемого объекта с эталоном. Уравнивают яркости объекта и эталона и компенсируют искажения температурных полей эталона и объекта, вносимые контактными термоприемниками (термопарами), и по измеренным истинным температурам и известному коэффициенту черноты излучения эта- 2О лона определяют коэффициент черноты объекта (1).

Определение степени черноты по этому способу требует сложной и 25 дорогостоящей аппаратуры, а настройка оптической системы накладывает особые трудности. Кроме того, точность измерения существенно зависит от идентично ти признаков излучения. 3Q

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ определения степени черноты внешней поверхности тепловыделяющих изделий, основанный на измерении температуры в произвольной точке внешней поверхности изделия, размещенного внутри вакуумного объе."а с площадью внутренней поверхности, много большей внешней поверхности изделия, а также мощности Рт и Р рассеяния до и после покрытия изделия веществом с известной степенью черноты (2).

Этот способ технически прост в осуществлении, но не обеспечивает достаточной точности определения степени черноты. Это объясняется тем, что мощности Р1 и Ро источника тепла фактически характеризуют не теплоотвод излучением с внешней поверхности приборов, а суммарный теплоотвод через излучение и теплопроводность по электрическим выводам прибора. По этой причине величина степени черноты, полученная по данному способу, будет иметь завышенное значение.

Кроме того, по этому способу определения при вторичном помещении при748150 t0

30

40

50

60

65 бора в вакуумный объем производят изменение мощности источника тепла для поддержания прежней температуры внутренней поверхности вакуумного объема. Данная операция усложняет этот способ.

Целью изобретения является повышение точности измерения степени черноты внешней поверхности тепловыделяющих изделий (изделий с внутренним источником тепла).

Цель достигается тем, что при определении степени черноты внешней поверхности тепловыделяющих иэделий путем измерения температуры в произвольной точке внешней поверхности иэделия, размещенного внутри вакуумного объема с площадью внутренней поверхности, много больше внешней поверхности изделия, измерения температуры внутренней поверхности вакуумного объема, а также мощности рассеяния до и после покрытия иэделия веществом с известной степенью черноты, устанавливают и поддерживают температуру на концах электрических выврдов изделия равной температуре поверхности изделия, а на иэделие в обоих случаях подают одинаковую мощность, и искомую величину степени черноты определяют по известной формуле:

10 р ср где Š— средняя величина степени черноты внешней поверхности изделия;

Р— мощность внутреннего источника тепла изделия;

С =5,6687Вт/А- коэффициент излучения абсолютно черного тела;

Т и Т - абсолютные температуры в одной и той же точке изделия в исходном состоянии и покрытого слоем вещества c èçâåñòíoé степенью черноты; б — теплоизлучающая поверхность иэделия; — абсолютная темпераОБ тура внутренней поверхности оболочки, ограничивающей вакуумный объем;

E — степень черноты вещества для покрытия.

Таким образом исключается теплоотвод по электрическим выводам изделия.

На чертеже приведен возможный вариант устройства для реализации предлагаемого способа.

Изделие 1 размещают примерно в центре вакуумной камеры 2 с остаточным давлением газа 10 мм.рт.ст. и площадью внутренней поверхности,много большей внешней поверхности изделия

1. Изделие устанавливают своими электрическими выводами 3 на плату 4.

Затем на изделие подают электрическую нагрузку и после наступления теплового равновесия изменяют при помощи нагревателей 5 температуру концов электрических выводов, прикрепленных к плате таким образом, чтобы она сравнялась с температурой поверхности изделия.

После наступления теплового равновесия в произвольной точке внешней поверхности изделия производят замер температуры Т,температуры внутренней поверхности вакуумного объема Тд любым известным способом, например термопарой, и фиксируют мощность

Р источника. . Затем изделие извлекают из вакуумной камеры, внешнюю поверхность его покрывают веществом с известной степенью черноты, например смесью клея БФ-4 и сажи, степень черноты которой в широком диапазоне температур на уровне близком к 0,96; снова помещают в вакуумную камеру и подают на иэделие электрическую нагрузку той же величины, соответствующую прежней мощности Р;после наступления теплового равновесия производят изменение температуры . концов электрических выводов так же, как и при первом помещении изделия в камеру. После установления теплового равновесия в той же точке внешней поверхности изделия производят второй замер температуры T> .

По экспериментально полученным значениям температуры Т1 и Т мощности P источника тепла и температуры Т внутренней поверхности вакуумного объема определяют степень черноты внешней поверхности иэделия по вышеприведенной формуле.

При исключении теплоотвода по электрическим выводам изделия по предлагаемому способу точность определения степени черноты повышается примерно на 20%.

Использование предлагаемого способа позволяет уменьшить число операций при экспериментальном определении исходных данных для расчета за счет подачи на изделие одинаковой мощности в обоих случаях помещения его в вакуумную камеру.

Формула изобретения

Способ определения степени черноты тепловыделяющих иэделий, основанHHA на измерении мощности рас.с..ел и

748150

10 р

Š— соедняя величина стеср пени черноты внешней поверхности изделия; где

Составитель Л.Латыев

Редактор M.Áàòàíoâà Техред М.Кузьма Корректор С.Шекмар

Заказ 4221/27 Тираж 713 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5! илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и температуры в произвольной точке внешней поверхности изделия, размещенного внутри вакуумного объема с площадью внутренней поверхности, много большей внешней поверхности изделия, до и после покрытия изде- 5 лия веществом с известной степенью черноты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, устанавливают и поддерживают температуру на концах 10 электрических выводов изделия равной температуре поверхности изделия а на изделие в обоих случаях подают одинаковую мощность, и искомую величину степени черноты определяют по формуле: р мощность внутре него источника тепла изделия;

Сд = 5,6687 Вт/м К вЂ” коэффициент излучения абсолютно черного тела;

Т и Т - абсолютные температуры в одной и той же точке изделия в исходном состоянии и покрытого слоем. вещества с известной степенью черноты; à — абсолютная температура ое. внутренней поверхности оболочки, ограничивающей вакуумный объем; р — степень черноты вещества для покрытия; — теплоизлучающая поверхность изделия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9412496, кл. G 01 j 5/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 441199774411,, кклл.,G j 5/00, 1972.