Способ измерения лучистых потоков

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТЕЛЬСТВУ 1 789690 (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 040179 (21) 2707501/18-25 с присоединением заявим Нов (23) Приоритет

Опубликовано 23.12.80. Бюллетень 14о 47 (53)PA. Кл 3

G 01 J 5/14

Государствеиинй комитет

СССР яо делам изобретеиий и открмти Я (533 УДК 5 35. 231. 6 . (088.8) Дата опубликования описанмя 25,1?80 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗФЖРЕНИЯ ЛУЧИСТЫХ ПОТОКОВ

Изобретение относится к измеритель-. ной технике, а именно к способам из- 1 мерения лучистых потоков с помощью тепловых приемников излучения и может быть использовано при измерении лучистых потоков.

Известен способ измерения лучистых . потоков, по которому измеряемый поток вводят в поглощающую полость, выпол- 10 ненную в виде конуса с каплевидным сечением. Полость нагревается и нагрев регистрируют полупроводниковыми термопарами, присоединенными к наружной поверхности конуса. Значение 15 термо-ЭДС определяет регистрируемый поток Я.

Недостатком этого способа является высокая погрешность измерений, возникающая в результате влияния на по- 20 казания термопар изменений условий окружающей среды.

Известен способ измерения лучистых потоков путем сравнения теплового действия излучения, поглощенного приемным2з элементом (поглощающей нагрузкой) с тепловой мощностью постоянного тока, рассеиваемой в той же поглощающей нагрузке, т. е. до измерения производят калибровку индикаторного прибора пу- 30 тем электрического прогрева приемного элемента (2) .

Недостатком данного способа являет.ся низкая точность измерений, поскольку калибровка производится на одном уровне мощности, а зависимость выходного сигнала от мощности входного сигнала нелинейна.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является спо соб измерения лучистых потоков путем замещения теплового воздействия потока излучения тепловым воздействием электрического тока, включающий регистрацию нагрева поглощающего приемного элемента измеряемым потоком, охлаждение элемента и нагрев его электрическим током. Приемный элемент охлаждают до температуры окружающей среды.

Нагрев током осуществляют до уровня нагрева потоком излучения(33.

Недостатком данного:способа является малое быстродействие (при достаточной точности), поскольку тепловое равновесие по этому способу устанавливается медленно и время осутцествления измерения велико (10-15 мин)..

Цель изобретения — повыаение быстродействия.

789690

Поставленная цель достигается тем, что перед нагреванием измеряемым потоком поглощающий приемный элемент нагревают электрическим током и фиксируют температуру нагрева, при,этом мощность электрического тока соответствует верхнему пределу заданного диапаэо- 3 на измерений, а нагревание приемного .элемента измеряемым потоком совмещают с его охлаждением путем уменьшения мощности электрического нагрева таким образом, чтобы зафиксированный уровень10 температуры нагрева приемного элемента оставался неизменным.

Осуществление измерений при предварительном электрическом нагреве, мощность которого соответствует верх- Я .нему пределу заданного диапазона измерений, повышает уровень температуры приемного элемента. В результате этого увеличивается коэффициент теплоотдачи и, следовательно, повышается скорость установления теплового равновесия.

Совмещение операций охлаждения и измерения также сокращает время проведения измерений.

Это позволяет применять способ

25 для измерения более быстро изменяющихся потоков, время изменения которых соизмеримо с постоянной времени приемного элемента.

На чертеже схематично изображено 30 устройство, реализующее предлагаемый способ. устройство содержит приемный поглощающий элемент, представляющий собой полый медный шар 1 с входным от- 35 верстием, проволочный нагреватель 2, помещенный внутрь шара 1 и равномерно распределенный по его стенкам, регулируемый источник 3 питания, ваттметр 4, термоэлемент 5, излучатель 6. 4р

Пусть проводятся измерения лучистых потоков в диапазоне от P „;„ до

Pma)

До измерения шар 1 нагревают током посредством нагревателя 2. Нагрев осуществляют от регулируемого источ- 4> ника 3.

Мощность нагрева устанавливают равной Р„ „„, что видно иэ показаний ваттметра 4. Нагрев шара 1 фиксируют термоэлементом 5. При мощности нагре- ЗО ва Pwyq термо-ЭДС равна E. Эатем из-меряемый поток от излучателя 6 направляют в полость шара 1, в результате чего шар нагревается. Одновременно шар 1 охлаждают, уменьшая мощность электрического нагрева с помощью регулируемого источника 3 питания. При уменьшении мощности электрического нагрева до достижения фиксированного уровня нагрева Е, охлаждение прекращают. Снимают показания ваттметра 4, которые равны P. Вычисляют мощность измеряемого потока, которая равна ф4ьм

Время измерений составляет 5-7 мин.

Использование предлагаемого способа при градуировке датчиков лучистых потоков позволяет снизить требования к стабильности излучателей-компараторов, а также сократить время, необходимое для проведения градуировки.

Формула изобретения

Способ измерения лучистых потоков путем замещения теплового действия потока излучения тепловым воздействием электрического тока, включающий регистрацию нагрева поглощающего приемного элемента измеряемым потоком, охлаждение элемента и нагрев его электрическим током, о т л и ч а ю— шийся тем, что; с целью повышения быстродействия, перед нагреванием измеряемым потоком поглощающий приемный элемент нагревают электрическим током, фиксируют температуру нагрева, при этом мощность электрического тока соответствует верхнему пределу заданного диапазона измерений, а нагревание приемного элемента измеряемым потоком совмещают с его охлаждением путем уменьшения мощности электрического нагрева таким образом, чтобы зафиксированный уровень температуры нагрева приемного элемента оставался неизменным.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Маслов В. A. Неселективный термоэлектрический приемник излучения.

Сборник "Тепловые приемники излучения,"

Л., 1971, с. 63.

2. Измеритель средней мощности и энергии импульсов оптических квантовых генераторов типа ИМО-2. Паспорт.

Волгоград, 1972.

3. Белоконь A. A. и др. Приборы и техника эксперимента, 1976, Р 5, с. 81.

Составитель Л. Латыев

Редактор Л. Кеви Техред,М.Голинка КорректорО Билак

Закаэ 9021/35 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4