Тепловой приемник излучения

 

и i1 853422

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.11.79 (21) 2838926/18-25 (51) М, Кл.з

С 01J 5/20 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опуб>ликовано 15.09.82. Бюллетень № 34 (53) УДК 543.42 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания (72) Лвторы изобретения

>вна

Л. С. Кременчугский, В. Б. С

Институт физики АН (71) Заявитель (54) ТЕПЛОВОЙ ПР

je г <1

Изобретение относится к аппаратуре для измерения характсристик радиационных потоков, а именно к приемникам излучения, предназначенным для измерения энергии и мощности потоков излучения, и мо>кет быть использовано в приборах и системах спектрометрии, радиометрии, пирометрии.

Известен измеритель излучения (1), представляющий собой черное тело, выполненное в виде сферического конденсатора из пироактивной керамики.

Известен также индикатор инфракрасного излучения, в котором используется полимер с пироэлектрическими свойствами

:(2). Он имеет чувствительную к инфракрасному излучению пленку из полимерапироэлектрика, два тонких электрода из прозрачного для инфракрасного света материала, прокладку из изолирующего материала, поверхность которого покрыта проводящей пленкой, соединенной с электродами с помощью связующего вещества, металлическую пластину с отверстием, соединяемую с другой поверхностью проводящей пленки, электрический проводник, соединяемый одним из концов с другим электродом.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является приемник

i..

1 1

ИЕМНИК ИЗЛУЧЕНИЯ излучения, содер>кащий чувствительный элемент из тсрмочувствительного диэлсктрика, имеющего проводящие покрытия, электрически соединенные с электродами, в подложке (основании) которых выполнено сквозное отверстие, над которым располо>кен диэлектрик (3).

Однако эти устройства обладают чувствительностью только со стороны отверстия

10 в металлической пластине.

Цель изобретения — получение одинаковой чувствительности теплового приемника к излучению с двух противоположных сторон.

15 Эта цель достигается тем, что в приемнике излучения, состоящем из чувствительного элемента, имеющего форму плоскопараллельной пластины, электродов и поглощающего покрытия, последнее нанесено

20 на обе стороны чувствительного элемента, толщина которого не превышает

25 где 1 — толщина чувствительного элемента;

/в — коэффициент температуропроводности материала чувствительного элемента;

f — частота модуляции излучения, 3

На чертеже изображен тепловой приемник излучения.

Тепловой приемник излучения состоит из плоскопараллельной пластины 1 из термочувствительного диэлектрика, например пнроэлектрика, покрытой с двух сторон электродами 2 и 3, на которые нанесены поглощающие покрытия 4 и 5.

Работает приемник следующим образом, Потоки излучения W> и Wq, падающие на приемник с двух противоположных сторон, поглощаются покрытиями 4 и 5, изменяя их температуру и температуру термочувствительного диэлектрика 1, что приводит к изменению разности потенциалов между его поверхностями и соответственно между электродами 2 и 3. Электрический сигнал, возникший на электродах, снимается с электродов любым известным способом (пайкой, прижимным контактом и т. д.).

Для того чтобы равные потоки излучения

W> и Wz давали эквивалентные электрические сигналы, необходимы следующие условия; эквивалентность условий теплообмена с двух противоположных сторон приемника и однородность тепловых и электрических свойств по толщине термочувствительного диэлектрика.

При выполнении этих условий равные потоки излучения приведут к равным приростам температуры чувствительного элемента, а равные приросты температуры приведут к возникновению равных напряжений сигналов.

В реальных конструкциях затруднено выполнение этих условий. Чтобы устранить влияние неэквивалентности условий теплообмена, необходимо, чтобы толщина чувствительного элемента была намного меньше длины температурной волны в нем

>r = /

В этом случае время прохождения температурной волны намного меньше полупериода модуляции излучения. Благодаря этому чувствительный элемент прогревается равномерно, температуры его противоположных поверхностей равны и не зависят от того, с какой стороны падает излучение. Кроме того, при равномерном прогреве всего чувствительного элемента неоднородности его свойств одинаковым

853422 образом сказываются на величинах сигналов, возникающих при облучении приемника с противоположных сторон. Таким образом, для получения одинаковой чувствительности к излучению с двух противоположных сторон толщина чувствительного элемента должна быть намного меньше длины температурной волны в нем

«< у

Использование приемника в устройствах, где требуется одновременно измерять энергетические характеристики радиационных потоков, действующих одновременно с двух противоположных сторон, дает возможность сократить число элементов устройства и упростить его схему. Замена системы из двух известных приемников и двух

gp усилительных каскадов в дифференциальном радиометре на предлагаемый тепловой приемник излучения дает экономический эффект 5 тыс. руб. в год на одну установку.

Формула изобретения

Тепловой приемник излучения, состоящий из чувствительного элемента, имеющего форму плоскопараллельной пластины, электродов и поглощающего покрытия, отличающийся тем, что, с целью получения одинаковой чувствительности к излучению с двух противоположных сторон, поглощающее покрытие нанесено на обе стороны чувствительного элемента, толщина которого не превышает

=V-:, где 1 — толщина чувствительного элемента;

Й вЂ” коэффициент температуропроводности материала чувствительного элемента;

4 f — частота модуляции излучения, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

pp № 187357, кл. G 01J 5/00, 1966, 2. Патент Франции № 2111720, кл. GOIJ

5/20, опублик. 1972.

3. Патент Франции № 2192301, кл. G 011

5/20, опублик. 1974 (прототип).

85$422

Составитель Н. Дроздова

Телред А. Камышникова

Редактор Л. Утехина

Корректор Л. Орлова

ППП,Патент

Заказ 2009 Изд. № 217 Тираж 60 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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