Устройство для локального облучения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ОБЛУЧЕНИЯ, содержащее протяженный источник излучения и концентрирующий отражатель, включающий эллиптические участки, в общем фокусе которых расположен излучатель, отличающееся тем, что, с целью повышения концентрации энергии в центре зоны облучения, профиль отражателя выполнен из п участков, по меньшей мере два из которых имеют форму поверхности , характеризующуюся выражением для первого участка jrt0-f -L/2 y xt§fm Wa || -ttf|(), гдех.у -координаты точки профиля; L -длина протяженного источника из лучения; Н -расстояние от центра источника излучения до центра зоны облучения; У -угол излучения источника, при котором его яркость максимальна, и для второго участка -3ft$f -% &y -xt0-f +L/2 для (агс10| 5Г- р„), х vl при этом граничные условия у (Л о X - Хо соответствуют координатам начальной точки профиля соответствующего участка , а остальные участки отражателя являются сопряженными с ними элементами эллипсов . 00 С5 о ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

g(sg G 02 В 5/10

В(, 1,1Щ ОДА, q

3 1 Ц Цт Jp

TE)L1f;ñÖ:., ь у

3051, 10ТИА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3527336/10-18 (22) 21.12.82 (46) 23.03.84. Бюл. № 11 (72) А. А. Белов и В. С. Бульбутенко (71) Московский ордена Ленина и ордена

Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 535.81 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 277817, кл. G 21 D 9/00, 1969, 2. Авторское свидетельство СССР № 945839, кл. G 02 В 5/10, 1980 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ОБЛУЧЕНИЯ, содержащее протяженный источник излучения и концентрирующий отражатель, включающий эллиптические участки, в общем фокусе которых расположен излучатель, отличающееся тем, что, с целью повышения концентрации энергии в центре зоны облучения, профиль отражателя выполнен из и участков, по меньшей мере два из которых имеют форму по„„SU„„1081605 A верхности, характеризующуюся выражением для первого участка х ty щ L/яЙ y s x ty )+ L/» для у О; =- <" .Н "-1, гдех,у -координаты точки профиля;

-длина протяженного источника из лучения;

Н вЂ расстоян от центра источника излучения до центра зоны облучения;

1 -угол излучения источника, и ри котором его яркость максимальна, и для второго участка

-хtg,„-L/ .йу -хну,„+(./ для у<0;

"=И-, (",", - ->, iix при этом граничные условия у = у

I ф х — х соответствуют координатам начальной точки профиля соответствующего участка, а остальные участки отражателя являются сопряженными с ними элементами эллипсов.

1081605

-xtgf -1./ у -xtgg+L(z для — =Щ (аг с 4+н,.)> ус О; (2) 1 хф, при этом граничные условия х

Y=Yo соответствуют координатам начальной точки профиля соответствующего участка, а остальные участки отражателя являются сопряженными с ними элементами эллипсов.

Изобретение относится к оптике, в частности к концентраторам лучистой энергии.

Известен концентратор лучистой энергии, содержащий криволинейный отражатель и линейный источник цилиндрической волны, Этот концентратор выполнен в виде

5 двух вырезок из параболических цилиндров с совмещенными фокальными плоскостями и параллельными фокальными осями.

Излучательная лента расположена вдоль фокальной оси одного из параболических 10 цилиндрических цилиндров (1).

Данное устройство рассчитано на работу в том случае, когда линейный источник расположен вдоль фокальной оси.

Известно также устройство для локального облучения, содержащее протяженный источник излучения и концентрирующий отражатель, включающий эллиптические участки (2) .

При использовании спиралевидного источника концентрация от накала такого ис- 2О точника неравномерна по различным направлениям, что приводит к потерям концентрируемой энергии.

Целью изобретения является повышение концентрации энергии в центре зоны облу25 чения.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для локального облучения, содержащем протяженный источник излучения и концентрирующий отражатель, включающий эллиптические участки, в общем фоку- Зр се которых расположен излучатель, профиль отражатель выполнен из и участков, по меньшей мере два из которых имеют форму поверхности, характеризующуюся выражением для первого участка х 1ф Р— L/z у х 1ф Рд)+ L/Z aaa у О. 35

1 х

Мах

=Q — (arctic>н+ )

У (1) где х,у координаты точки профиля;

I- — дли на протяженного источника излучения;

H расстояние от центра источника излучения до центра зоны облучения; — угол излучения источника, при котором его яркость максималь- 45 на, и для второго участка

По своей форме отражатель может быть осесимметричным или цилиндрическим.

На фиг. 1 изображен профиль отражателя предлагаемого устройства с членением по шести участкам; на фиг. 2 — экспериментально полученная индикатриса излучения источника со спиралевидным телом накала.

Устройство для локального облучения содержит протяженный источник 1 излучения с центром в точке О, и концентрирующий отражатель 2. Профиль отражателя построен с учетом угловой неравномерности яркости источника излучения таким образом, чтобы от каждой точки отражателя в центр зоны облучения точки О падали лучи, имеющие максимально возможную интенсивность, и в общем случае состоит из шести последовательно сочлененных участков. Участки профиля ВС (Il) и Е (V ) направляют в центр зоны облучения точки

О лучи 3 и 4, выходящие из источника 1 под углами) („— угол между осью протяженного источника и направлением излучения, при котором яркость источника максимальна) и имеющие наибольшую интенсивность. Участок AB(I) направляет в центр зоны облучения точки О лучи, выходящие из точки М источника (фиг. 2) под углами, мень ими, чему (ото до, ) и имеющие интенсивность, близкую к наибольшей (фиг. 1). Участок СД(111) направляет в центр зоны облучения точки О лучи,выходящие из точки N источника под углами, большими, чему„,. В точке D профиля, имеющей координату У, совпадающую с координатой У центра источника излучения (точка О, ) целесообразен. переход к новому участку профиля 9,Е (IV ). В этой точке

Vp = з(равны углы излучения участков CD и DE), участок РЕ(1Ч) направляет в точку 0 лучи, выходящие из точки М источника под углами ото до 1, а в точке D на профиле появляется характерный излом. Построение. участка FG (VI) аналогично построению участка АВ (1), при этом угол излучения задается. Участки профиля

AB(I), СР(Ш), DE(IV) и FG(VI) являются элементами эллипсов, каждый из которых сопряжен с одним из участков, направляющих в центр зоны облучения лучи наибольшей интенсивности (АВ и CD сопряжен с участком ВС, DE u FG сопряжены с участком EF), и имеет один фокус в центре зоны облучения точки О, а второй фокус— на том конце протяженного источника излучения, который соответствует сопряжению. Так, для участков АВ и DE второй фокус располагается в точке М, для участков CD u FG — в точках, где точки М и

N — концы протяженного источника излучения.

На фиг. 1 показан профиль отражателя, имеющего шесть участков. Однако в частном случае, в зависимости от величины уг1081605 фиг.2

ВНИИПИ Заказ 546 42 Тираж 497 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ла заданного положения начальной точки профиля А и конечной точки профиля G, профиль отражателя может иметь и меньшее количество участков, но при этом профиль обязательно будет содержать два участка, геометрические параметры которых определяются выражениями (1) и (2).

В результате измерений было установлено повышение облученности в центре зоны облучения от установки с предлагаемым профилем по сравнению с облученностью от установки с эллиптическим профилем с 95 Вт/см2 до 115 Вт/см, т. е. на

21 /о. Такое повышение облученности позволяет, при использовании установок для лбкального радиационного нагрева металлов, повысить температуру в центре зоны облучения с 1200 до 1290 С, что имеет для ряда известных технологических процессов, например для пайки, отжига и т. д., исключительно важное значение.