Устройство для измерения излучательной способности полупрозрачных материалов

 

(19)SU(11)1103662(13)A1(51)  МПК ⁶    _G01J5/02(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ ПОЛУПРОЗРАЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области теплофизических исследований и может быть использовано для определения радиационных характеристик полупрозрачных материалов. Известно устройство для измерения излучательной способности, содержащее источник пламени для нагрева образца, радиометр для измерения его излучения и датчик температуры. Недостатком известного устройства является низкая точность в связи с неравномерностью нагрева образца и влиянием трудноучитываемого излучения пламени. Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения излучательной способности полупрозрачных материалов, содержащее корпус с механизмом вращения исследуемого образца, блок опорных сигналов, водоохлаждаемый цилиндр с расположенным внутри него радиометром, нагреватель и датчик температуры. Недостатком устройства является сложность его конструкции в связи с использованием сложных термостатированных моделей абсолютно черного тела и необходимость специального эксперимента для определения поправки на отраженное и рассеянное излучение. Цель изобретения упрощение конструкции устройства при исследовании полупрозрачных материалов толщиной до 2 мм путем исключения из конструкции термостатированных моделей черного тела. Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения излучательной способности полупрозрачных материалов, содержащее корпус с механизмом вращения исследуемого образца, блок опорных сигналов, водоохлаждаемый цилиндр с расположенным внутри него радиометром, нагреватель и датчик температуры, снабжено дополнительным водоохлаждаемым цилиндром с радиометром, а блок опорных сигналов выполнен в виде теплопроводной и теплоизолированной с трех сторон подложки, закрепленной внутри корпуса на оси механизма вращения, на нетеплоизолированной стороне которой нанесены два кольцевых концентрических излучателя с различными излучательными способностями, а торцы цилиндров, обращенные к подложке, снабжены холодными зачерненными экранами радиусом, в 4-5 раз превышающим расстояние между ними и подложкой, оси цилиндров отстоят от оси механизма вращения на расстояния, равные средним радиусам кольцевых концентрических излучателей, нагреватель выполнен плоским с двумя отверстиями, через которые пропущены водоохлаждаемые цилиндры, а датчик температуры размещен между нагревателем и подложкой. Схема устройства показана на фиг. 1; на фиг. 2 вид А фиг. 1. Устройство состоит из корпуса 1 с механизмом вращения, нагревателя 2, датчика температуры 3, водоохлаждаемых цилиндров 4 с радиометрами 5, теплоизолированной подложки 6, двух кольцевых концентрических излучателей 7, теплоизоляции 8 и испытуемого образца 9. Устройство работает следующим образом. Включают нагреватель 2, приводят во вращение испытуемый образец 9 до скорости прохода его поверхности над водоохлаждаемыми цилиндрами 4 от 0,5 до 1 м/с для предотвращения охлаждения образца. Водоохлаждаемые цилиндры 4 со стороны, обращенной к образцу, снабжены холодными зачерненными экранами для устранения попаданий на радиометры 5 отраженных от образца и теплоизолированной подложки 6 лучистых потоков. Радиус зачерненных экранов в 4-5 раз больше расстояния между ними и теплоизолированной подложкой 6. Два кольцевых концентрических излучателя 7 имеют различные, но известные излучательные свойства, которые получаются нанесением на них разных покрытий. Излучательная способность излучателей 7 должна быть известна или определена предварительно. Ширина кольцевых излучателей должна быть такой, чтобы перекрывать угол зрения радиометров 5, расположенных внутри водоохлаждаемых цилиндров 4. Теплоизоляция 8 предназначена для создания изотермической зоны вокруг образца 9. Все устройство помещено в корпус 1 с механизмом вращения. После достижения образцом заданной температуры и выхода на стационарный режим измеряют температуру датчиком 3 и снимают показания радиометров 5. На основании этих измерений рассчитывается величина интегральной нормальной степени черноты полупрозрачного материала. Устройство является более простым по сравнению с прототипом как по конструкции за счет отсутствия сложных. термостатированных моделей абсолютно черного тела, так и в эксплуатации за счет отсутствия необходимости экспериментально определять поправку на рассеянное и отраженное излучение и за счет более простого измерения температуры полупрозрачного образца. Точность измерения при этом не уменьшается.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ ПОЛУПРОЗРАЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее корпус с механизмом вращения исследуемого образца, блок опорных сигналов, водоохлаждаемый цилиндр с расположенным внутри него радиометром, нагреватель и датчик температуры, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции при исследовании полупрозрачных материалов толщиной до 2 мм путем исключения из конструкции термостатированных моделей черного тела, оно снабжено дополнительным водоохлаждаемым цилиндром с радиометром, а блок опорных сигналов выполнен в виде теплопроводной и теплоизолированной с трех сторон подложки, закрепленной внутри корпуса на оси механизма вращения, на нетеплоизолированной стороне которой нанесены два кольцевых концентрических излучателя с различными излучательными способностями, а торцы цилиндров, обращенные к подложке, снабжены холодными зачерненными экранами радиусом, в 4 5 раз превышающим расстояние между ними и подложкой, оси цилиндров отстоят от оси механизма вращения на расстояния, равные средним радиусам кольцевых концентрических излучателей, нагреватель выполнен плоским с двумя отверстиями, через которые пропущены водоохлаждаемые цилиндры, а датчик температуры размещен между нагревателем и подложкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2