Способ измерения пространственного распределения плотности потока энергии свч излучения

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОСТРАН- . СТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПОТОКА ЭНЕРГИИ СВЧ ИЗЛУЧЕНИЯ, заключающийся в том, что СВЧ излучением воздействуют на пленочньй датчик, на котором индицируют изотерму, снимают изотерму на фотопленку и определяют плотность потока энергии СВЧ излучения в границах изотермы, о т л .и ч а ю щ и и с Я-, тем, что, с целью поньшения точности измерений и расширения динамического диапазона и)мёряемых плотностей потока энергии СВЧ излучения, съемку изотерм производят не менее двух раз в течение интернала времени, много меньшего наименьщей из двух величин TO /а исе /2о(,, где С , 5 , 3 и а соответственно теплоемкость, плотность , толщина и температуропроводность пленочного датчика, «U.. коэффициент теплообмена, o - характерный пространственный размер измеряемого распределения плотности потока энергии СВЧ излучения/причем измеряют время -t, , t , . с начала воздействия:СВЧ излучения на пленочный датчик и до момента 1-й, 2-й, ... п -и съемки, вычисляют плотность потока энергии в границах одной, например первой, изотермы по формуле i свЗ J, (T-Tcl kt, (Л температура окружающей срегде ды Т температура , соответствующая первой изотерме k коэффициент поглощения излучения в .пленочном датчике ; О, - плотность потока, энергии d х СВЧ излучения в границах первой изотермы, а tuioTHdcTb u)n потока энергии СВЧ из-) ;D лучения в гранитах А -и изотермы эо рассчитываютпо формуле ii. со. W, i«

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) SU(ш

srso G 01 R 29/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСЯОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

У,=(T-Tc) ", 1.tI 1л << ° и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3571471/24-09 (22) 22.02.83 (46) 07 ° -12.84. Бюл. М - 45 (72) 1О.И.Зецер и Е.В.Ратников (71) Институт физики Земли им.. О.И.Ц1мидта (53) 621.317.32(088.8) (56) 1. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Под ред. В.В.Клюева., T. 1, M, "Машиностроение", 1976, с. 223.

2. Максимов В.Н., Четкарев В.А.

Теплофотоиндикация распределения больших уровней потока СВЧ мощности на жидких кристаллах;ПТЭ, 1977, Ф 2, с. 154. (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОСТРАН-, СТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ

ПОТОКА ЭНЕРГИИ СВЧ ИЗЛУЧЕНИЯ, заключающийся в том, что СВЧ излучением воздействуют на пленочный датчик, на котором индицируют изотерму, снимают изотерму на фотопленку и определяют плотность потока энергии СВЧ излучения в границах изотермы, о т— л .и ч а ю шийся; тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения динамического диапазона измеряемых плотностей потока энергии СВЧ излучения, съемку изотерм производят .не менее двух раз в течение интервала времени, много меньшего наименьшей из двух величин

Г,/а исбд /2сЬ, где с, 6, д. и а соответственно теплоемкость, плот" ность, толщина и температуропроводность пленочного датчика, к, коэффициент.теплообмена, л0 — характерный.пространственный размер. измеряемого распределения плотности пото. ка энергии СВЧ излучения, причем измеряют время, 2, ... 4n с начала воздействия .СВЧ излучения на пленочный датчик и до момента 1-й, 2-й, ... л -й съемки, вычисляют плотность потока энергии в границах одной, например первой, изотермы по формуле где Т - температура окружающей среды — температура, соответствующая первой изотерме, — коэффициент поглощения излучения в .пленочном датчике

Q — плотность потока, энергии

СВЧ излучения в границах первой изотермы,. а 1тлотнбстьй)лпотока энергии СВЧ из-, :лучения в .границах М -й изотермы .

1 рассчитывают- по формуле

1128198 2 ночный датчик и до момента 1-й, 2-1, ..., .h -й съемки, вычисляют плотность Я„ потока энергии в границах одной, например первой, нзотермы по

5 фоРмУле

ы, (Y-ò,), cga с

1, >n=+< »

Изобретение относится к технике

СВЧ измерения, а именно к способам измерения пространственного распре:деления плотности потока энергии

СВЧ излучения.

Известен способ измерения прост-, ранственного .распределения плотностИ потока энергии СВЧ излучения, заключающийся в том, что . ВЧ излучением, подлежащим измерению, воздействуют 10 на пленочный датчик индицируют и

l снимают на фотопленку контуры изотермы (1) .

Однако известный способ отличается малой точностью. 15

" Наиболее близким техническим ре:шением к изобретению является способ измерения пространственного распределения плотности потока энергии

СВЧ излучения, заключающийся в том, 20 что СВЧ излучением воздействуют на

:пленочный датчик, на котором индицируют изотерму, снимают изотерму на фотопленку и определяют плотность потока энергии СВЧ излучения в гра- 25 ницах изотермы с помощью калиброванного источника СВЧ излучения (2) .

Однако для измерения плотностей потока энергии больших, чем указано в известном способе такие источники З0 отсутствуют.

Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение динамического диапазона измеряемых плотностей потока энергии СВЧ излучения.. З

Цель достйгается тем, что соглас: :но способу измерения пространствен:ного распределения плотности потока I энергии СВЧ излучения, заключающемуся в.том, что СВЧ излучением воздей40

:.ствуют на пленочный датчик, на ко тором индицируют изотерму снимают

:изотерму ча фотопленку и определяют плотность потока энергии СВЧ излучения в. границах изотермы, съемку изотерм производят не менее двух .Раз в течение интервала времени, много меньшего наименьшей из двух, величин г / 0 иеф) /2Ы., где р ф, и и — соответственно тейлоем- кость, плотность, толщина и температуропроводность пленочного датчика, :М вЂ” коэффициент теплообмена, 10 характерный пространственный размер измеряемого распределения. плотности потока энергии СВЧ излучения, причем измеряют. время 1» ., 1, ..., 1 .с начала воздействия излучения на плегде — температура окружающей, среды;

- температура, соответствующая первой изотерме;. — коэффициент поглощения излучения в пленочном датчике, 6 1 — плотность потока энергии

СВЧ излучения в границах первой изотермы, а плотность И потока энергии СВЧ излучения в границах 1 -й изотермы рассчитывают по формуле .

t1 (1 ъЦ й»у и

На фиг. 1 изображены последовательно отснятые на пленку в различные моменты времени 1 изотермы, на фиг. 2 — семейство тех же изотерм, представленных .в единой системе координат.

Предлагаемый способ :осуществляется следующим образом.

Вычисляют две величины „ / 0 и

2 с с/205. Меньшая из них определяет интервал времени для измерения (который должен быть не менее чем в 5 раз меньше этой наименьшей величины), коэффициент К поглощения излучения в пленочном датчике-и темературу Т окружающей среды.

Пленочный датчик помещают в плоскость измерения, воздействуют СВЧ излучением, несколько раз снимают изменяющуюся во времени изотерму в течение укаэанного времени, причем каждый раз измеряют интервал времени ...,1д с начала воздЕйствия до момента 1-й, 2-й, ... p -й съемки.

Плотность ц„ потока энергии в границах одной, например первЖ,.изотермы вычисляют по формуле. ц, =(т-т,), а плотность д„ потока энергии СВЧ излучения в, границах и -й изотермы рассчитывают по формуле

1128198

„Э(т-т,1 „(З (т-т,q 8 (T T,q

Э "(ax а

ОООО ООООQGGQOQQ

О 00 0 Q00О 00 GGООО

t=0

Рассмотрим эволюцию температурного рельефа T (a ) - Т в эависимос ти от времени в тонкой однородной пленке, на которую, начиная с момента 1 = О, воздействует плотность потока энергии СВЧ излучения, описываемая функцией Q (М ). Здесь Х и — декартовы координаты в плоскости пленки. Распределение температуры ,,в пленке определяется уравнением теплопроводности

Яаа(т-т 1 1

Ф вЂ” .

В соответствии е методами теории подобия, заменив .производные в.(1) соответствующими алгебраическими выражениями, получим, что первым и вторым членом в правой части (1) можно пренебречь при выполнении условий

1 « — (й), 4 с<,(3)

О Д где - характерное для данных усло. о

S вий время.

При BblIIOJIHeHHH He eH T (2) H (3) решение (1) при нулевых началь. ных условиях будет иметь вид

<и — мя ()(1. с

Заменяя (для упрощения записи)

Q(Y)) на Я и полагая и = 1, получим приведенную расчетную формулу для я„ а находя из .(4) выражения для

4)„,и 4) и деля. их, получим приведенную формулу для,Я .

Таким образом; предлагаемая неоднократная индикация и съемка на фотопленку изотерм в различные моменты времени в указанных условиях no" вышает точность измерений и расширяет динамический диапазон измеряемых плач ностей потока энергии СВЧ излучения .

1128198

Составитель В.Васильев

Редактор С.Патрушева ТехредС.Легеза Корректор В.Синицкая

Заказ 9024/34 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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