Способ определения вакуумной работы выхода коллектора многоэлементного электрогенерирующего канала

 

Использование: петлевые испытания в реакторе термоэмиссионных электрогенерирующих каналов. Сущность изобретения: во время вакуумного обезгаживания канала при ступенчатом подъеме тепловой мощности реактора измеряют вакуумную вольт-амперную характеристику с регистрацией напряжения холостого хода V_xx и полулогарифмического наклона ВАХ в области задерживающего потенциала dV/dlnj, измеряют сопротивление R_ут утечек тока по изоляции, а вакуумную работу выхода ϕ_co коллектора оценивают из определенного соотношения. 2 ил.

Изобретение относится к непосредственному преобразованию тепловой энергии в электрическую и может быть использовано при петлевых испытаниях электрогенерирующих каналов (ЭГК) с последовательно соединенными электрогенерирующими элементами (ЭГЭ). Целью настоящего изобретения является устранение указанного недостатка, а именно повышение точности. Указанная цель достигается предложенным способом определения вакуумной роботы выхода коллектора ϕ_со ЭГК во время петлевых испытаний, включающим съем вакуумной ВАХ при изменении сопротивления нагрузки, оценку температуры эмиттера ТЕ и оценку ϕ_co, отличающимся тем, что при съеме ВАХ регистрируют напряжение холостого хода V_xx и измеряют полулогарифмический наклон ВАХ в области задерживающего потенциала, измеряют сопротивление утечек тока по изоляции R_ут, а оценку ϕ_coпроизводят по выражению ϕ_со= × ln · (1) где S_E площадь боковой поверхности эмиттера, см²; А 120 А/(cм² К⁴) постоянная Ричардсона; ∂V/ ∂lnj полулогарифмический наклон ВАХ в области задерживающего потенциала; k 1,38˙10^-23 Дж/К постоянная Больцмана; е 1,6 ˙10^-19Кл заряд электрона; n число ЭГЭ в ЭГК. На фиг.1 приведена идеальная ВВАХ термоэмиссионного преобразователя ТЭП в отсутствие и при наличии токов утечки (здесь j ток; ток короткого замыкания; V напряжение; V_хх напряжение холостого хода; R_ут сопротивление утечки; α угол); на фиг.2 ВВАХ ТЭП в полулогарифмическом масштабе с типичными областями, а ускоряющего и б задерживающего потенциала и области ограничения проходящего тока пространственным зарядом, по которой оценивается средняя температура эмиттера. Способ осуществляется следующим образом. После загрузки петлевого канала (ПК) с ЭГК в ячейку реактора ЭГК вакуумируют, после чего начинается ступенчатый подъем тепловой мощности реактора для вакуумного обезгаживания ЭГК. На каждой ступеньке тепловой мощности или уровне температуры коллектора снимается ВВАХ. В области задерживающего потенциала ВВАХ измеряют наклон ∂V/ ∂lgj в виде измерений двух близких значений напряжений V₁ и V₂ и соответствующих им токов j₁ и j ≈ и определяют Т_Е по формуле T_E= · (2) Регистрируют напряжение холостого хода V_xx. Сопротивление утечек изоляции определяют по измеренному наклону линейной асимптомы на хвосте ВВАХ в области отрицательных проходящих токов как ctg α= R_ут, после чего по (1) находим ϕ_со. Затем повышают мощность реактора или изменяют температуру коллектора и снова снимают ВВАХ с аналогичным определением ϕ_со. Формула (1) получена следующим образом. В случае положительного измеряемого выходного напряжения ток утечки будет течь в направлении, противоположном току через ТЭП, а измеряемый ток будет равен разности этих тока. В точке холостого хода ток утечки сравнивается с током с эмиттера на коллектор, т.е. I_кзe (3) где I_кз ток короткого замыкания, равный
I_кз S_EAT_E²e^-eϕ^Eo^/kTE (4)
Подставляя (4) в (3), получим формулу (1)
ϕ_со= ln (1')
Реализуемость и эффективность предложенного способа были проверены экспериментального при испытаниях пятиэлементного ЭГК в реакторе в выравненном поле тепловыделения. По предлагаемому способу из набора экспериментальных ВВАХ были определены ϕ_co для каждого уровня тепловой мощности и температуры коллектора. Предлагаемый способ позволил повысить точность определения ϕ_co при петлевых испытаниях ЭГК с одинаковыми ЭГЭ.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАКУУМНОЙ РАБОТЫ ВЫХОДА КОЛЛЕКТОРА МНОГОЭЛЕМЕНТНОГО ЭЛЕКТРОГЕНЕРИРУЮЩЕГО КАНАЛА, включающий измерение вакуумной вольт-амперной характеристики канала при изменении внешней нагрузки, регистрацию напряжения V_xx холостого хода и оценку вакуумной работы выхода коллектора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при испытаниях канала с одинаковыми и последовательно соединенными элементами, при измерении вольт-амперной характеристики измеряют сопротивление утечек R_ут тока по изоляции, а оценку вакуумной работы выхода коллектора ϕ_co(эВ) осуществляют из соотношения



где S_Е - площадь боковой поверхности эмиттера, см²;
A = 120 А/(см² · К⁴) - постоянная Ричардсона;
- полулогарифмический наклон вольт-амперной характеристики в области задерживающего потенциала;
k = 1,38 · 10^-23 Дж/К - постоянная Больцмана;
e = 1,6 · 10^-19 Кл - заряд электрона;
n - число электрогенерирующих элементов в канале.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000        

---