Устройство для измерения интегральной полусферической излучательной способности частично прозрачных материалов



Устройство для измерения интегральной полусферической излучательной способности частично прозрачных материалов
Устройство для измерения интегральной полусферической излучательной способности частично прозрачных материалов

 


Владельцы патента RU 2610552:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") (RU)

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство содержит вакуумную камеру, исследуемый образец, механизм вращения образца, два плоских омических нагревателя с расположенными в них датчиками температуры и тепловых потоков. Определение интегральной полусферической излучательной способности частично прозрачных материалов основано на измерении плотности потоков собственного излучения образца датчиками тепловых потоков, предварительно проградуированными по модели абсолютно черного тела. Измерения заключаются в фиксировании интегрального потока собственного излучения образца при равенстве температур нагревателей. Технический результат - повышение точности и достоверности получаемых результатов. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения полусферической излучательной способности частично прозрачных материалов при высоких температурах.

Известно устройство для измерения нормальной спектральной излучательной способности частично прозрачных материалов при высоких температурах (B.C. Дождиков, В.Г. Журавлев, Ю.Н. Журавлева и др. Высокоскоростная автоматизированная установка для исследования спектральной излучательной способности частично прозрачных материалов при высоких температурах. Измерительная техника, 1985, №1).

Устройство предназначено для измерения нормальной излучательной способности неэлектропроводящих образцов материалов.

Наиболее близким по технической сути из известных устройств является устройство, содержащее вакуумную камеру, радиационный нагреватель с расположенным в нем датчиком тепловых потоков и механизм вращения исследуемого образца (Л.Я. Падерин, Б.В. Прусов, О.Д. Токарев. Установка для исследования интегральной полусферической излучательной способности теплозащитных материалов и терморегулирующих покрытий. Ученые Записки ЦАГИ, т. XLII, №1, 2011, стр. 53-61). Устройство обеспечивает измерение при высоких температурах интегральной полусферической излучательной способности непрозрачных теплозащитных материалов, но не позволяет измерять излучательную способность частично прозрачных материалов.

Задачей и техническим результатом настоящего изобретения является создание устройства, позволяющего измерять интегральную полусферическую излучательную способность частично прозрачных материалов при высоких температурах.

Решение задачи и указанный технический результат достигаются тем, что в устройстве для измерения интегральной полусферической излучательной способности частично прозрачных материалов при высоких температурах, включающем вакуумную камеру, исследуемый образец, механизм вращения образца, плоский радиационный нагреватель с расположенными в нем датчиками температуры и тепловых потоков, охранный теплоизолятор, содержится второй дополнительный плоский радиационный нагреватель, идентичный первому имеющемуся, с расположенными в нем датчиками температуры и тепловых потоков, установленный напротив исследуемого образца симметрично с первым имеющимся радиационным нагревателем, при этом датчики обоих нагревателей расположены напротив друг друга.

На фиг. 1 представлена схема устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит вакуумную камеру 1, образец 2, механизм вращения образца 3, радиационные нагреватели 4 и 7, с расположенными на них термопарными датчиками 6 и 9, датчиками теплового потока 5 и 8 и охранный теплоизолятор 10.

Исследуемый образец материала 2 устанавливается на узле крепления механизма вращения 3 между двумя радиационными нагревателями 4, 7. Датчики тепловых потоков 5 и 8 расположены в нагревателях 4, 7 напротив друг друга симметрично относительно образца 2. Теплоизолятор 10 расположен по периметру образца 2.

Механизм вращения 3 служит для устранения возможной неравномерности температурного поля образца 2 из-за наличия в нагревателе 2 зон, занятых датчиками теплового потока 5 и 8.

Установка датчиков тепловых потоков 5 и 8 напротив друг друга устраняет влияние прямого и отраженного излучения нагревателей 4, 7 на излучения образца 2.

Нагреватели 4, 7 совместно с теплоизолятором 10 обеспечивают изотермичность исследуемого образца, необходимую при измерении излучательной способности частично прозрачных материалов.

Определение интегральной полусферической излучательной способности частично прозрачных материалов основано на измерении плотности потоков собственного излучения образца датчиками тепловых потоков, предварительно проградуированными по модели абсолютно черного тела.

Измерения заключаются в фиксировании интегрального потока собственного излучения образца при равенстве температур нагревателей.

Процедура измерений состоит в следующем.

После выхода устройства на стационарный тепловой режим, фиксируемый температурными датчиками 6 и 9, образец 2 приводится во вращение и с помощью датчиков 5 и 8 измеряется плотность собственного теплового потока. По результатам этих измерений излучательная способность образца материала ε вычисляется по следующей зависимости

где q - плотность собственного излучения образца, измеренная датчиком 5 (или 8);

σ - постоянная Стефана-Больцмана;

Т6 - температура, фиксируемая термопарой 6 (или 9).

Проведенные испытания показали, что предлагаемое устройство позволяет измерять излучательные характеристики как частично прозрачных, так и непрозрачных материалов в важном для практики диапазоне температур вплоть до 2000 К.

Устройство для измерения интегральной полусферической излучательной способности частично прозрачных материалов, включающее вакуумную камеру, исследуемый плоский образец, механизм вращения образца, плоский радиационный нагреватель с расположенными в нем датчиками температуры и тепловых потоков, охранный теплоизолятор, отличающееся тем, что содержит второй дополнительный плоский радиационный нагреватель, идентичный первому имеющемуся, с расположенными в нем датчиками температуры и тепловых потоков, установленный напротив исследуемого образца симметрично с первым имеющимся радиационным нагревателем, при этом датчики обоих нагревателей расположены напротив друг друга.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании излучательных свойств материалов. Способ измерения интегральной излучательной способности заключается в закреплении в отдельной камере исследуемого образца твердого тела, нагревании указанного образца до установленной температуры T на его поверхности и регистрации термоприемником лучистой энергии, испускаемой с поверхности исследуемого образца.

Изобретение относится к области измерений температуры тонких поверхностных слоев, в частности пористого диэлектрического слоя в химической промышленности (катализ), при изготовлении оптических и химических сенсоров, а так же в процессе криогенного травления диэлектриков в технологии микроэлектроники.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерении плотности сырой нефти в градусах API. Устройство для применения при измерении плотности сырой нефти в градусах API содержит трубопровод (1) для нефти, термопару (4) в трубопроводе для измерения температуры нефти при контакте с ней, сапфировое окно (3) в трубопроводе, инфракрасный термометр (5, 6) для измерения температуры нефти через окно и средство (20) для сравнения измерений температуры, полученных термометрами, с получением меры излучательной способности сырой нефти и, таким образом, ее плотности в градусах API.

Изобретение относится к измерительной технике. Способ измерения интегральной излучательной способности заключается в закреплении эталонного образца в виде абсолютно черного тела (АЧТ) и в отдельной вакуумной камере исследуемого образца твердого тела, нагревании эталонного образца указанного образца до установленной температуры Т поверхности образца твердого тела и регистрации термоприемником лучистой энергии, испускаемой с поверхности исследуемого образца для сравнения с АЧТ, коэффициент излучения которого известен, при одинаковой температуре поверхности Т.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры поверхности материала объекта, такого как стальной материал, в процессе охлаждения водой.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для дистанционного измерения температуры среды или объектов в различных сферах промышленности, в том числе при криогенных температурах.

Изобретение относится к области измерения температуры. Технический результат - повышение точности измерения.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения концентрации сажи в моторном масле двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры объекта. Представлены варианты системы инфракрасного (ИК) измерения температуры.

Изобретение относится к области фотометрии и касается способа учета влияния нестабильности лазера при воспроизведении и передаче единицы мощности. При проведении измерений используют два измерительных преобразователя, постоянные времени которых отличаются не менее чем на два порядка.
Наверх