Устройство для измерения теплового излучения

 

Йат

:% а а-:. -;1 Π— ц v ааалаааааа у а

О П И С А Н И Е < 699360

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнн

Соцналнстнческнн

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (51 ) М. Кл. (3 01 К 17/00 (3 01 К 7/12 (22)Заявлено03.06.77 (21) 2492646/18 10 с присоединением заявки РЙГесударстевннвй нюввнтвт

СССР ао делам нэвбретвннй н втнрктнй (23) Приоритет

Опубликовано 25.11.79. Бюллетень РЙ43 (531УДК 621.317 (088.8 ) Дата опубликования описания 28.1 1.7 9

А. Д, Маркин и В. И. Илющенко (72) Авторы изобретения (7)) Заяви д Донецкий ордена Трудового красного Знамени политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение касается тепловых измерений и может найти применение при исследовании процессов теплообменв в энергетике и различных тепловых машинах.

Известны батарейные датчики, которые используются в качестве чувствительных элементов и представляют собой термобатврею, собранную из последовательно соединенных термопар, рабочие концы которых монтируются нв зачерненной пластине

1О из фольги. Величина термо-ЭДС, развиваемая термобвтвреей, пропорциональна лучистому потоку и зависит от равновесной температуры тепловоспринимвкнц ей пластины из фольги и разности температур ра!

5 бочих (горячих) и холодных концов ее термопар (1

Недостатком этого батарейного датчика является нестабильность температур холодных концов термобатвреи, что влияет на точность измерений.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является радивпионный компенсированный термоэлемент, содержащий корпус, прикрепленные к корпусу приемную и компенсирующую пластины, имеющие покрытия с лицевой к падающему потоку стороны с различной степенью поглощения каждое, термобатврею и измерительный прибор "2).

Недостатком этого термоэлемента являются, вывод холодных концов термобатареи нв лицевую сторону пластин, что способствует непосредственному нагреву их от падающего лучистого потока и создает дополнительный нагрев компенсирующей пластины, крепление горячих концов к лицевой поверхности приемной пластины, что затрудняет свободный доступ теплового потока к ней, а также нагрев корпуса от теплового потока, излучаемого с обратной стороны приемной пластины. Перечисленные недостатки сужают диапазон измерений и их точность.

Е(ель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений.

ñ я= б агт2 з 6ОО3

Это достигается тем, что в корпусе устройства для измерения теплового излу чения выполнено сквозное отверстие, в котором установлены приемная и компен. сирующая пластины, с обратной стороны которых нанесены дополнительные покрытия с поглотительной способностью обратной поглотительной способности покрытий, нанесенных на лицевой стороне пластин, .при этом термобатарея прикреплена к йлас 0 тинам со сто)юны дополнительных покры» тий.

Такое выполнение устройства позволяет увеличить перепад температур между тепловоспрйнимающей и компенсирующей 15 пластинами, увеличить термо-ЭДС, снимаемую с термобатареи и тем самым повысить точность измерений. Нанесение дополнительных покрытий снижает теплоемкость корпуса, его влияние на показания 0 прибора и расширяет диапазон измерений.

Этт получается вследствие того, что обратная сторона приемной зачерненной пластины выполнены бластящей с малой степенью черноты, что уменьшает тепловой поток, излучаемый с этой поверхности.

q„= E„gg4

Гйе ц плотность теплового потока, излучаемого с обратной стороны приемной пластины;

f1 - степень черноты обратной стороны приемной пластины;

- постоянная Больпмана3 равновесная температура прием- З5

1 ной пластины.

Так как тепловой поток, излучаемый с обратной стороны приемной пластины снижается, равновесная температура ее повышается. В то же время обратная сто40 рона компенсирующей пластины, отражающей тепловой поток, выполнена зачерненной для увеличения теплового потока, излучаемого с этой поверхности. Этот тепловой поток равен где с - плотность теплового потока, из2. лучаемого с обратной стороны компенсирующей пластины;

- степень черноты обратной сто-, 2 роны компенсирующей пластины;

Т вЂ” равновесная температура комк пенсжрующей пластины.

Равновесная температура компенсирующей пластины соответственно снижается, так как термо-ЭДС, термобатареи пропорциональна перепаду температур горячих и

60 4 холодных концов термобатареи, которые равны равновесным температурам пластин, т.е. пропорциональны перепаду равновесных температур приемной и компенсирующей пластин. Так как этот перепад увеУ личивается, "соответственно увеличивает и сигнал термобатареи, что повышает точность измерений.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для измерения тепловотс излучения; на фиг. 2 - то же, вид сбоку, на фиг. 3 - поглотительные пластины.

Устройство для измерения тепловогэ излучения содержит корпус 1, выполненный со сквозным отверстием, в котором расп-ложены две поглотительные пластины, приемная 2 и компенсирующая 3, с покрытиями с лицевой и обратной стороны. Лицевая сторона пластины 2 имеет покрытие с высокой отражательной способностью, а обратная - с высокой поглотительной способностью. Пластина 3 имеет на лицевой стороне покрытие с высокой поглотительной способностью, а с обратной - покрытие с высокой отражательной способностью. В корпусе 1 пластины

2 и 3 расположены рядом и симметрично оси сквозного отверстия. К обратным сторонам пластин 2 и 3 прикреплена термобатарея из последовательно соединенных хромель- сопелевых термопар. Каждая термопара прикреплена горячими и холодными спаями к пластинам 2 и 3; причем горячмй спай каждой термопары прикреплен к пластине 3 (фиг. 3), имеющий высокую поглотительную способность с лицевой стороны, а холодный свай к пластине 2, имеющей высокую отражательную способность с лицевой стороны. Крепление термопар к пластинам 2 и 3 осуществляется с помощью жаростойкого и электроизоляционного лака. Термобатарея 4 соединена с измерительным прибором 5 с помощью проводов 6. Корпус 1 устройства укреплен на рукоятке 7. Приемные пластины 2 и 3 укреплены в корпусе 1 при помощи тонких слюдяных пластин 8.

Корцус 1 выполнен ив метариала с низким коэффициентом теплопроводности, например пластмассы.

Устройство для измерении теплового излучения работает следующим образом.

Устройство устанавливают так, чтобы измеряемый тепловой поток попадал на лицевую сторону пластин перпендикулярно.

Измеряемый тепловой поток нагревает приемную зачерненную) и компенсирующую отражающую) пластины до опреде699360 ленных равновесных температур. Разность этих температур будет тем выше, чем больше тепловой поток и чем выше разность степеней поглощения приемной и компенсирующей пластин с липевым и обратных сторон. Пластины нагревают горячие и хлодоные концы термобатерей, При этом термо-ЭЯС подается на измерительный прибор отградуированный в единицах мощности теплового поток& (вт/м ) °

Благодаря такому выполнению устройства между пластинами увеличивается перепад температур, что приводит к увеличению термо-ЭИС, снимаемой с батареи, и соответственно увеличению точности из15 мерения. Меняя количество термопар в термобатарее, можно широко изменять диапазон измерений, расширение которого обеспечивается дополнительными покрытиями цлас тип.

20 формула и зобре тения

Устройство для измерения теплового

25 излучения, содержащее корпус, прикрепленные к корпусу приемную и компенсирующую пластины, имеющие покрь тия с лицевой к падающему потоку стороны с различной степенью поглощения каждое, термобатарею и измерительный прибор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, в корпусе выполнено сквозное отверстие, в котором установлены приемная и компенсирующая пластины, с обратной стороны которых нанесены дополнительные покрытия с поглотительной способностью обратной поглотительной способности покрытий, нанесенных на лицевой стороне пластин, при этом термобатарея прикреплена к пластинам со стороны дополнительных покрытий.

Источники информации, принятые во внимание при эксПертизе

1. Климовицкий М. Q., Карлин B. А.

Краткий справочник по тепловому контролю в черной металлургии, М., Металлургиздат, 1962, с. 59-60, 2. Авторское свидетельство, СССР

М 183432, кл. Я 01 К 7/12, 1965 (прототип).

Put. 3

Составитель Г. Мухина

Ренактор A. ШмельккнТехрен 3. Фанта КоррЕктор B. Бутата

Заказ 7206/45 Тираж 766 Подлисное

1ЫИИПИ 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