Устройство для измерения энергии импульса излучения
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик пц 767569
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к- авт. саид-ву (22) Заявлено 2707.78 (21) 2á50323/18-10 (51)М с присоединением заявки ¹вЂ”
G 01 К 17/00 (23) Приоритет
Государственный комитет
СССР ло делам изобретений и открытий
Опубликовано 30,0980. Бюллетень ¹ 36
Дата опубликования описания 30.09.80 (53) УДК 536.53 (088. 8) (72) Авторы изобретения
Ю.Д. Горбенко, В. Г, Карпов, В.И, Соловьев, Д,А. Тайц и Ю. И. Яновский
Государственное специальное конструкторское бюро теплофизического приборостроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГИИ
ИМПУЛЬСА ИЗЛУЧЕНИЯ
Изобретение относится к измерительной технике н может быть исполь» зовано для измерения энергии импульсов электромагнитного излучения и пучков электронов.
Известен термоэлектрический калориметр для измерения энергии излучения, в котором электромагнитный поток, падающий на приемную поверх-. ность термоэлектрических преобразо1О вателей теплового потока, превращается в теплоту, создавая разность температур на поверхности преобразователей, что приводит к возникно° вению термо-ЭДС, пропорциональной изменению энергии падающего электромагнитного нзлучеиия (1), Цель изобретения - увеличение точности и автоматизация процесса измерения.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения энергии импульса излучения, содержащее два встречно включенных термоэлектрических преобразователя, тепловыравнивающий корпус, электрический нагреватель, подключенный к источнику питания, и щелевой приемный элемент, введены измеритель интервала времени, нуль-орган, подключенный к термоэлектрическим преобразователям, и фотоэлектрический преобразователь, выходы которых соединены с входами источника питания
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является 20 устройство для измерения энергии импульса излучения, содержащее два встречно включенных термоэлектри-. ческих преобразователя, размеценных в тепловыравкивающем корпусе, 25 электрические нагреватели, вмонтированные в .спинке целевых приемных элементов, и источник питания (2), Такое устройство калибруется путем подачи электрической энергии. З() для каждой температуры нужна своя калибровка, а выделение теплоты при падении излучения на приемный элемент происходит в тонком слое его внутренней поверхности, в то же время выделение теплоты при калибровке происходит -под поверхностью, т.е. локально эти два процесса разделены, что ограничивает точность измерения энергии. Кроме того, измерение трудно поддается автоматизации.
767569 и измерителя времени, а электрический нагреватель и щелевой приемный элемент выполнены в виде идентичных ленточных металлических спиралей, установленных торцом на поверхности термоэлектрических преобразователей, причем ширина А щрлевых каналов спиралей связана с их глубиной В соотношением
А 1 1 3 5 Ъ
Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.
Устройство для измерения энергии импульса излучения содержит два термоэлектрических преобразователя
1 и 2 (термоэлектрические батареи), тепловыравнивающий корпус 3, электрический нагреватель 4, щелевой приемный элемент 5, стабилизированный источник 6 питания, нуль-орган
7, фотоэлектрический преобразователь
8 и измеритель 9 интервала времени, В основу работы устройства положен следующий физический принцип, При действии импульса излучения длительностью, много меньшей постоянной времени приемника излучения, температурные изменения, развивающиеся в приемном элементе (поглотителе излучения) таковы, как будто источник излучения действовал мгновенно и зти изменения зависят лишь от энергии импульса, а не от длительности импульса, Например, если источник с энергией 1 Дж действует 10 9 с или 10 с и поглощается телом с постоянной 10 c, в обоих случаях температурный ход всех точек тела бедет одинаков, В силу этого принципа в симметричной дифференциальной тепловой схеме действие подлежащего измерению источника можно уравнбвесить действием другого источника теплоты, длительность которого можно измерить, а мощность известна, Условие равновесия соответствует равенству энергий
Устройство работает следующим образом.
Измеряемое импульсное излучение падает на целевые каналы приемного элемента. Щелевые каналы являются хорошим аналогом черного тела, Одновременно отраженный или прямой . поток, действуя на фотоэлектрический преобразователь 8, включает источник 6 питания нагревателя 4 и измеритель 9 интервала времени. Внутри нагревателя 4 рассеивается тепло источника б.
В тот момент, когда в системе нагреватель 4 — термоэлектробатарея 2 тепловой процесс от нагрева с ганет аналогичным тепловому процессу в системе приемный элемент
5 - термоэлектробатарея l, вызванному источником излучения, пороговое устройство (нуль-орган) вй (ает сигнал на отключение источника 4 питания нагревателя и остановку измерителя 9 интервала времени.
Таким образом, действие источника питания мощностью Мо пропорционально энергии 1 падающего излучения, т.е. время работы источника питания б пропорционально энергии
1 импульса излучения
1 î
Мощность Я источника б питания можно выбрать таким образом, что время, фиксируемое измерителем
9 интервала времени, будет численно равно измеряемой энергии импульса излучения, Устройство метрологически надежно, выделение теплоты на стенках целевого канала приемного элемента при падении излучения совершенно идентично выделению теплоты Джоуля
25 на стенках щелевого канала нагревателя, Достигается полная симметрия процессов поглощения и компенсации, Устройство не требует калибровки.
Старение элементов не влияет на
ЗО точность измерения, Формула изобретения
Устройство для измерения энергиИ импульса излучения, содержащее два встречно включенных термоэлектрических преобразователя,тепловыравнивающий корпус, электрический нагреватель, подключенный к источнику питания,и щелевой приемный элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности и автоматизации процесса измерения, в него введены измеритель интервала времени, нульорган, подключенный к термоэлектрическим преобразователям, и фотоэлек трический преобразователь, выходы
4> которых соединены с входами источника питания и измерителя интервала времени, а электрический нагреватель и целевой приемный элемент выполнены в виде идентичных ленточных металли50 ческих спиралей, установленных торцом на поверхности термоэлектрических преобразователей, причем ширина А щелевых каналов спиралей связана с их глубиной B соотношением
В 5 Ь
И с точи ик и ин форма ци и, принятые во внимание при экспертизе
1, Григорьев Б,А, Импульсный нагрев излучениями, М., 1974, с, 683-685, 2. Приборы и техника эксперимента, Р 5, 1977, с. 201, 767569
Составитель В, Голубев
Редактор Т. Рыбалов Техред C.Áåöà . Корректор Ю,. Макаренк©
Заказ 7181/37 Тираж 713 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Мссква, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
