Способ измерения излучательной способности при низких температурах

 

Союз Сеаетскид

Социалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

«»779822 (61) Дополммтельмое к авт. свмд-ву— (22) 3аявлемо 19.12. 78 (21) 2699063/18-25 с прмсоедммемием заявкм №вЂ” (23) Ормормтет—

Опубликовано 15.11.80. бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 15 .11.80 (S1)M KnЗ

С 01 J 5/50

Государственный комитет

СССР но делам нзобретенмй

" н открытий (53) УДК 535. 231..6(088.8) (72) Авторы мзфбретеммя

A. М. Василевский и М. Б. Столбов

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт имени В. И. Ульянова (Ленина) P1} Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИИ ИЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ

ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ!

Изобретение относится к области теплофиэики, в частности, к контролю теплофизических свойств поверхностей, контролю качества нанесения покрытий, а также разделам науки и техники, 5 связанным с исследованием окружающей среды.

Для измерения излучательной способности, интегральной или в широких спектральных диапазонах, например ок- 30 нах прсюрачности атмосферы, известны и получили распространение радиационный и рефлексионный методы (1) . Измерение излучательной способности при низких температурах, близких к температуре окружающей среды, делает непригодными рассматриваемые методы . из-за оравнимости потоков излучения от фона и объекта, их разделение путем использования модуляции потока 2О при низких температурах также сложно.

Основными путями снижения влияния фоновых потоков являются понижение температуры окружающей среды (2) и увеличение температуры источника под-25 светки (в реФлексионном методе).

Однако понижение температуры окру жающей среды не всегда возможно, а увеличение температуры источника подсветки приводит к значительным (де- jp

2 сятки процентов) погрешностям измерения эа счет сдвига спектра излучения в коротковолновую область.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ измерения излучательной способности, включающий облучение поверхности объекта тепловым потоком от источника с заданной температурой и измерение величины суммарного полусферического потока собственного и отраженного излучения (3) . Собствен.ное и отраженное излучение от объекта собирается на приемнике излучения зеркальной полусферой.

Способ заключается в сравнении отсчетов прибора kX< при попадании на приемник потока излучения подсветки, отраженного от образца, и kX -отсчета при .попадании на приемник потока излучения подсветки, когда на приемник излучения направляется непосредственно поток излучения от источника подсветки.

p(9) ; р(в) с(9).г(в), ° р кх где p (e) -направленно-полусферическая отражательная спбеобность объекта; ((В) — поглощательная способность, 779822

3 равная излучатель ной способности E(9) в направлении e; p> - отражательная способность зеркала. При этом

X CclPS (1- (8)) Ь поток отраженного от образца излучения, создаваемого источником подсветки и черным телом с яркостью 5п> в

2 телесном угле Й и X =(oS — поток излучения, подаваемого от подсветки на приемник. !

О

Фоновые потоки добавят к Х1, Х @ постоянную составляющую лХ, что приведет к погрешности измерения излучательной способности б С a x ЮВО„. 15

Погрешность, обусловленная фоном, может быть снижена увеличением температуры подсветки, но при этом увеличивается погрешность за счет сдвига спектра излучения в коротковолновую область.

Цельно изобретения является повышение точности измерения излучательной способности.

Поставленная цель достигается тем, что поверхность объекта вторично облучают тепловым потоком от источника с температурой, отличной от первоначальной, и измеряют величину суммарного полусферического потока со6ственного и отраженного излучения. 30

Сущность заключается во введении второй пары измерений полного и отраженного от объекта потоков излучения от источника подсветки, с темпе,ратурой, отличной.от первоначальной. 35

При этом соответствующие действия .могут быть описаны системой уравнений: х„= ах+ар (1-c,) Во .;

p ("-6) .

3(= А ХтЮВ о ) А =ах.тuuB>, х„-х тогда „, 6= 1 р> т. е. влияние фона исключается. Зн"чительное снижение температуры второй подсветки приведет к увеличению точности. измерения. Проведение серии измерений снизит случайную погреш-ность; что позволит еще более сблизить температуры обеих подсветок.

Реализация настоящего метода с использованием зеркальной полусферы поясняется чертежом. Блок 1 измерения устанавливается так, чтобы окно 2 совместилось с объектом 3. Блок 4 питания устанавливает необходимую температуру Т источника 5 подсветки .

Зеркало.6 устанавливается в положении, при котором. поток излучения под- светки направляется на образец и, отразившись, фокусируется зеркальйой поверхностью 7 на черный, диффузный приемник 8 и регистрируется устройством 9. После этого поток поворотом зеркала направляется на приемник и снова регистрируется. Следующие два отсчета осуществляются аналогично при новой температуре подсветки.На основе полученных четырех величин определяется

Таким образом, введение второй подсветки в методе эеркальн и полусферы позволяет исключить влияние неопределенности фоновых потоков, а также снизить температут r подсветки, что позволяет существенно повысить точность измерениями.

Формула изобретения

Способ измерения излучательной способности при низких температурах, включающий облучение поверхности объекта тепловым потоком от источника с заданной температурой и измерение величины суммарного полусферического потока собственного и отраженного излучения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения иэлучательной способности, поверхность объекта облучают вторично тепловым потоком от источника с температурой, отличной от первоначальной,и измеряют величину суммарного полусферического потока собственного и отраженного излучения .

Источники информации, принятые во вниманйе при экспертизе

1. Иэлучательные свойства твердых материалов. М., "Энергия", 1974.

2. Чистяков В. A. Труды ВНИИА, вып. 105/165/. М-Л., Изд-во стандартов, 1969, с. 171.

3. Кропоткин М. A и Козырев Б.П.

Оптина и спектроскопия . T. 17, 1964, с. 259.

ВНИИПИ Заказ 9312/6

Тираж 713 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4