Термоэлектрический приемник тепловогоизлучения

 

Союз Соаетсних

Сецнапнстнчесмнх

Республнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<щ838428 (61) Дополнительное к авт. «свид-ву (22) Заявлено 060.4,79 (21) 2747769/18-10 (53)М. Кл

G 01 К 17/08 с присоединением заявки М

Государствеииый комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150681 Бюллетень Йо22 (53) УДК 5З6.62 (088.8) Дата опубликования описания 150681 (72) Авторы изобретения

A.A.Aùåóëîâ, Н.Н.Глемба, И.М.Пилат и Р.И.Пл (71) Заявитель (54) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИЕМНИК ТЕПЛОВОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к термоэлектрическим приборам и находит широкое применение в пирометрии, теплометрии и ИК технике. Оно предназначено для измерения теплового излучения путем одновременного сравнения разноименно

1 направленных радиационных тепловых потоков

Известен тепломер, содержащий тепловоспринимающий и теплостабилизирующий элементы, датчик разности температуры из термоэлектрически анизотропного монокристалла с электрическими выводами на торцовых гранях. Рабочие грани кристалла находятся в теп-1з ловом контакте с тепловоспринимающим и- теплостабилизирующим элементами(1) .

Однако указанное устройство не позволяет производить одновременного измерения эталонного и измеряемого потоков

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является приемник теплового излучения, состоящий из двух анизотропных термоэлемен- 25 тов, соединенных последовательновстречно и снабженных черненными медными пластинами. Данный приемник позволяет проводить одновременное сравниваиие одноименно направленных теп- 30 ловых потоков в диапазоне 50-400оС, средняя температура приемника при этом находится в интервале 0-1000С.

Эталонный поток создается с помощью лампы накаливания, ток питания которой является термометрическим параметром.

Недостатком данного приемника является невозможность измерить разноименно направленные тепловые потоки с достаточной точностью, так погрешность измерений известным приемником одноименно направленных тепловых потоков — 7Ъ, разноименных — 23%.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений.

Указанная цель достигается тем, что анизотропные термоэлементы продольного типа соединены по торцовым граням черненнымн медными пластинками, являющимися одновременно коммутирующими элементами, а к боковым граням термоэлементов прикреплены электротеплоотводящие цилиндры, при этом между анизотропйыми термоэлементами расположена электроизоляционная прокладка, а также тем, что отношение площади контакта электропроводящего

838428 цилиндра к площади боковой грани тер. моэлемента не превышает 0,25.

На фиг. 1 схематически изображена конструкция термоэлектрического приемника; на фиг. 2 — расположение термоэлектрических анизотропных эле- 5 ментов.

Термоэлектрический приемник содержит анизотропные термоэлементы 1, торцовые грани которых соединены черненными медными пластинами 2 и 2, / выполненными из фольги, между термоэлементами 1 расположена электроизоляциоиная прокладка 3. К центральной, части боковой поверхности анизотропных термоэлементов 1 прикреплены электротеплоотводящие цилиндры 4, 15 электроизолированные от корпуса 5 и диафрагмы б с помощью колец 7, выполненных, например, из фторопласта.

Детали 4-6 приемника выполнены из материала, обладающего большой элект- 20 ротеплопроводностью, например, меди.

Отверстия цилиндров 4 служат для крепления электровыводов датчика.

Анизотропные термоэлементы представляют собой кристаллографически ориен- у5 тированные пластины 1 длиной 0 и площадью поперечного сечения m x h, выполненные из термоэлектрически анизотропных монокристаллов, например антимонида кадмия, легированного теллуром и серебром. Ориентация пластин относительно кристаллографических осей выбрана так, что их одноименные кристаллографические оси параллельны друг другу, при этом ось

$001J в каждой пластине составля ет угол 450 к ее торцовой грани.

Электрическая изоляция между пластинами 1 осуществляется с помощью тонкой электроизоляционной прокладки 3, выполненной, например, из конденса- 40 торной бумаги, а коммутирующие гластины 2 и 2, находящиеся на торцовых

I гранях, выполнены из проводя его материала, например, черненной медной фольги.

Приемник работает следующим образом.

При поглощении одной из пластин

2 эталонного т„еплового потока и излучении измеряемого теплового потока второй пластиной 2 в анизотропных элементах 1 по обе стороны от цилиндров 4 возникают два коллинеарных градиента температуры, обуславливающие возникновение термо-ЭДС E и Е.- . По1 скольку элементы 1 включены последовательно-встречно, то равенство тепловых потоков Q и Qo приводит к равенству градиента температур и следовательно к равенству термо-33С Е, и Е, т. е. в этом случае ЭДС на выходе приемника равна нулю. Проградуировав предварительно эталонный излучатель и зная температуру приемника, можно определить температуру измеряемого объекта, а также величину падающего на него теплового потока. Оптимальная площадь электроконтакта между цилиндрами 4 и пластинами 1 датчика подбирается экспериментально из условия обеспечения максимальных значений вольт-ваттной чувствительности приемника и теплоотвода. Результаты исследований показали,что требуемые условия выполняются при соотношении площадей электроконтакта к боковой поверхности пластины,не превышающей 0,25, Использование предлагаемого термоэлектрического приемника теплового излучения дает возможность одновременного сравнения и измерения радиационных потоков от объектов, температура которых лежит ниже средней температуры приемника с величиной погрешность менее ЗЪ.

Формула изобретенил

1. Термоэлектрический приемник теплового излучения, состоящий из двух анизотропных термоэлементов, соединенных последовательно — встречно и снабженных черненными медными пластинами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, анизотропные термоэлементы продольного типа соединены по торцовым граням черненными медными пластинами, являющимися одновременно коммутирующими элементами, а к боковым граням термоэлементов прикреплены электротеплоотводящие цилиндры, при этом между анизотропными термоэлементами расположена электроизоляционная прокладка.

2. Приемник по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что отношение площади контакта электротеплоотводящего цилиндра к площади боковой грани термоэлемента не превышает

0,25.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 474707, кл. G 01 К 17/00, 1973.

2."Оптико-механическая промышленность", 1974, 9 5, с. 34 (прототип).

838428

Я .1

Йгг.2

Составитель Г.Мухина

Редактор Л.Повхан Техред A. Савка Корректор Ю. Макаренко

Закаэ 4411/60 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретеннй и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4