Устройство для измерения интегральной полусферической излучательной способности частично прозрачных материалов Российский патент 2017 года по МПК G01J5/00 

Описание патента на изобретение RU2610552C1

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.

Похожие патенты RU2610552C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ 2015
  • Потапов Юрий Федорович
  • Миллер Алексей Борисович
  • Токарев Олег Дмитриевич
RU2593445C1
Устройство для измерения излучательной способности твердых непрозрачных материалов 1989
  • Хлебников Олег Евгеньевич
  • Халатов Артем Артемович
SU1732181A1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ С ПОМОЩЬЮ ПРЯМОГО ЛАЗЕРНОГО НАГРЕВА (ВАРИАНТЫ) 2015
  • Брыкин Михаил Владимирович
  • Васин Андрей Андреевич
  • Шейндлин Михаил Александрович
RU2597937C1
Способ измерения интегральной излучательной способности с применением микропечи (варианты) 2015
  • Брыкин Михаил Владимирович
  • Васин Андрей Андреевич
  • Шейндлин Михаил Александрович
RU2607671C1
Устройство для определения излучательной способности теплоизоляционных материалов 1979
  • Баскин И.М.
  • Падерин Л.Я.
  • Пушков П.И.
  • Хелемеля Е.И.
SU797331A1
Устройство для определения индикатрисы излучения материалов 1986
  • Падерин Л.Я.
  • Баскин И.М.
  • Казаков В.В.
  • Жигарева Л.П.
SU1347669A1
Способ определения интегральной полусферической излучательной способности покрытий 1975
  • Горшенев В.Г.
  • Жулев Ю.Г.
  • Падерин Л.Я.
SU530555A1
Способ и устройство для измерения направленного коэффициента инфракрасного излучения материала 2017
  • Казьмин Евгений Александрович
  • Корнилов Андрей Борисович
  • Корнилов Глеб Андреевич
  • Чернявский Александр Александрович
RU2662053C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТА ЧЕРНОТЫ ПОКРЫТИЙ 2014
  • Вихарева Надежда Анатольевна
  • Черепанов Виктор Яковлевич
  • Ямшанов Владимир Алексеевич
RU2578730C1
Способ определения поглощательной и излучательной способности слабоселективных покрытий на неметаллических материалах 1980
  • Горшенев Виктор Григорьевич
  • Падерин Леонид Яковлевич
  • Суворов Валентин Петрович
SU928174A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 610 552 C1

Реферат патента 2017 года Устройство для измерения интегральной полусферической излучательной способности частично прозрачных материалов

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.

Формула изобретения RU 2 610 552 C1

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.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2610552C1

Л
Я
ПАДЕРИН, Б
В
ПРУСОВ, О
Д
ТОКАРЕВ, ";УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ПОЛУСФЕРИЧЕСКОЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ТЕРМОРЕГУЛИРУЮЩИХ ПОКРЫТИЙ";, УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ ЦАГИ, т
X L I I, номер 1, 2011, с.53-61
Способ определения интегральной полусферической излучательной способности покрытий 1975
  • Горшенев В.Г.
  • Жулев Ю.Г.
  • Падерин Л.Я.
SU530555A1
Устройство для определения излучательной способности теплоизоляционных материалов 1979
  • Баскин И.М.
  • Падерин Л.Я.
  • Пушков П.И.
  • Хелемеля Е.И.
SU797331A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ ЧАСТИЧНО ПРОЗРАЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ 0
SU282702A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ ПОЛУПРОЗРАЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ 1983
  • Баскин И.М.
  • Падерин Л.Я.
SU1103662A1

RU 2 610 552 C1

Авторы

Потапов Юрий Федорович

Токарев Олег Дмитриевич

Даты

2017-02-13Публикация

2015-11-05Подача