Прибор для светотепловых измерений излучающей способности твердой поверхности Российский патент 2024 года по МПК G01N25/20 G01J5/10 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для проведения светотепловых измерений и измерений излучающей способности поверхности твердого тела в помещении, для определения параметров лучистого теплообмена твердого тела.

Известно устройство для определения степени черноты поверхности (патент RU 2547901, МПК G01N 25/18, подана заявка: 2013.09.17, дата публикации: 2015.04.10), использующее в качестве принципа приемника тепла инфракрасный датчик и сравнение с образцами с известной чернотой поверхности, исследуя исключительно композитные и тонкопленочные материалы, источник тепла и оптическую систему. Изменяемая поверхность находится под защитой экрана, защищающего измеряемую температуру от посторонних тепловых помех. Изобретение относится к теплофизике. Технический результат: повышение достоверности определения степени черноты поверхности материалов.

Известно устройство для измерений коэффициента черноты покрытий (RU 2578730, МПК G01J 5/12, подана заявка: 2014.12.30, дата публикации: 2016.03.27), использующее тепловой излучатель и теплосток, снабженные подключенными к выходу регуляторов температуры термпоэлектрическими батареями Пельтье, на поверхности которых последовательно размещены датчики потока тепла и покрытые с внешней стороны исследуемым материалом. Полостью теплообменника является фиксированный зазор между параллельно расположенными пластинами теплового излучателя и теплостока. Изобретение относится к измерительной технике. Технический результат: повышение точности и расширение температурного диапазона измерений коэффициента черноты.

Известен способ и устройство для измерения степени черноты (патент RU 2521131, МПК G01N 25/20, G01J 5/12, подана заявка: 2012.01.11, дата публикации: 2014.06.27), ближайшее по технической сущности и принятое за прототип, содержащее нагреватель, пластину-образец, температура которого сравнивается с измеряемой пластиной идентичного состава и покрытия, где в полости между пластинами в полость располагают нагреватель, который нагревается до необходимой температуры нагрева. Однако известное устройство имеет сложную и ненадежную конструкцию, а также недостаточную достоверность получаемой информации.

Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является: исключение теплового воздействия на измеряемый образец и использование минимального количества деталей конструкции прибора при его надежности измерений.

Технический результат заключается в упрощении принципа и конструкции прибора для светотепловых измерений излучающей способности твердой поверхности. Технический результат достигается тем, что конечный прибор измеряет степень черноты (или излучающую способность) поверхности твердого тела, содержащий корпус-ручку, внутри которого расположен белый светодиод, излучающий белый свет, включающий в себя весь спектр видимого излучения, фоторезистор, принимающий отраженное излучение от твердой поверхности в полном спектре излучения, черное покрытие внутренней стенки, позволяющее изолировать фоторезистор от светодиода и уменьшить влияние отражения от корпуса изнутри, фоторезистор и светодиод подключаются внутри к гнезду, которое обеспечивает питание прибора от постоянного тока и вывод измеряемой информации для излучающей способности поверхности твердого тела.

Для пояснения сущности предлагаемого технического решения приводятся следующие иллюстрации.

На фиг. 1 изображен корпус прибора, вид произвольный.

На чертеже обозначено: корпус (1), гайка (2), насадка (3).

На фиг. 2 изображен корпус прибора, вид произвольный.

На чертеже обозначено: гнездо (4) для подключения измерительной аппаратуры.

На фиг. 3 изображен корпус прибора, вид сзади.

На чертеже обозначено: защита (5) от переполюсовки.

На фиг. 4 изображен корпус прибора, вид спереди.

На чертеже обозначено: белый светодиод (6), фоторезистор (7).

Прибор работает следующим образом. Светодиод (6) излучает свет в видимом спектре излучения (400-700 нм), отраженный от поверхности твердого тела свет попадает на чувствительную поверхность фоторезистора (7), измеренное сопротивление фоторезистора измеряется по отношению к напряжению светодиода через гнездо (4) с защитой от переполюсовки (5). Корпус (1) защищает внутреннюю часть прибора от внешних воздействий, разборная гайка (2) обеспечивает возможность ремонта прибора и замены насадки (3).

Корпус и гайка должны быть сделаны из идентичного материала, например, из жаропрочного пластика. Принципиально важно, чтобы гнездо имело пять контактов. Два контакта отводятся для белого светодиода. Два контакта отводятся для фоторезистора. Один контакт запасной. Алюминий в качестве материала для насадки выбран принципиально, с целью обеспечения надежности. Цинковый сплав и медный сплавы выбраны принципиально, с целью обеспечения надежности.

Изобретение относится к измерительной технике, а в частности для проведения светотепловых измерений и измерений излучающей способности поверхности твердого тела в помещении, для определения параметров лучистого теплообмена твердого тела. Прибор содержит корпус (1) и гайку (2), выполненные из идентичного корпусу материала, разборную насадку (3) из алюминия и гнездо (4) для подключения к измерительной аппаратуре. Внутренние стенки корпуса имеют черное покрытие, а внутри корпуса расположены белый светодиод и фоторезистор. Гнездо имеет пять контактов, два из которых отводятся для белого светодиода, два контакта для фоторезистора, а один контакт запасной, причем гнездо выполнено с защитой от переполюсовки в виде втулки из цинкового и медного сплавов, внутри которой расположено гнездо, обеспечивающей одно положение для подключения устройства. Технический результат - исключение теплового воздействия на измеряемый образец и использование минимального количества деталей конструкции прибора при одновременной надежности измерений. 4 ил.

Устройство для светотепловых измерений излучающей способности твердой поверхности, содержащее корпус, отличающееся тем, что внутренние стенки корпуса имеют черное покрытие, внутри корпуса расположены белый светодиод и фоторезистор, соединенные с гнездом, обеспечивающим питание устройства от постоянного тока и вывод измеренных значений сопротивления фоторезистора по отношению к напряжению светодиода, причем корпус через гайку соединен с насадкой из алюминия, при этом гайка выполнена из материала, идентичного материалу корпуса, при этом гнездо имеет пять контактов, два из которых отводятся для белого светодиода, два контакта для фоторезистора, а один контакт запасной, причем гнездо выполнено с защитой от переполюсовки в виде втулки из цинкового и медного сплавов, внутри которой расположено гнездо, обеспечивающей одно положение для подключения устройства.