Способ измерения теплового потока Советский патент 1984 года по МПК G01K17/08 

Описание патента на изобретение SU1076777A1

с:

Похожие патенты SU1076777A1

название год авторы номер документа
Способ дистанционного измерения температуры и устройство для его осуществления 1991
  • Скрипник Юрий Алексеевич
  • Чернякова Мальвина Мееровна
  • Водотовка Владимир Ильич
  • Химичева Анна Ивановна
SU1828539A3
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ПЛОТНОСТИ СЛАБОПОГЛОЩАЮЩИХ ВОЛОКНОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ 1991
  • Шляхтенко П.Г.
  • Суриков О.М.
  • Зиновьев А.В.
  • Гылыкова Р.П.
RU2024011C1
Устройство для измерения температуры 1977
  • Войцехов Юрий Романович
SU711382A1
Устройство для исследования температурных полей 1978
  • Войцехов Юрий Романович
  • Чернякова Мальвина Мееровна
SU750295A1
Устройство для измерения температуры 1977
  • Войцехов Юрий Романович
SU714177A1
Устройство для измерения коэффициентов светопропускания оптических систем и элементов 1983
  • Киселев Иван Александрович
  • Панфилов Александр Семенович
  • Сеславинский Игорь Алексеевич
SU1122898A2
Устройство для исследования температурных полей 1978
  • Войцехов Юрий Романович
  • Чернякова Мальвина Мееровна
SU750294A1
СПОСОБ НЕКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭКСТРУДИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2005
  • Пшонкин Дмитрий Викторович
  • Швец Александр Владимирович
RU2313765C2
ОПТИЧЕСКИЙ МИКРОИНТЕРФЕРОМЕТР 2000
  • Олейников А.А.
  • Олейников И.А.
RU2198379C2
Оптическое устройство регистрации зонального и интегрального светопропускания и отражения в оптическом образце 1990
  • Смолкин Игорь Константинович
SU1753376A1

Иллюстрации к изобретению SU 1 076 777 A1

Реферат патента 1984 года Способ измерения теплового потока

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА, заключающийся в измерении .разности температур в тепловоспринимающем элементе плоского дат.чика,величина которой пропорциональна плoт- V Ности теплового потока, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, датчик с тепловоспринимающим элементом в виде оптически неоднородной системы освещают параллельным пучком света, измеряют спектральное положение мaкcимy « светопропускания датчика, а разность температур в тепловоспринимающем элементе определяют по изменению интенсивности света, прошедшего через датчик.

Формула изобретения SU 1 076 777 A1

а

ч i

Изобретение относится к теплометрии и может быть использовано для определения плотности тепловых потоков объектов различного назначения.

Известен способ измерения теплового потока, основанный на использовании энергии изменения агрегатного состояния вещества под воздействием измеряемого теплового потока tl J.

Однако такой способ в основном предназначен для измерения мощных тепловых потоков и не обеспечивает необходимой точности при измерении тепловых потоков низкой мощности, характерных, например, для области радиоэлектроники.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, основанный на использовании метода вспомогательной стенки, заключающийся в измерении разности температур в тепловоспринимающем элементе (вспомогательной стенке) плоского датчика, по величине которой определяют плотноса-ь теплового потока С23.

Недостатком известного способа является низкая точность измерения, что обусловлено значительной методической погрешностью, связанной с искажением условий теплообмена с окружающей средой при неконтролируемой утечке тепла по металлическим электродам дифференциальной термопары.

Цель изобретения - повышение точности из1и еренйя теплового потока.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения теплового потока, заключающемуся в измерении разности температур в тепловоспринимающем элементе плоско|го датчика, величина которой пропорциональна плотности теплового потока, датчик с тепловоспринимающим элементом в виде оптически неоднородной системы освещают параллельным пучком света, измеряют спектральное положение максимума светопропускания датчика, а разность температур в тепловоспринимающем элементе определяют по изменению интенсивности света, прошедшего через .

Предлагаемый способ основан на зависимости интенсивности светопропускания датчика, содержащего оптически неоднородную двухкомпонентную систему, от температурного градиента по его толщине.

Датчик, компоненты которого близ.ки по показателю прелодшения и отличаются его температурной, зависимостью и средней дисперсией, отличается спектральной избирательностью и является полосовым светофильтром, контур пропускания которого смещается по спектру в зависи мости от температуры.

У датчика, находящегося, в изотермичных условиях, для света -с длиной волны, для которой совпадают показатели преломления его компонентов, светопропускание равно 1. При прохождении теплового потока q сквозь датчик, установленный на поверхности объекта либо в газовой или жидкостной среде, возникает температурный градиент по толщине датчика в .соответствии с форму ° Л

Я--

где к теплопроводность датчика в

поперечном направлении. - Предполагается, что толщина датчика значительно меньше егодиаметра и температура по его толщине изменяется по линейному закону.

Температурный градиент искажает контур пропускания датчика. Светопропускание датчика при наличии температурного градиента по толщине падает в соответствии с ростом

и толщиной г датчика.

Поскольку у да гчика на основе оптически неоднородной системы полуширина полосы пропускания изменяется в зависимости от спектрального положения АО его максимума пропускания пропорциональна Д , то характер ослабления светопропускания с

ростом -jj- зависит также от Л и знчительно резче проявляется в короткволновой области спектра по сравнению с длинноволновой. Для датчика определенной толщины по измеренной величине изменения светопропускания

(где Jn , J - интенсивность свет

на ходе и выходе из датчика) и спектральному положению максимума прюпускания Лд определяют плотность q проходящего сквозь него теплового потока по известной его градуировочной характеристике, измеренной для ряда значений До в пределах видимой области спектра.

При выборе датчика необходимо предусмотреть,- чтобы его рабочий температурный диапазон, в пределах котопогр контур пропускания датчика смещается в видимой области спектра, охватывал поверхностную температуру исследуемого объекта. Целесообразно, чтобы поверхностная температура объекта была близка к верхней границе рабочего диапазона датчика. При измерении проходящего теплового потока в газовой либо жидкостной среде необходимо, чтобы нижняя граница рабочего диапазона датчика примерно совпадала ее температурой среды. Н фиг. 1 показана зависимость светопропускания -j для датчика, выполненного на осноае к{)емнийорга нического каучука марки СКТФ и оптического стекла марки ЛК7; на фиг. 2 - схема устройства, реализующего предлагаемый способ. График 1 соответствует Лд 470 график 2 Я 540 нм, график 3 (, 630 нм. Рабочий температурный диапазон AT те рмодатчиков на основе кремний органических каучуков и оптических стекол составляет в среднем 24к. Датчик обеспечивает приемлемую, точность измерения при условии, .что температурный перепад по толщи не его не превышает 0,8 4 Т, что по воляет производить измерения q в диапазоне 200 -7500 Вт/м. На датчик 1 (фиг. 2), установ.ленный на поверхности исследуемого объекта 2, направляют параллельный пучок света от монохроматора 3. На основании датчика имеется зеркальное покрытие, в результате чего; луч света проходит сквозь него дважды, отражаясь от зеркала. Световой поток, прошедший сквозь датчик, регистрируется фотоприемником 4, выходной сигнал которого измеряется фотоусилителем 5. .. Изменяя спектральный состав све та в луче монохроматора, определяют длину волны До- света, для котоfut.l рой светопропускание датчика максимально, что регистрируется по максимуму показаний фотоусилителя 5 (с учетом спектральной характеристики фотоприемника и эйергетического распределения светойрго потока от монохроматора}. Величииа выходного сигнала фотоприемника определяет интенсивность светового потока, прошедшего сквозь датчик. По известной интенсивности 7 светового потока монохроматора, направляемого на датчик, определяют его светопропускание дл излчеренПо соответствуюного значения А, щей градуировочной характеристике датчика f(q)/,1p const находят искомую плотность q теплового notojca. .......,. Связь вторичной апиараТуш (фотоприемника и осветителя) с датчиком осуществляется световым лучом что . практически исключает дополнительный теплоотвод по датчику и резко уменьшает методическую погрешность измерения. В результате точность метода определяется в основном погрешностью измерения интенсивности светового потока в видимой области спектра, которая не превышает 3%, что и обеспечивает высокую точность. Погрешность измерения плотности теплового потока с помощью предлагаемотхэ способа составляет в среднем 8%, что примерно в 2,5 раза то чнеё, чем в прототипе.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1984 года SU1076777A1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Патент США 3372588, кл
Способ подготовки рафинадного сахара к высушиванию 0
  • Названов М.К.
SU73A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Способ измерения нестационарного теплового потока и устройство для его осуществления 1980
  • Маркин Александр Дмитриевич
  • Геращенко Олег Аркадьевич
  • Илющенко Владимир Иванович
  • Сажина Светлана Алексеевна
SU958880A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

SU 1 076 777 A1

Авторы

Войцехов Юрий Романович

Даты

1984-02-28Публикация

1982-04-21Подача