Датчик для измерения радиационных тепловых потоков Советский патент 1962 года по МПК G01K17/06 G01K7/16 

Известны датчики для измерения радиационных тепловых потоков, которые содержат термометр сопротивлен-ия, выполненный в виде решетки из тонкой проволоки или фольги (см., например, книгу М. А. Львова «Приборы теплотехнического контроля, Машгиз, 1959 г. стр. 191-193).

Недостатками этих датчиков являются; низкая чувствительность, большая инерционность, нестабильность и нелинейность измерительных характеристик, большие габариты и невозможность измерения разности падаюш,его на конструкцию и отраженного от нее лучистого теплового потока.

Предложенный датчик лишен указанных недостатков. Суш,ность изобретения заключается в том, что в датчике применен термометр сопротивления, концы которого охлаждаются.

На чертеже схематично изображен предложенный датчик.

Датчик состоит из чувствительного элемента /, корпуса 2 с теплообменником и защитной крышки 3Принцип действия датчика основан на измерении электрического сопротивления неравномерно нагретого по длине чувствительного элемента, изготовленного в виде решетки из тонкой проволоки или фольги.

Чувствительный элемент толшиной 10 -f 30 мк. укрепляется в рабочей раме 4. Для обеспечения надежного отвода тепла с концов чувствительного элемента и поддержания их температуры стабильной при измерениях и тарировке в качестве изоляции применяется окись алюминия АЬОз, которая имеет высокий коэффициент теплопроводности и вь сокие электроизоляционные свойства. Нанесение окиси алюминия производится методом газопламенного напыления№ 145783- 2 -:

Размеры чувствительного элемента подбираются из расчета требуемой чувствительности, инерционности и величины измеряемого лучистого теплового потокаЧтобы избежать нелинейности характеристики, обусловленной собственным получением чувствительного элемента, максимальная температура последнего принимается равной 150-200°.

Чувствительный элемент может изготавливаться на временной основе, которая после запыления концов окисью снимается растворителем- После изготовления рабочая рама 4 совместно с чувствительным элементом запрессовывается в охлаждаемый водой корпус 2. Вода подводится в корпус и отводится из него по трубкам 5.

Корпус изготавливается из электролитной меди, наружные поверхности которого полируются, что позволяет свести величину поглощаемого корпусом лучистого потока до 2-4%.

Для защиты от повреждения и уменьшения погрешностей, вызываемых конвективными тепловыми потоками, чувствительный элемент закрывается защитной -крышкой 3 с окном, в которое вставлен материал, пропускающий инфракрасные лучи (слюда, кварц). Тарировка датчика производится по,любому из существующих методов.

Отличительной чертой датчика является следующее.

При воспроизведении аэродинамического нагрева с помощью инфракрасного метода необходимо измерять как лучистый тепловой поток, падающий на датчик, так и поток, излучаемый им, что приво дит к необходимости использовать два датчика.

Предложенный датчик может представлять собой один двухсторонний датчик лучистого потока, который будет измерять необходимую для определения разность тепловых потоков, которая характеризует величину поглощенного датчиком теплового потокаГосударственный комитет Совета Министров СССР по авиационной технике в заключении № 4508-1337/и от 29. VI-61 г. отметил, что предложенный датчик отвечает требованиям, предъявляемым к датчикам, служащим для воспроизведения аэродинамического нагрева при тепловых статических испытаниях авиационных конструкций в лабораторных условиях, и рекомендуется для практического использования.

В заключении Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) отмечается, что основными достоинствами предлагаемого высокочувствительного малоинерционного датчика для измерения лучистых потоков являются: сравнительная простота конструкции; небольшие габариты и малая стоимость; возможность создания малогабаритного двухстороннего датчика, измеряющего разность падающего на конструкцию и отраженного лучистого теплового потокаПредмет изобретения

Датчик для измерения радиационных тепловых потоков, содержащий термометр сопротивления, выполненный в виде решетки из тонкой проволоки или фольги, отличающийся тем, что, с целью увеличения его чувствительности и уменьшения инерционности датчика, концы термометра сопротивления закреплены в охлаждае.мой обойме корпуса.