Датчик радиационного теплового потока Советский патент 1992 года по МПК G01J5/12 

ва, ослабляющие радиационный поток и вносящие дополнительные погрешности в измерения, или используется другое устройство с более низкой чувствительностью, но с более массивным стержнем и более низким расстоянием между термопарами, а следовательно, с лучшим охлаждением торца стержня.

Цель изобретения - расширение диапазона измерений и повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным холодильником, который выполнен с возможностью перемещения вдоль оси стержня. Дополнительный холодильник выполнен в виде цилиндра с резьбой на внешней боковой поверхности и установлен коаксиально теплопередающему стержню с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси последнего в цилиндрической резьбовой втулке, расположенной в корпусе устройствагпри этом на нижнем торце цилиндра, параллельно оси стержня, закреплены цилиндрические патрубки, соединенные с внутренней полостью последнего, а у торцов цилиндра, в местах его контакта со стержнем, установлены уплотнения.

На чертеже схематически изображено устройство, продольное сечение.

Устройство содержит теплопередающий стержень 1, выполненный заодно с холодильником 2, Устройство снабжено дополнительным холодильником 3 с внутренней полостью 4 для прохождения хладагента. Хладагент подается в полость 4 и удаляется из нее по цилиндрическим патрубкам 5. На внешней боковой поверхности дополнительного холодильника 3 выполнена резьба. Дополнительный холодильник 3 установлен коаксиально теплопередающему стержню 1 с возможностью возвратнопоступательного перемещения вдоль оси последнего в цилиндрической резьбовой втулке 6, расположенной в корпусе 7. Вращение цилиндрической резьбовой втулки 6 осуществляется с помощью разрезного маховика 8. Теплопередающий стержень 1 имеет зачерненный рабочий торец 9. Со стороны рабочего торца 9 на корпусе 7 закреплена водоохлаждаемая диафрагма 10 с отверстием, коаксиальным стержню 1. На теплопередающем стержне 1 установлены две термопары 11 для измерения градиента температур, одна - у рабочего торца стержня 9, а другая - у корня стержня 1. Термопара от горячего спая проходит через холодильник 2 и дополнительный холодильник 3 в изоляционной трубке 12. В местах

контакта теплопередающего стержня 1 с холодильником 3 установлены уплотнения 13. Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устройства для

измерения мощности радиационного потока дополнительный холодильник 3 устанавливается в крайнее верхнее положение на теплопередающем стержне 1. Затем в канал

холодильника 2, полость 4 дополнительного холодильника 3 и канал охлаждения диафрагмы 10 подается хладагент. В качестве хладагента может использоваться водопроводная вода, так как при колебаниях ее температуры не происходит изменения величины выходного сигнала устройства. В устройстве приемником излучения служит поверхность рабочего торца 9 медного стержня 1 диаметром от 0,5 до 2,0 мм. На рабочий торец 9 подается радиационный поток. В результате этого воздействия в стержне 1 возникает направленный тепловой поток от рабочего торца 9 к холодильнику 3. Термопары 11 при этом фиксируют возникший

градиент температур в виде электрического сигнала. Электрический сигнал передается на милливольтметр, показания которого фиксируются в таблицу или двухкоординатным самописцем. Полученные результаты

проходят дальнейшую математическую обработку.

При крайнем верхнем положении дополнительного холодильника 3 чувстаительность устройства минимальна, а его

быстродействие максимально. Вращением резьбовой втулки б можно, перемещая вниз холодильник 3, добиться необходимой чувствительности устройства.

Пример. Выполняют устройство для измерения мощности радиационного потока. В устройстве используют стержень диаметром 1,5 мм и длиной 40 мм. Расстояние между термопарами 35 мм. Материал стержня, холодильника и дополнительного холодильника медь марки М 1. Материал корпуса и втулки сталь марки Ст 10. Для термопар использовался константан диаметром 0,2 мм. Устройство отпарировано по чувствительности в зависимости от положения дополнительного холодильника по длине теплопередающего стержня. Для тарировки использовался полостйой калориметр. Габариты устройства: диаметр корпуса 40 мм,

длина ycтpoйctвa 100 мм.

Устройство позволяет осуществлять измерения мощности радиационного потока в широком диапазоне чувствительности с точностью от 5 до 10%.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано приИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при радиометрировании потоков лазерного или некогерентного светового излучения.Известно устройство для измерения мощности светового потока, содержащее калориметр, охлаждаемый водой, термопа-. ры для измерения температуры воды на входе и выходе из калориметра.Сравнительно низкое пространственно-временное разрешение ограничивает область его применения измерениями средней и низкой мощности стационарного радиационного потока.Наиболее близким техническим реще- нием к изобретению является устройство для измерения мощности радиационного потока, содержащее тегглопередающий стержень с термопарами, размещенными одна у рабочего торца, другая -у основания стержня, холодильник в его корневой части, неподвижно закрепленный в корпусе уст-,измерении потоков лазерного или некогерентного теплового излучения. Цель изобретения - расширение диапазона измерений и повышение их точности. Датчик содержит теплопередающий стержень, на рабочем торце которого ^расположена водорхлаждаемая диафрагма, а на противоположном торце - холодильник. В датчик введен дополнительный холодильник с возможностью перемещения вдоль оси стержня в цилиндрической резьбовой втулке, расположенной в корпусе устройства. На теплопередающем стержне установлены две термопары. В местах контакта стержня с дополнительным холодильником установлены уплотнения. 1 з.п. ф -лы, 1 ил.ройства, ограничивающую диафрагму, расположенную в плоскости рабочего торца теплопередающего стержня.Известное устройство производит измерения мощности радиационного потока с погрешностью до 10-15%. Точность измерения данного устройства зависит от диаметра стержня, диаметра его рабочего торца и расстояния между приваренными термопарами. При уменьшении диаметра стержня и рабочего торца чувствительность устройства увеличивается. С увеличением расстояния между термопарами чувстви- •тельность устройства также увеличивается, но применение устройств с тонким стержнем и большим расстоянием между термопарами ограничивается только измерениями низких плотностей энергии. Измерение подобным устройством высоких плотностей энергии приводит к оплавлению торца стержня и выходу прибора из строя. Во избежание этого применяются устройст-^Ёю ^ о о