МОДЕЛЬ АБСОЛЮТНО ЧЕРНОГО ТЕЛА Советский патент 1970 года по МПК G01J5/00 

Изобретение относится к области метрологии.

В лабораторной и производственной практике часто возникает потребность в излучателях с высокой степенью соответствия абсолютно черному телу. Подобные модели, распределение энергии излучения которых может быть точно подсчитано по формуле Планка, широко применяются в качестве опорных источников в радиометрических и спектроскопических приборах для градуировки специальной аппаратуры, при калибровке приемников излучения и других целей. В литературе описано много разнообразных конструкций черных тел, построенных иа основе применения накаленной полости с отверстием. Среди этих конструкций весьма распространена цилиндрическая форма, позволяющая создавать простые модели абсолютно черного тела с удлиненными отверстиями для выхода излучения, расположенными вдоль образующей цилиндрической полости. Такая форма отверстия удобна при работе со спектральными приборами, имеющими входные щели подобного вида. Для работы в окислительной среде цилиндрические модели абсолютно черного тела изготовляют обычно из листовой пластины и нагревают непосредственным пропусканием тока по стенкам цилиндра.

При создании более высокотемпературного излучателя требуется вакуумирование либо наполнение рабочего объема прибора инертным газом. В связи с большой отражательной способностью металлов для достижения высокой излучательной способности модели абсолютно черного тела, угол раствора щели необходимо выполнять небольшим. Это приводит при заданной ширине щели (обычно 3 и более мм) к необходимости увеличения диаметра цилиндра и, следовательно, к увеличению потребляемой мощности.

Предлагаемое устройство отличается тем, что модель выполнена из собранных в столбик и закрепленных в цилиндрическом кожухе чередующихся шайб двух типов, различающихся по толщине и по внутреннему диаметру, большему у шайб с большей толщиной, и образующих цилиндрическую полость с поиеречными ребрами, причем в шайбах, расположенных в центральной части столбика, выполнены вырезы, которые образуют совпадающее с отверстием в кожухе выходное отверстие модели. Кроме того, все шайбы могут быть

снабжены расположенными по их среднему диаметру рядом совмещающихся отверстий, в которых установлен нагреватель, изолированный защитными трубками. Такое выполнение модели повышает ее изМодель содержит на внутренней поверхности полости взаимоирилегающие камеры. Таким образом эффект полости используется в данной конструкции во внутренних взаимоприлегающих камерах и в самом цилиндрическом излучателе, вследствие чего повышается общая излучательная способность модели.

На фиг. 1 показана предлагаемая модель; на фиг. 2 - шайбы двух типов.

Модель собирают из деталей в виде шайб двух типов, у которых D - внешний диаметр шайбы; d - внутренний диаметр; h - толщина шайбы.

Внешние диаметры шайб одинаковы, шайбы различаются по толщине (,hz) и диаметру внутренних центральных отверстий (c().

Тонкие шайбы (обычно толщиной 0,1 мм и

менее) имеют меньшее отверстие в центре чем

-шайбы большей толщины (как правило,

).

Желательно соблюдать следующее соотношение: ---- 2/12, где hz - толщина толстых шайб. Шайбы меньшей толщины следует изготовлять из имеющегося более тонкого материала, руководствуясь при этом лишь сохранением их механической прочности. Во всех деталях имеются небольшие отверстия, равномерно расположенные по диаметру приблизительно соответствующему среднему диаметру. При сборке цилиндрического излучателя детали располагают «в столбик, чередуя тонкие и толстые шайбы. Небольшие огверстия при этом совмещаются, образуя каналы, в которые вставляют тонкие изоляционные трубки 1 (например, из керамики). В трубках размещают проволочный нагреватель 2. В части шайб (тонких и толстых), располагаемых в средней части цилиндрического излучателя, делаются вырезы 3. При сборке эти шайбы ориентируются вырезами в одну сторону, и, таким образом, образуется отверстие (щель) для выхода излучения. Благодаря чередованию тонких и толстых шайб при сборке цилиндра части тонких шайб, прилегающие к центральному отверстию, служат круговыми поперечными ребрами 4, которые образуют на внутренней поверхности цилиндрического излучателя взаимоприлегающие камеры.

Проволочный нагреватель размещен во всех образованных маленькими отверстиями каналах, в том числе и располол енных сверху и снизу щели.

Далее на собранный и армированный нагревателем цилиндрический излучатель надевают внешнюю обшивку - кожух 5, представляющий собой цилиндр, изготовленный из листового материала (либо участок трубы), внутренний диаметр которого соответствует внешнему диаметру набранного из отдельных деталей цилиндра. Длииа кожуха несколько превышает длину собранного излучателя.

В центральной части Колсуха прорезают щель 6, соответствующую по размерам щели, образованной в собранном цилиндрическом излучателе. С коротких сторон щели материал, вырезаемый для образования щели на

кожухе, не отрезают. После надевания кожуха и совмещения щелей в излучателе и кожухе эти участки кожуха загибаются внутрь и экранируют небольшие участки нагревателя в изоляционных бусах, в торцах щели.

Цилиндрический излучатель в кожухе уплотняют с торцов, и к кожуху прикрепляют торцовые донышки, на которых возможно расположение изоляционного штока 7. Последний можно использовать как крепящий элемент

при установке излучателя в рабочем положении.

Модель рассчитана на получение излучения с температурой порядка 1400-2000°К и с градиентом вдоль измерителя порядка 5°.

Предмет изобретения

1. Модель абсолютно черного тела, содержащая цилиндрическое нагреваемое тело с внутренней полостью и выходным отверстием, расположенное в кожухе, отличающаяся тем, что, с целью повышения излучательной способности и экономичности, модель выполнена

из собранных в столбик и закрепленных в цилиндрическом кожухе чередующихся щайб двух типов, различающихся по толщине и внутреннему диаметру, большему у шайб с большей толщиной, и образующих цилиндрическую полость с поперечными ребрами, причем в шайбах, расположенных в центральной части столбика, выполнены вырезы, которые образуют совпадающее с отверстием в кожухе выходное отверстие модели.

2. Модель по п. 1, отличающаяся тем, что все шайбы снабжены расположенными по их среднему диаметру рядом совмещающихся отверстий, в которых установлен нагреватель, изолированный защитными трубками.

51

iLj