УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ Советский патент 1970 года по МПК G01K17/08 

Изобретение относится к области теплофизических измерений и может найти ирименение для измерения кондуктивных, тепловых иотоков через верхние слои почвУ и конвективных тепловых потоков от поверхности почвы, дна водоемов и т. д.

Известны тепломеры, работающие по методу дополнительной стенки, состоящему в том, что тепловой поток, в поле которого помещают датчик, определяют по разности температур на гранях дополнительной стенки, перпендикулярных направлению теплового потока.

Для повышения чувствительности этих приборов примеияют большое количество термопар, соединенных в батарею на каждой грани. Однако они увеличнвают общую теплоемкость всей системы, вызывая неравномерность и перепады темиературы на участках грани, н увеличивают общую инерционность прибора.

Предлагаемое устройство не имеет этих недостатков и отличается от известных тем, что в нем термоэлементы выполнены в виде пироэлектрических датчиков температуры и включены в частотозавнсимую цепь обратной связи измерительной схемы.

На фиг. 1 изображена конструкция датчика; на фиг. 2 - электрическая схема прибора.

мики, на гранях которой, перпендикулярных направлению теплового потока, размещены термоэлементы, выполненные в виде тонких пластин 2 п 3 из той же термочувствительиой

керамики, поверхности которых покрыты тонкими слоями 4, 5 1 6, 7 напыленного в вакууме металла.

Термочувствительная керамика изменяет свою диэлектрическую проницаемость в зависимости от температуры, пзменяя тем самым электрические емкости С и Са (см. фиг. 2), которые представляют собой термокопдеисаторы тепломера.

Основание 8 со стороны, обращенной к те.чловому потоку, имеет чернение для лучшего поглощення теплового потока. Боковые поверхностп дополнительной стенк / и основания 8 покрыты теплоизоляционным материалом 9.

Электрическая схема включения представляет собой мостовую схему, составленную из элементов Сь Са, , C,R, где н C,Rt являются регулируемыми элементами плеч моста, причем мостовая схема включена в обратную связь усилителя 10 с самовозбуждением через входной трансформатор Tpi и выходной Тр.2.

частотомером 11, с выхода которого в двоичном или десятичном коде сигнал нодается на цифропечатающий аппарат или вычислительную машину 12.

Изменение частоты зависит от изменения величины обратной связи усилителя 10 и, в свою очередь, зависит от установленного равновесия в измерительной схеме, ири котором обратная положительная связь отсутствует. Воздействие теплового истока изменяет равновесие дифференциальной измерительной схемы за счет изменения емкости термоконденсаторов С и Ci, что вызывает возникновение обратной связи и появление сигнала определенной частоты на выходе Тр, котораяфиксируется частотомером 11.

Предмет изобретения

Устройство для определения тепловых потоков, содерл ащее термоэлементы, расположенные на гранях дополнительной стенки, перпендикулярных направлению теиловогопотока, и измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в нем термоэлементы выполнены в виде пироэлектрических датчиков температуры и включены в частотозависимую цепь, обратной связи измерительиой схемы.