АБСОЛЮТНЫЙ РАДИОМЕТР Советский патент 1971 года по МПК G01J5/02 

Изобретение относится к области измерения теплового потока.

Известны абсолютные радиометры, содержащие рабочий и компенсационный термоэлектрические приемники, включенные встречно в измерительную схему.

Однако такие устройства имеют низкую чувствительность, нестабильность и нелинейность рабочих характеристик, зависимость чувствительности от температуры окружающей среды.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем устранения погрешностей, возникающих за счет динамических и фоновых возмущений.

Это достигается тем, что предлагаемый радиометр снабжен регулируемым тепловым шунтом, выполненным в виде набора винтов, расположенных между корпусом радиометра и телом компенсационного приемника, в электрическую цепь которого включено регулируемое шунтирующее сопротивление.

На чертеже показан описываемый радиометр.

В медный водоохлаждаемый корпус 1 радиометра встроены блоки рабочего и компенсационного приемников теплового потока. Рабочий приемник представляет собой плоский высокотеплопроводящий корпус 2, в котором размещены электрический нагреватель 3 и высокочувствительная термоэлектрическая батарея 4.

Компенсационный приемник состоит из медного корпуса 5, термоэлектрической батареи

6, включенной навстречу батарее 4, и регулируемого теплового шунта 7, с помощью которого изменяют тепловую инерцию блока кол1пенсации, пока последняя не станет равной тепловой инерции рабочего приемника.

Тепловой шунт выполнен в виде набора винтов, завинчиваемых в резьбовые отверстия между корпусом радиометра и телом компенсационного приемника. Ввинчивание винтов приводит к уменьшению термического сопротивления стоку тепла компенсационного приемника, а это при постоянной его массе уменьшает постоянную тепловой инерции. Таким образом, тепловые шунты позволяют регулировать инерционность компенсационной

системы и, в частности, сделать ее с большей точностью, равной инерционности рабочей системы, при этом, однако, чувствительность компенсационного приемника оказывается связанной с его термическим сопротивлением

и уменьшается по мере снижения инерционности приемника, поскольку часть теплового потока перетекает через тепловой шунт помимо батареи 6. В режиме компенсации рабочий и компенодинаковыми как по интенсивности, так и по чувствительности. Поэтому чувствительность термобатареи 6 нодбирается больше чувствительности батареи , а в электрической схеме предусматривается шунтирующее электросопротивление, с помошью которого регулируют чувствительность компенсационного приемника. Таким образом, сначала подгоняют с помощью теплового шунта компенсационный приемник к рабочему по инерционности, а затем используя переменный электрический щунт, выравнивают датчики по чувствительности, при этом удается скомпенсировать не только тепловые помехи от фона, но и устранить динамические ошибки измерения тепловых потоков, возникающих за счет колебаний температуры окружающей среды и температуры охлаждающей воды.

Градуировка радиометра осуществляется с помощью внутреннего нагревателя 5, к которому подводится определенная мощность Р, и в установивщемся режиме потенциометром регистрируется электрический сигнал термобатареи, соответствующий радиационному тепловому потоку:

q

F,A

где F - лучевоспринимающая

поверхность приемника излучения,

А - поглощательная способность поверхности приемника.

Поскольку термоэлектрический коэффициент термобатареи в диапазоне рабочих температур приемника не меняется, между сигналом термобатареи и подводимой мощпостью Р, а следовательно, и воспринимаемым лучистым тепловым потоком имеет место линейная зависимость:

где q - плотность воспринимаемого радиометром лучистого потока, е - электрический сигнал термобатареи, с - чувствительность радиометра к лучистому тепловому потоку.

Предмет изобретения

Абсолютный радиометр, содержащий рабочий и компенсационный термоэлектрические приемники, включенные встречно в измерительную схему, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения, он снабжен регулируемым тепловым шунтом, выполненным в виде набора винтов, расположенных между корпусом радиометра и телом компенсационного приемника, в электрическую цепь которого включено регулируемое шунтирующее сопротивление.

254

,

)

Е

/777/. //777VWX/./

в ид Л