Устройство для определения отражательной способности материала Советский патент 1976 года по МПК G01N21/48 

1

Изобретение относится к области теплофизики и может быть использовано для определения первичных теплофизических свойств твердых веществ.

Известно, что излучение исследуемого материала, нагреваемого в оптической печи, состоит из теплового излучения, испускаемого горячим материалом (собственного излучения), и излучения источника, отраженного от поверхности материала. Для определения отражательной способности необходимо измерить оба этих излучения раздельно.

Для этой цели используется устройство, состоящее из цилиндрического затвора, вращающегося вблизи фокуса параболоидного зеркала, в котором размещен исследуемый образец, и двух дисковых экранов, закрепленных на одном валу с цилиндрическим затвором. Первый дисковый экран имеет два отверстия, одно из которых расположено на одной оси с цилиндрическим экраном, другое смещено относительно первого на угол 90°. Второй дисковый экран имеет одно отверстие, соосное с одним из отверстий первого диска. Когда цилиндрический затвор находится перед нагреваемым образцом, солнечное излучение на образец не попадает. Отверстие в первом дискообразном экране пропускает собственное излучение образца в приемное устройство. Введение второго экрана в виде диска дает возможность измерять в отдельности как собственное излучение нагретого образца, так и сумму собственного и отраженного от образца излучений посредством регистратора.

Недостатками известного устройства являются невозможность непосредственного измерения отражательной способности исследуемых материалов; необходимость останавливать систему вращения для повторных измерений, что увеличивает время проведения измерений.

Цель изобретения - создание устройства, позволяющего повысить точность измерений с полной автоматизацией процесса измерений.

Эта цель достигается за счет того, что в предложенном устройстве один из двух каналов усиления соединен с регистратором через блок задержки, а другой канал - через дополнительный усилитель.

На чертеже показано предложенное устройство для определения отражательной способности материалов при варьируемых температурах в оптических печах.

Исследуемый образец 1 помещен в фокус параболоидного зеркала 2. Цилиндрический затвор 3 с противовесом 4 и дискообразный экран 5 с двумя отверстиями, смещенными на угол 90°, и одним отверстием, расположенным ниже и впереди первого отверстия иа угол, равный 45°, необходимым для синхронизации

работы схемы, закреплены жестко на валу 6 и приводятся во вращение двигателем 7. Приемное устройство состоит, в частности, из фотоэлектронного умножителя 8 и стабилизированного источника питания 9. В устройство электрического разделения собственного и суммарного излучений входят: ждущий мультивибратор 10, канал синхронизации, состоящий из лампочки накаливания 11 и фотоэлемента 12, канал усиления суммарного излучения 13 и канал усиления собственного излучения 14. Устройство сравнения собственного и суммарного излучений состоит из блока задержки 15 и сравнивающего устройства 16. Кроме того, установка снабжена цилиндрическим регулятором теплового потока 17, направляющим конусом 18 и регистрирующим устройством 19. Разделение собственного и суммарного излучений осуществляется нри помощи ждущего мультивибратора, который вырабатывает имиульсы длительностью, обусловленной временем, необходимым для смещения отверстий дискового экрана- на угол, равный 90°. При вращении одно отверстие дискового экранаиаходится на оси с исследуемым образцом, цилиндрическим з-атвором и направляющим конусом, и через него фетоэлектронный умножитель фиксирует собственное излучение образца. Диаметр затвора и расстояние до образца, помещенного в фокус параболоидного зеркала, подобраны таким образом, чтобы излучение источника, отраженное от параболоидного зеркала, не попадало на образец в момент измерения его собственного излучения. При повороте вала на угол, равный 90°, цилиндрический затвор открывает образец для падающего потока энергии источника, и во втором отверстии дискового экрана фотоэлектронный умножитель фиксирует суммарное излучение (собственное излучение исследуемого образца и отраженное от него излучение источника, в частности. Солнца). Лампочка накаливания, третье отверстие на дисковом экране и фотоэлемент обеспечивают синхронный запуск ждущего мультивибратора. Положительным

полупериодом прямоугольного Импульса мультивибратора открывается канал усиления собственного излучения в момент, когда образец закрыт цилиндрическим затвором от источника излучения. Отрицательным полупериодом отпирается канал усиления суммарного излучения в момент, когда образец открыт для солнечных лучей. Блок задержки задерживает суммарный сигнал на время, равное длительности полупериода следования импульсов, обеспечивая тем самым совпадение сигналов, проходящих по двум каналам, на сравнивающем устройстве. Разностный сигнал фиксируется регистрирующим устройством. Регулировка нуля осуществляется с помощью того же мультивибратора. Цилиндрический регулятор тенлового потока обеспечивает установку необходимой температуры нагревания исследуемого образца.

Питание двигателя, фотоэлектронного умножителя и всего приемно-усилительного тракта стабилизировано. Блок задержки может быть выполнен на акустической, ультразвуковой, магнитострикционной, твердотельной и других линиях задержки.

Устройство электромеханического разделения собственного и суммарного излучений позволяет повысить точность определения и полностью автоматизировать процесс измерения отражательной способности материалов в щироком диапазоне температур по составленной программе.

Формула изобретения

Устройство для определения отражательной способности материала, содержащее механическую систему разделения собственного и суммарного излучений, приемник излучения, канал синхронизации, два канала усиления, коммутатор, например триггер, регистратор, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности определения, один из двух каналов усиления соединен с регистратором через блок задержки, а другой канал соединен с регистратором через дополнительный усилитель.