Датчик теплового потока Советский патент 1977 года по МПК G01K17/08 

1

Р1зобрете«.ие относится к технике измерения тепловых потоков, а точнее к датчикам, работающи.м в условиях вакуума и низких температур и предназначенным для измерения тепловых потоков большой мощности.

Известны датчики, предназначенные для измерения лучистых тепловых потоков, содержаш.ие корпус с установленным в нем приемпиком тепла, выполненным в виде диска с погло1даюн1,им покрытием, измерителем темиературы, и термокомпенсационные кольца. Мерой лучистого теплового потока в таких условиях служит величина равновесной температуры рабочего диска 1.

Однако такпе датчики могут нрименятьея лншь для измерения тенловых потоков сравнительно небольшой мошности (до 2-10 .

Известны также датчики, иредназначенные для измерения тепловых потоков большой мощности (до 6- 10 вт/м), содержащ;1е корпус, тепловоспринимаюшую пластинку, эталонный элемент и теплоотводяш,нй узел 2.

Однако термостатнрование грани эталонного элемента, осушествляемое путем отвода тепла через стержень, припаянный своей торцовой поверхпостыо к грани эталонного элемента, к потоку охлаждаюш.ей жидкости, имеюшей ностоянную темнературу, требует сложНОИ системы водоохлаждения д.чя каждого датчика. При использовании известного датчика для измерения тепловых потоков, например, в вакуумных камерах, имеющих криогенные экраны , трудно добиться постоянства температуры охлаждаюпдей жидкости, вследствие того, что по сеченню камеры температуры меняется от азотной нормальной, что в конечном итоге в большой степени влияет па точность измерения тепловых потоков. Кроме того, система водоохлаждения загромождает рабочий объем камеры и отрицательно влияет на ее технические характеристики.

Цель изобретения - повышение надежности работы.

Это достигается тем, что известный датчик снабжен зеркальным параболнческим отражателем и выполнен в виде трубки, облицованной е внутренней поверхности ио 1истым материалом, герметичио закрытой с одного конца эталонным элементом и другнм концом сообщенной с введенным в датчик радиатором, установле1П1ым перед зеркальным параболическим отражателем, причем радиатор уетановлеи в фокусе зеркального иараболического отражателя.

На фиг. 1 изображен общий вид предложер1ного датчика теплового нотока. разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

В корпусе / концентрично размещены Ten;iOBOcnpnHHMaiouj,aH пластина 2 п эталонный элемент 3 с припаянной к нему трубкой 4, внутренняя поверхность которой облицовЗНа ricpiHiCTbiM материалом 5. Эталонный элемент 3 и тепловоспринимающая пластина 2 связаны между собой нрииоем, обладающим вь еокой электронроводностью (нанриMBip, Пс;)-72), в них же зачекаинваются медный и хромелевый нровода соответственно. Трубка 4 сообщена с донолните. Ы1В1м )адиатором 6, заполненным охлаждающей жидкостью и имеющим ребро 7, иредиазиаченные для рассеивания тенла, воспринимаемого датчиком. К радиатору 6 с помощью винтовой пары 8 кренится зеркальный параболический отражатель 9, а с иомощью кронштейна W он устанавливается так, чтобы радиатор 6 находился в фокусе отражателя.

Датчик работает следующим образом.

Тепловой ноток, воспринимаемый иласт ной 2, проходит через эталонный элемент 3 и нагревает жндкость, находящурося в порах обл:ицо1В1К1И трубки 4. Ж|ид кость за-кипает, и образовавщийся нар по трубке поступает в дополнительный радиатор 6, где он вновь конденсируется на его стенках, отдавая свое тепло холодным ребрам 7. Так как радиатор установлен в фокусе отражателя 9, тепло, рассеиваемое ребрами радиатора, будет передаваться направленным погоком на наиболее холодную часть вакуумной камеры (на криогенные экраны).

Образовавщийся конденсат под действие.м капиллярных сил, возникающих в пористой облицовке трубки 4, будет поступать к грани этаЛонлого элемента 3. В связи с тем, что под действием воспринимаемого датчика теплового потока на грани эталонного элемента постоянно будет осуществляться фазовый переход охлаждающей жидкости, темперагу 1а грани будет постоянно нодде)живаться равной значению те.мпературы кипения жидкости в течение длительного пер,иода измереНИИ. Термо-э.д.с., возникающая иа гранях эталонного элемента, подводится к регистрирующему прибору и но измерешюму перепаду температур на эталонном эле.менте определяется тепловой поток.

Использование предложенного датчика

позволит производить стабильное термостаTiipci3aHine npaiHji эталс.НИОго элемента, что повышает надежность его работы и точность измерений.

Формула изобретения

1.Датчик теплового потока, содержащий корпус, тепловосприиимающую пластину, этаЛОН1НЫЙ элемент in теплоотводя:щ1ий узел, о тл и чающийся тем, что, с целью новыщения надежности работы, IB нем теплоотводящий узел снабжен зеркальным параболическим отражателем и выполнен в виде трубки, облицованной с внутренней новерхности пористым материалом, герметично закрытой с одного конца эталонным элементом и другим концом сообщенной с введенным в датчик радиатором, установленным перед зеркальным

параболическим отражателем.

2.Датчик по п. 1, от л ,и ч а ю щ и и с я тем, что радиатор установлен в фокусе зеркального параболического отражателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1.Авторское свидетельство СССР М 386283, кл. G 01 К 17/06, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 198731, кл. G 01 К 17/08, 1967.

Фиг Z