Устройство для определения излучательной способности материалов Советский патент 1979 года по МПК G01J5/02 

Изобретение относится к технике радиационной пирометрии и может быть использованЬ при изучений оптических свойств теплхэзащитных и конструктивных материалов при высоких температурах.

При определении спектральной излучательной способности материалов при высоких температурах обычно сравнивают светимость образца и эталона - модели абсолютно черного тела (A4T)i и 2..,

Известны устройства для определения -спектральной излучательной способности неметаллических материалов, включающие вакуумную камеру, нагреватель из тугоплавкого материала и образец, помещенный внутри нагрёйателя.

НедостаУком известных устройств- о стационарно расположенными нагревателем и образцом является высокая погрешность в результатах измерения излучательной способности из-за неучитываемых переотражений между нагреваемым образцом и стенками нагревателя. Кроме того, устройство не позволяет снять за один эксперимент спектральные характеристики излучения

теплозащитных материалов в широком диапазоне длин волн в процессе их деструкции. Наиболее близким по технической сущности к предложенйому является устройство, включающее две быстро-вращающиеся полусферы с отверстием в центре, кото-, рые поочередно перекрывают исследуемый образец (рабочий бок). Внутренняя поверхность одной полусферы матово-черная, другой - зеркальная. В процессе эксперимента попеременно измеряется излучение модели АЧТ и образца 31.

Недостаток устройства состоит в возмож ности охлаждения поверхности образца при смене сфер, что. снижает точность измерения.

Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения охлаждения образца при измерении. .

Поставленная цель достигается тем, что рабочий, блок с закрепленным на его стенке образцом выполнен в виде черного тела и

помещен в цилиндрический нагреватель с зазором, обеспечивающим отношение наружного диаметра рабочего блока.к внутреннему диаметру нагревателя не менее 0,98, при этом образец и отверстие в рабояем блоке

расположены соосно с отверстием нагревателя.

На чертеже показано предложенное устройство, разрез.

В вакуумной камере I находится трубчатый нагреватель 2, изготовленный из графита и являющийся моделью АЧТ. На боковой поверхности нагревателя выполнена прямоугольная щель. Внутри нагревателя расположен рабочий блок 3, изготовленный из графита, в котором имеется отверстие 4, моделирующее АЧТ. На блоке закреплен образец 5.

Во внутрь рабочего блока через отверстие В металлическом валу 7 введена термопара 6. Рабочий блок крепится на валу, который через уплотнение 8 выведен наружу и вращается от электродвигателя 9 через редуктор 10. Размеры образца превышают размеры окна нагревателя, что позволяетисключить попадание на приемник излучения от стенок. Для уменьщения переотражения между образцом и нагревателем отношение наружного диаметра рабочего блока к внутреннему диаметру нагревателя должно быть не менее 0.98, а стенки щели нагревателя стачиваются по периметру под углом 45° к нормали.

Для фиксации угла поворота рабочего блока используется специальное реперное устройство. При вращении кулачка, закрепленного на валу 7, периодически замыкается электрический контакт, что позволяет наносить реперные отметки, соответствующие различным углам поворота рабочего блока, на регистрирующем устройстве 11.

Устройство позволяет, с одной стороны, максимально приблизить поверхность об разцй кстенкенагревателя, а с другой - обеспечить нагрев поверхности образца лучйстъш потоком от внутренней поверхности рабочего блока, имеющего ту же температуру, что и нагреватель. Кроме того, образёц с торцов прогревается от высокотеллопроводных стенок рабочего блока, с кото661264

. рыми находится в непосредственном контакте.

В результате температура образца приближается к температуре нагревателя и уменьшается влияние температурных градиентов, вдоль оси нагревателя, наряду с этим нагреватель имеет малую толщину, т. е. обладает небольшой тепловой инерцией, что облегчает регулирование режима нагрева образца. В процессе нагрева и вращения рабочего блока излучение с поверхности образца и модели черного тела (отверстие в камере) поочередно высвечивается в окно вакуумной камеры.

Погрещность измерения спектральной излучательной способности теплозащитных

материалов оценивается величиной 7-10%.

Погрешность измерения излучательной способности, металлов, предложенным устройством 2-3%,а устройством-прототипомрЮ о.

Формула изобретения

Устройство для определения излучательной способности материалов, содержащее цилиндрический нагреватель и рабочий блок с приводом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения охлаждения образца при измерении, рабочий блок с закрепленным на его стенке образцом выполнен в виде черного тела и помещен в цилиндрический нагреватель с зазором, обеспечивающим отношение наруж-. ного диаметра рабочего блока к внутреннему диаметру нагревателя не менее 0.98, при этом образец и отверстие в рабочем блоке расположены соосно с отверстием нагревателя.

Источники инфор.мации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство № 282702, кл. G 01 5/02, 1970.

2.Авторское свидетельство № 219248, кл. G 01 5/02, 1968.

3.Журнал. «Process control and automation, № 5, raayl965, p. 210-211.