Радиометр Советский патент 1979 года по МПК G01J5/02 

(54) РАДИОМЕТР

пятствует применению данного радиометра в метрологии при работах на воздухе или в атмосфере других газов.

Целью изобретения является повышение точностн измерения лучистых потоков в условиях конвекции.

Поставленная цель достигается за счет того, что радиометр, выполненный в виде шаровой полости с электрическим нагревателем и термопарами, снабжен узлом для выравнивания коэффициентов теплоотдачи, выполненным в виде привода, совершающего во время измерения колебания шара относительно оси его симме рии.

На фиг, 1 и 2 изображен предлагаемый радиометр в двух проекциях

На основании 1 установлена стойка 2 через которую пропущена ось 3. На оси закреплен радиатор 4, , представляющий собой два неполных кольца, расположенных в перпендикулярных плоскостях и скрепленных на противоположной стороне с входным конусом 5, к которому прикреплен полый шар 6 с отверстием, входящим внутрь конуса 5, Внутри шара размешен проволочный подогреватель 7, на поверхности размещены горячие концы термобатареи 8, холодные конШ разме.щены на радиаторе 4. На стойке 2 установлен электродвигатель 9, ось которого соединена q осью 3 радиометра. На оси 3 находится кулачок, управляющий тумблером 1О, с помощью которого реверсируется вращение двигателя.

Работает радиометр следующим образом.

Излучение, ограниченное входным конусом 5, попадает внутрь шара 6 через его входное отверстие и поглощается после переотражений стенками, вызывая нагрев стенок и воздуха. С помощью мотора шар приводится во вращение, при этом с помощью переключателя направление вращения периодически изменяется, так что происходит покачивание шара относительно оси симметрии. При этом горячий воздух не скапливается в одном месте (вверху шара), а омывает его равномерно. Воздух отдает тепло стенке щара, и через некоторое время . устанавливается равновесие, при которо отдаваемое во внешнее престранство тепло равно входящему в шар потоку. По закону Ньютона этот поток

(T-To)dS ,

5 .

где «С - коэффициент теплоотдачи;

673865

Т - температура наружной поверхности шара; о - температура окружающей среды;

uS - элемент поверхности шара.

Коэффициент of зависит от температурного перепада Т-То , от геометрии поверхности (в том числе микрогеометрий) и от направления конвективных токов и их скорости. Так как температура шара мало отличается от точки к точке, то первая зависимость пренебрежимо мала.

Шар - единственная фигура, имеющая всюду одинаковую кривизну; при полировке и микрогеометрия всюду одинакова.

Для уравнивания конвективных токов применено покачивание шара относительно оси симметрии на ± 300° с помощью реверсивного двигателя. Поэтому можно считаться . cOnsl. Заменяя интеграл суммой, получают ...

р ,

nti

где R, - радиус шара;

N - число термопар;

температурный перепад в точке п.

Подставляя выражение термоЭДС tt-ой термопары, получают

., КР

где Ы - ЭДС термобатареи,

К - коэффициент термоэлектрического преобразования термопары. Измерив ЭДС, перекрывают поток и включают подогреватель 7, доводя нагрев до уровня, соответствующего примерно значению ЭДС Но. после чего измеряют электрическую мощность Р . Так как соотношение ЭДС остается прежним, легко находят измеряемый поток:

При совпадении М - Мд , что желательно ввиду воспроизведения при замеще.НИИ теплового режима, который устанав- ливается при измерении, измеренный поток равен электрической мощности по-; догревателя.

Формула изобретения Радиометр, включающий шаровую полость с электрическим подогревателем н термопарами, отличающий - с я тем, что, с целью повышения точности измерения лучистых потоков в условиях Конвекции, он снабжен узлом для

пыргзвнивания коэффициентов теплоотдачи, выполненным в виде привода, совершающего во время измерения колебания шара относительно оси его симметрии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Геращенко О. А. Основы теплометрии, Киев, Наукова Думка , 1971, с. 28.

2.Журнал Приборы и техника эксперимента № 5, 1976, с. 81.

0ue.f

«Put. г