Способ определения степени черноты тепловыделяющих изделий Советский патент 1980 года по МПК G01J5/52 

1

Изобретение относится к области испытаний изделий электронной техники, в частности к способам определения степени черноты внешней поверхности тепловыделяющих изделий, и мо- 5 жет быть использовано для определения теплового состояния изделия в различных условиях эксплуатации.

Известен способ определения степени черноты внешней поверхности Ю твердых тел, основанный на сравнении излучательной способности исследуемого объекта с эталоном. Уравнивают яркости объекта и эталона и компенсируют искажения темпера- tS турных полей эталона и объекта, вносимые контактными термоприемниками (термопарами) , и по измереннвлм истинным температурам и известному коэффициенту черноты излучения эта- 20 лона определяют коэффициент черноты объекта 1.

Определение степени черноты по этому способу требует сложной и 25 дорогостоящей аппаратуры, а настройка оптической системы накладывает особые трудности. Кроме того, точность измерения существенно зависит от идентичности признаков излучения. 30

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретение является способ определения степени черноты внешней поверхности тепловыделяющих изделий, основанный на измерении температуры в произвольной точке внешней поверхности изделия, размещенного внутри вакуумного с площадью внутренней поверхности, много большей внешней поверхности изделия, а также мощности Р и РЗ рассеяния до и после покрытия изделия веществом с известной степенью черноты 2.

Этот способ технически прост в осуществлении, но не обеспечивает достаточной точности определения степени черноты. Это объясняется тем, что мощности Р и Pg источника тепла фактически характеризуют не теплоотвод излучением с внешней поверхности приборов, а суммарный теплоотвод через излучение и теплопроводность по электрическим вывоДс1м прибора. По этой причине ве.личина степени черноты, полученная по данному способу, будет иметь завышенное значение.

Кроме того, по этому способу определения при вторичном помещении приВора в вакуумный объем производят изменение мощности источника тепла для поддержания прежней температуры внутренней поверхности вакуумного объема. Данная операция усложняет этот способ.

Целью изобретения является повышение точности измерения степени черноты внешней поверхности тепловыделяющих изделий (изделий с внутренним источником тепла).

Цель достигается тем, что при определении степени черноты внешней поверхности тепловыделяющих изделий путем измерения температуры в пизвольной точке внешней поверхности изделия, размещенного внутри вакуумного объема с площадью внутренней поверхности, много больше внешней поверхности изделия, измерения температуры внутренней поверхности вакуумного объема, а также мощности рассеяния до и после покрытия изделия веществом с известной степенью черноты, устанавливают и поддерживают температуру на концах электрических выврдов изделия равной температуре поверхности изделия а на изделие в обоих случаях подают одинаковую мощность, и искомую величину степени черноты определяют по известной формуле:

()К..К.

де - средняя величина степени черноты внешней поверхности изделия;

Р - мощность внутреннего источника тепла изделия;

Сд 5|6687Бт/л К- коэффициент излучения абсолютно черного тела;

Т и Tj- абсолютные температуры в одной и той же точке изделия в исходном состоянии и покрытого слоем вещества сизвестной степенью черноты; S - теплоизлучающая поверхность изделия;

Т - абсолютная температура внутренней поверхности оболочки, ограничивающей вакуумный объем; Е - степень черноты вещества для покрытия Таким образом исключается теплоотвод по электрическим выводам изделия .

На чертеже приведен возможный вариант устройства для реализации предлагаемого способа.

Изделие 1 размещают примерно в центре вакуумной камеры 2 с остаточным давлением газа 10 мм.рт.ст. и площадью внутренней поверхности,мнго большей внешней поверхности издел 1. Изделие устанавливают своими электрическими выводами 3 на плату 4, Затем на изделие подают электрическую нагрузку и после наступления теплового равновесия изменяют при помощи нагревателей 5 температуру концов электрических выводов, прикрепленных к плате таким образом, чтобы она сравнялась с температурой поверхности изделия.

После наступления теплового равновесия в произвольной точке внешней поверхности изделия производят замер температуры Т,температуры внутренне поверхности вакуумного объема Т любым известным способом, например термопарой, и фиксируют мощность Р источника.

. Затем изделие извлекают из вакуумной камеры, внешнюю поверхность его покрывают веществом с известной степенью черноты/ например смесью клея БФ-4 и сажи, степень черноты которой в широком диапазоне температур на уровне близком к 0,96; снова помещают в вакуумную камеру и подают на изделие электрическую нагрузку той же величины, соответствующую прежней мощности Р;после наступления теплового равновесия производят изменение температуры концов электрических выводов так же, как и при первом помещении изделия в камеру. После установления теплового равновесия в той же точке вненей поверхности изделия производят второй замер температуры Tg,

По экспериментально полученным значениям температуры Т| и Tg мощности Р источника тепла и температуры T(,g внутренней поверхности вакуумного объема определяют степень черноты внешней поверхности изделия по вышеприведенной формуле.

При исключении теплоотвода по электрическим выводам изделия по предлагаемому способу точность определения степени черноты повышается примерно на 20%.

Использование предлагаемого способа позволяет уменьшить число операций при экспериментальном определении исходных данных для расчета за счет подачи на изделие одинаковой мощности в обоих случаях помещения его в вакуумную камеру.

Формула изобретения

Способ определения степени черноты тепловыделяющих издепий, оснопанный на измерении мошностн рассеяния

и температуры в произвольной точке внешней поверхности изделия, размещенного внутри вакуумного объема с площадью внутренней поверхности, много большей внешней поверхности изделия, до и после покрытия изделия веществом с известной степенью черноты, отличающийся тем, что, с целью повьлшения точности измерения, устанавливаюти поддерживают температуру на концахэлектрических выводов изделия равной температуре поверхности изделия а на изделие в обоих случаях подают одинаковую мощность, и искомую величину степени черноты определяют по формуле:

ср

.) Н

- средняя величина стегдепени черноты внешней поверхности изделия ;

р мощность внутреннего источника тепла изделия CQ 5,6687вт/мк - козффициент излучения абсолютно черного тела;

Tj и Tj- абсолютные температуры в одной и той же точке изделия в исходном состоянии и покрытого слоем.вещества с из0вестной степенью черноты;

абсолютная температура внутренней поверхности оболочки, ограничива5ющей вакуумный объем;

ЕЙ степень черноты вещества для покрытия; S теплоизлучающая поверхность изделия.

0 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №412496, кл. G 01 j 5/00, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР

5 419741, кл, ,G 01 j 5/00, 1972.