(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ДАТЧИКОВ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА
I
Изобретение относится к области теплометрии и может быть использовано в устройствах для градуировки датчиков теплового потока, преимущественно датчиков лучистых тепловых потоков.
Известно устройство для градуировки датчиков лучистых тепловых потоков, содержащее источник лучистой энергии, представляющий собой трубчатую кварцевую лампу типа КИ-220 1000, абсолютный приемник и медный холодильник с прижимаемым к нему градуируемым приемником. Абсолютный и градуируемый приемники ориентированы с одной стороны от излучателя и располагаются на каком-то расстоянии от него симметрично оси, делящей трубку излучателя пополам и перпендикулярной к ней 1.
Недостаток известного устройства заключается в низкой точности градуировки, обусловленной тем, что абсолютный и градуируемый датчики расположены в различных местах пространства по отнощению к излучателю и подвергаются облучению соответственно различными потоками. Точность такой градуировки зависит от предполагаемой в результате симметричного расположения приемников идентичности плотностей этих различных потоков, которая во время градуировки не контролируется. Кроме того, при рабочих температурах градуировки ниже 0°С и медный холодильник, и прижатый к нему датчик неизбежно покрываются инеем, что изменяет отражательную способность поверхности чувствительного элемента и приводит к грубым ощибкам при градуировке.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому является устройство для градуировки датчиков теплового потока, содержащее источник излучения, закрепленный на щтанге с возможностью перемещения по вертикали и по горизонтали, экран и корпус с плитой, гнездом для абсолютного датчика
15 и с термостатируемым гнездом для градуируемого датчика. При градуировке источник излучения перемещают поворотом вокруг оси и располагают его последовательно над абсолютнь1м датчиком и над граду20ируе.м.ым датчиком 2.
Недостатком известного устройства является низкая точность градуировки вследствие того, что точность совмещения абсолютного и градуируемого приемников относительно источника излучения зависит от точности расположения посадочных мест приемников относительно оси поворота. Как показал опыт работы, у многих градуируемых приемников концентричность окружностей корпуса и приемной поверхности нарушена в пределах долей миллиметра, что приводит к неучтенной систематической погрешности градуировки, так как приемные поверхности абсолютного и градуируемого приемников оказываются расположенными на различных расстояниях от оси поворота. Так как два защитных экрана невозможно изготовить одинаковыми, а оптические свойства их поверхностей со временем изменяются по-разному, то это также приводит к погрешности градуировки и, кроме того, при рабочих температурах градуируемых приемников ниже 0°С их приемные поверхности покрываются инеем, что также приводит к погрешностям. Целью изобретения является повыщение точности градуировки. Для достижения поставленной цели в него введены направляющие, расположенные на одинаковом расстоянии от гнезд, каретка с закрепленным на ней экраном, установленная на направляющих с возможностью перемещения перпендикулярно направляющим, причем абсолютный датчик установлен с возможностью пере.мещения его перпендикулярно направляющим. При этом в устройство введен защитный кожух, герметично соединяющий систему термостатирования с плитой корпуса, а между плитой и защитным экраном расположено герметизирующее кольцо. На фиг. 1 представлено описываемое устройство, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сбоку с частичным вырывом. Все узлы и механизмы устройства смонтированы на корпусе 1. Вдоль задней стороны корпуса 1 расположены направляющие 2, по которым перемещается каретка 3 с экраном 4 и штангой 5. На консоли 6, перемещающейся по штанге 5 в вертикальном направлении, установлен механизм перемешения 7, -который позволяет перемещать источник излучения 8 в горизонтальном направлении, перпендикулярном направлению движения каретки 3. По линии, параллельной направляющим 2, в плите 9 расположены гнездо для абсолютного приемника 10 лучистого теплового потока и термостатированное гнездо для установки градуируемого приемника И лучистого теплового потока. Термостатированное гнездо представляет собой емкость 12 типа сосуда Дьюара (для хладагента, например жидкого азота) с защитным кожухом 13, присоединенным к горловине емкости 12 и нижней стороне верхней плиты 9. Между защитным экраном 4 и плитой 9, в которой выполнено отверстие 14, концентрично кожуху 13 установлено герметизирующее кольцо 15, также не позволяющее выходить газообразному азоту под защитный экран 4, а направляющее его в отверстие 16 с целью создания защитной атмосферы вокруг рабочей поверхности градуируемого приемника И, которая предохраняется от конденсирования влаги на холодной рабочей поверхности приемника 11. Абсолютный приемник 10 снабжен .механизм поперечного перемещения 17 в направлении, перпендикулярном направляющим 2. Устройство работает следующим образом. Каретку 3 ставят напротив гнезда с градуируемым приемником 11, а защитный экpg 4 устанавливают так, чтобы отверстие 16 было концентрично рабочей поверхности градуируемого приемника 11. Затем каретку 3 перемещают в положение напротив гнезда абсолютного приемника 10 и устанавливают приемник 10 с помощью механизма поперечного перемещения 17 так, чтобы приемное отверстие его было концентрично отверстию 16. Поток излучения, проходящий в отверстие, измеряется абсолютным приемником 10. Положение консоли 6 по высоте фиксируется. После этого каретку 3 устанавливают напротив гнезда с градуируемым, приемником И так, чтобы отверстие 16 было концентрично поверхности приемника 11. Поскольку рабочая поверхность градиуемого приемника 11 и плоскость приемного отверстия абсолютного приемника 10 находятся на одной высоте от нижней плоскости экрана 4, а положение источника излучения 8 по отношению к экрану 4 не меняется, то после перемещения источника излучения 8 на рабочую поверхность приемника 11 падает тот же самый поток излучения, плотность которого уже измерена абсолютны.м приемником 10. Сигнал градуируемого приемника измеряют и значение его приводят в соответствии уже известному значению плотности потока излучения. Для исключения случайной погрешности эту процедуру проводят многократно. Таким образом осуществляют градуировку приемников лучистого теплового потока. При градуировке приемников, находящихся при рабочей температуре ниже , запотевание или покрытие инеем их рабочих поверхностей не происходит, так как приемники градуируются в среде газообразного азота. Поскольку газообразный холодный азот тяжелее воздуха, то, выкипая из емкости 12, он вытесняет воздух через отверстие 16 в защитном экране 4 из объема, заключенного внутри защитного кожуха 13 и уплотнительного кольца 15. Защитный кожух 13 и герметизирующие кольцо 15 препятствуют вытеканию выкипающего азота под плиту 9 корпуса 1 и под экран 4, а также проникновению атмосферного воздуха к рабочей поверхности градуируемого приемника. Как показали результаты опытного образца описываемого устройства по сравнению с известным на 0,4% повысилась точность и достоверность градуировки датчиков лучистого теплового потока в диапазоне температур выше 0°С, а в диапазоне рабочих температур приемников ниже 0°С точность повышена на 8%Формула изобретения 1. Устройство для градуировки датчиков теплового потока, содержашее источник излучения, закрепленный на штанге с возможностью перемещения по вертикали и по горизонтали, экран и корпус с плитой с гнездом для абсолютного датчика и с термостатируемым гнездом для градуируемого датчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности градуировки, в него введены направляющие, расположенные на одинаковом расстоянии от гнезда, каретка с закрепленным на ней экраном, установленным на направляющих с возможностью перемещения перпендикулярно направляющим, причем абсолютный датчик установлен с возможностью перемещения его перпендикулярно направляющим. 2. Устройство для градуировки датчиков теплового потока по п. 1, отличающееся т.ем, что, в него введен защитный кожух, герметично соединяющий систему термостатирования с плитой корпуса, а между плитой и защитным экраном расположено герметизирующее кольцо. Источники информации, принятые во вни.мание при экспертизе 1.Геращенко О. А. и др. Радиационная градуировка батарейных датчиков теплового потока.-«Теплофизика и теплотехника, 1977, № 32, с. 15-17. 2.Эльдаров Ф. Г. и др. Образцовая установка для измерения плотности лучистых епловых потоковг Измерительная техника 979, № 4, с. 41 (прототип).
С ЕЭГ
