Тепловой приемник излучения Советский патент 1982 года по МПК G01J5/20 

(54) ТЕПЛОВОЙ ПРИЕМНИК ИЗЛУЧЕНИЯ

1

Изобретение относится к анпаратуре для измерения характеристик радиационных потоков, а именно к приемникам излучения, нредназначениьш для измерения энергии и мощности иотоков излучения, и может быть использовано в приборах и системах спектрометрии, радиометрии, пирометрии.

Известен измеритель излучения , представляющий собой черное тело, выполненное в виде сферического конденсатора из пироактивной керамики.

Известен также индикатор инфракрасного излучения, в котором используется полимер с пироэлектрическими свойствами . Он имеет чувствительную к инфракрасному излучению пленку из полимерапироэлектрика, два тонких электрода из прозрачного для инфракрасного света материала, прокладку из .изолирующего материала, поверхность которого покрыта проводящей пленкой, соединенной с электродами с помощью связующего вещества, металлическую пластину с отверстием, соединяемую с другой поверхностью проводящей пленки, электрический проводник, соединяемый одним из концов с другим электродом.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является приемник

излучения, содержащий чувствительный элемент из термочувствительного диэлектрика, имеющего проводящие покрытия, электрически соединенные с электродами,

5 в подлон ке (основании) которых выполнено сквозное отверстие, над которым расположен диэлектрик 3.

Однако эти устройства обладают чувствительностью только со стороны отверстия

10 в металлической пласт1П1е.

Цель изобретения - получение одинаковой чувствительности теплового приемника к излучению с двух противоположных сторон.

15 Эта цель достигается тем, что в приемнике излучения, состоящем из чувствительного элемента, имеющего форму плоскопараллельной пластины, электродов и поглощающего покрытия, последнее нанесено

20 на обе стороны чувствительного элемента, толщина которого не превыщает

/

Кл 25

где / - толщина чувствительного элемента; k - коэффициент темнературопроводности материала чувствительного элемента; 30 f -частота модуляции излучения.

На чертеже изображен тепловой приемник излучения.

Тепловой приемник излучения состоит из плоскопараллельной пластины 1 из термочувствительного диэлектрика, например пироэлектрика, покрытой с двух сторон электродами 2 и 3, на которые нанесены поглощающие покрытия 4 и 5.

Работает приемник следующим образом.

Потоки излучения Wi и Wz, падающие на приемник с двух противоположных сторон, поглощаются покрытиями 4 и 5, изменяя их температуру и температуру термочувствительного диэлектрика I, что приводит к изменению разности потенциалов между его поверхностями и соответственно между электродами 2 и 3. Электрический сигнал, возникший на электродах, снимается с электродов любым известным способом {пайкой, прижимным контактом и т. д.).

Для того чтобы равные потоки излучения Wi и W давали эквивалентные электрические сигналы, необходимы следующие условия: эквивалентность условий теплообмена с двух противоположных сторон приемника и однородность тепловых и электрических свойств по толщине термочувствительного диэлектрика.

При выполнении этих условий равные потоки излучения приведут к равным приростам температуры чувствительного элемента, а равные приросты температуры приведут к возникновению равных напряжений сигналов.

В реальных конструкциях затруднено выполнение этих условий. Чтобы устранить влияние неэквивалентности условий теплообмена, необхх)димо, чтобы толщина чувствительного элемента была намного меньше длины температурной волны в нем

V

т

«/

В этом случае время прохождения температурной волны намного меньше полупериода модуляции излучения. Благодаря этому чувствительный элемент прогревается равномерно, температуры его противоположных поверхностей равны и не зависят от того, с какой стороны падает излучение. Кроме того, при равномерном прогреве всего чувствительного элемента неоднородности его свойств одинаковым

образом сказываются на величинах сигналов, возникающих при облучении приемника с противоположных сторон. Таким образом, для получения одинаковой чувствительности к излучению с двух противоположных сторон толщина чувствительного элемента должна быть намного меньше длины температурной волны в нем

fO

Использование приемника в устройствах, где требуется одновременно измерять энергетические характеристики радиационных потоков, действующих одновременно с двух° противоположных сторон, дает возможность сократить число элементов устройства и упростить его схему. Замена системы из двух известных приемников и двух усилительных каскадов в дифференциальном радиометре на предлагаемый тепловой приемник излучения дает экономический эффект 5 тыс. руб. в год на одну установку.

Формула изобретения

Тепловой приемник излучення, состоящий из чувствительного элемента, имеющего форму плоскопараллельной пластины, электродов и поглощающего покрытия, отличающийся тем, что, с целью получения одинаковой чувствительности к излучению с двух противоположных сторон, поглощающее покрытие нанесено на обе стороны чувствительного элемента, толщина которого не превышает

k

V

где / - толщина чувствительногоэлемента; k - коэффициент температуропроводности материала чувствительного элемента; / - частота модуляции излучения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 187357, кл. G 01J 5/00, 1966.

2.Патент Франции № 2111720, кл. G01J 5/20, опублик. 1972. .

3.Патент Франции № 2192301, кл. G 01J 5/20, опублик. 1974 (прототип).