Черный излучатель Советский патент 1955 года по МПК G01J3/10 G01J1/08 

Излучатели с коэффициентом черноты, близким к единице, используемые в пирометрии, фотометрии и спектроскопии, выполняются обычно в виде электрических и имеют такие недостатки, как: большая потребляемая мощность; большая инерционность, вследствие чего эти излучатели не могут служить как градуированные источники излучения; сравнительно большие размеры; ограниченные верхние температурные пределы применения (до 2000). Кроме того, они являются дорогостоящими установками.

Предлагаемый черный излучатель, с целью устранения указанных недостатков или существенного снижения их влияния, выполнен в виде наполненной инертным газом лампы, излучающим элементом в которой является внутренняя поверхность цилиндрической металлической камеры с малым отверстием. Ввиду -небольишх размеров камеры и защиты ее от теплопотерь лишь при помощи экранирования без применения слоя тепловой изоляции, обеспечивается малОИнерционность излучателя и, следовательно, возможность его градуировки, т. е. установления определенной зависимости между температурой излучателя и мощностью (или током), потребляемой электронагревателем.

Предлагаемую конструкцию можно рассматривать как комбинацию двух известных конструкций излучателей- температурной лампы с вольфрамовой лентой и электропечимодели черного тела. Но предлагаемый излучатель отличается от электропечи-модели черного тела малоинерционностью, более высоким верхним температурным пределом применения и тем, что в нем обеспечивается возможность градуировки, т. е. определения зависимости между температурой излучателя и потребляемой мощностью. В отличие от температурной лампы с вольфрамовой лентой, в этом излучателе конструкция излучающего элемента выполнена в виде камеры с малым отверстием, чем обеспечивается коэффициент черноты излучателя, близкий к единице.

Па фиг. 1 изображен градуированный черный излучатель, оформленный в виде газонаполненной лампы, в стеклянном баллоне 1 которой помещен окруженный экранирующими оболочками 2 электронагреватель 3, выполненный в виде керамической

трубки с намотанной на ней нагревательной обмоткой из жаростойкого металла (например, вольфрама). В средней части керамической трубки помещена металлическая (например, из тантала или вольфрама) цилиндрическая камера 4, защищенная от потерь тепла (вследствие излучения) экранами 5, с одного конца, и диафрагмами 6 -с другого. Отверстия в диафрагмах 6 расположены по одной оси и ПОЗВОЛЯЮТ визировать внутреннюю излучающую поверхность «амеры 4 через стеклянное или кварцевое окно 7 торцевой части лампы. Ток к нагревателю подводится при помощи вводов 8. Цоколь 9 служит для установки лампы.

На фиг. 2 и 3 изображен второй вариант конструкции излучателя, отличающийся в основном устройством нагревателя. В нем нагревателем является цилиндрическая металлическая трубка 3 (например, из вольфрама или тантала), непосредственно через которую и проходит ток. Средняя часть этой трубки является излучающей камерой 4, защищенной экранами 5 и диафрагмами 6. С целью уменьшения отвода тепла с торцов трубчатого цилиндрического нагревателя и компенсации его деформации, токоподводы осуществлены через тонколенестковые амортизаторы 10.

Верхний температурный предел описанного излучателя достигает 2500° при нагревателе, изготовленном из тантала. С вольфрамовым нагревателем температура может быть достигнута более высокая.

Для устранения вредных отражений и поглощений наблюдаемого излучения в торцевом окне лампы (в обоих описанных конструкциях излучателей) на пути пучка лучей может быть сделано небольшое отверстие. Для создания избыточного давления

внутрИ лампы и с целью предотвращения проникновения в баллон кислорода воздуха, к баллону лампы должна быть припаяна трубка, через которую и обеспечивается непрерывное поступление инертного газа. При таком условии пучок лучей, выходящий из полости излучающей камеры, не проходит через стенку баллона лампы, и, следовательно, коэффициент черноты излучателя будет определяться только геометрическими параметрами излучателя и чернотой его стенок.

Предмет изобретения

1.Черный излучатель для пирометрии, фотометрии и спектроскопии, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности градуировки излучателя и получения близкого к единице коэффициента его черноты, а также с целью уменьшения инерционности и повышения верхнего температурного предела применения до температуры свыще 2500°, излучатель выполнен в виде газонаполненной лампы, в которой излучающим элементом является внутренняя поверхность цилиндрической металлической камеры, защищенной от теплопотерь экранами и нагреваемой электрическим током, проходящим либо непосредственно через цилиндрическую стевку камеры, либо через нагреватель, окружающий камеру.

2.Излучатель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью устранения вредных отражений и поглощений лучистого потока в стеклянной стеьше баллона лампы, в стенке устроено отверстие для выхода пучка лучей от излучателя, а для предохранения раскаленных деталей от окислительного воздействия воздуха внутри баллона лампы создается избыточное давление инертного газа.