CS199301B1 - Symetrický přijímač žiarenia - Google Patents

Description

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU 199 301 (11) (Bl)

ČESKOSLOVENSKASOCIALISTICKÁREPUBLIKA( 19 ) (61) (23) Výstavná priorita(22) Přihlášené 04 06 74(21) PV 3938-74 (51) Int. Cl.3 G 01 K 7/02

ÚŘAD PRO VYNÁLEZYA OBJEVY (40) Zverejnené 31 08 79(45) Vydané ,θ1 1θ g2 (75)

Autor vynálezu ŽATKOVIČ JURAJ ing. a OBERTÁ5 JÚLIUS ing. , BRATISLAVA (54) Symetrický přijímač žiarenia 1

Vynález sa týká symetriokého přijímala žiarenia umožňujúceho kvantitativné stanovenietoku žiarenia dopadajúoeho na přijímací terčík z akéhokoTvek zdroja žiarenia.

Doteraz známe přijímače žiarenia umožňujú kvantitativné stanovenie toku žiarenia do-padajúoeho na přijímací terčík na základe principu Guildovho, Gillhamovho, alebo na zákla-de bolometrickom,

Guildov prinoíp spočívá v stanovení kvantitativnéj hodnoty toku žiarenia metodouekvivalenoie. Pri dopade žiarenia sa ohrieva přijímací terčík a disk so sústavou termospo-jov na jednej straně diferenoiálnej termobatérie a súčasne elektrickým ohrevoin sa ohrievadruhý disk a sústava termospojov na opačnej straně diferenciálnej' termobatérie. Táto sku-točnosť vnáša do výsledkov stanovenie hodnoty toku žiarenia značné neurčitosti, protožekolísanie dopadajúoeho toku žiarenia, popřípadě kalibračného elektrického výkonu, veltaisťažuje nastavenie nulového stavu diferenciálnej termobatérie.

Gillhamov systém praouje na prinoípe ekvivalenoie odozvy čidla, merajúoeho teplotnýstav prijímaoieho terčíka, na odvrátenej straně od zdroja žiarenia. U tohto systému jeabsorbčná vrstva na povrohu terčíka len zo strany dopadu toku žiarenia a používá sa ibajedno čidlo na meranie teploty umiestnené na straně terčíka odvrátenej od zdroja žiarenia.Po ohřeve terčíka tokom žiarenia zaregistruje sa zodpovedajúoa odezva čidla. Po přerušenídopadu toku žiarenia sa straty tepelnej energie nahradzujú ohrevom elektriokým kalibračným 199 ;oi 199 301 prikonom tak, aby odozva čidla tnala rovnakú hodnotu ako při ohřeve dopadajúoira tokom žia-renia.

Ohřev tokom žiarenia nie je ekvivalentný s ohrevom elektrickým kalibračným výkonom,protože ohřev žiarením a ohřev elektriokým příkonem sa realizujú v rdznyoh vretváoh ter-číka a rozdiel v príkonooh je teda spósobený neekvivalentnosťou tepelných strát v terčíku.Preto v Gillhamovom systéme je nutné určovat’ tepelný odpor absorbčnej vrstvy a ďalšichvrstiev terčíka, nachádzajúcioh sa medzi ohrevným elektrickým elementom a absorbčným při-jímacím povrchem. Meranie tepelného odporu spomínaných vrstiev je technicky veltai náročné,K stanoveniu hodnót tepelného odporu spomínaných vrstiev sú třeba samostatné merania po-rno oou zvláštnej, len k tomuto účelu slúžiaoej aparatúry. Pričom sa musí spoliehať na ka-libráoiu tejto aparatúry, u ktorej nikdy nie je záruka správnosti stanovenia nameranýohhodndt skúmaných parametrov.

Bolometrioký prinoíp spočívá v tom, že bolometrioké čidlo mění svoj elektrioký odpors teplotou. Bolometrioké čidlo opatřené bud’ priamo absorbčnou vrstvou alebo přijímacímterčíkom s absorbčnou vrstvou je sohopné přijímat’ žiarenie. V případe bolometriokého přijímače sa meria odpor bolometriokého čidla například po-mooou Vheatstonovho moštika a prúd preohádzajúoi čidiom respektive nap&tie na tomto čidle,a to před aj po ožiarení absorbčnej vrstvy. Z nameranej změny elektrického příkonu, ktorýsa do bolometriokého čidla dodává z vonkajSieho zdroja, stanovuje sa hodnota přijatéhotoku žiarenia absorbčnou vrstvou.

Aj v tomto případe rovnako ako pri Gillhamovom systéme třeba stanovovat’ hodnotu te-pelného odporu absorbčnej vrstvy popřípadě obalu, v ktorom sa obvykle bolometrioké čidlonaohádza. Bolometrioký systém má eáte jednu nevýhodu, ktorá spočívá v tom, že bolometrio-ké čidlo mění svoj elektrioký odpor nielen v ddsledku ohřevu spdsobeného žiarením, aletiež v ddsledku ohřevu elektriokého /Jouleovými stratami/, ktorý sa v tomto případe pre-javuje ako efekt nežiadúoi.

Pre váetky uvedené známe systémy třeba stanovit' kalibračnú konstantu. Táto sa stano-vuje nepriamo na základe raeraní na pomoonýoh zariadeniaoh, na ktorýoh sa meraním stanovu-jú hodnoty tepelnýoh odporov. Sálej u všetkých doteraz známých systémov pře overovanie správnosti stanovenia hod-noty dopadajúoeho toku žiarenia na ioh přijímací terčík třeba použit’ buď etalónový zdrojžiarenia - čierne teleso alebo overiť správnost’ merania s iným už okalibrovaným systémom.Priame stanovenie kalibračněj konstanty - konstanty úměrnosti medzi hodnotou dopadajúoehotoku žiarenia a hodnotou elektriokého kalibračného výkonu, spotřebovaného k ohřevu terčí-ka, neumožňuje žiaden z doteraz známých systémov.

Uvedené nedostatky odstraňuje symetrický přijímač žiarenia podlá vynálezu, umožňujú- oi kvantitativné stanovenie toku žiarenia dopadajúoeho na prijímaoi terčík i overenie správnosti atanovenej hodnoty toku žiarenia z akéhokol*vek zdroja žiarenia, pozostávajúoi 3 199 301 z referenčného bloku a z přijímaoieho- terčíka a odporovým ohrevným telieskom a s elektro-izolačnými vrstvami a z čidiel na meranie teploty, ktorého podstata spočívá v tom, že při-jímací terčík je obojstranne opatřený absorbčnou vrstvou sohopnou přijímat’ žiarenie, a ktorého čidla na meranie teploty žiarenia absorbujúcioh vrstiev sú umiestnené po obooh stra-nách prijímaoieho terčíka. Doplňujúoi znak vynálezu spočívá v tom, že čidlá na meranieteploty žiarenia absorbujúcioh vrstiev sú tvořené bolometriokými homogenizátormi teplotya termočlánkami.

Symetrioký přijímač žiarenia podlá vynálezu umožňuje súčasne nový spúsob overeniasprávnosti stanovenej hodnoty toku žiarenia bez použitia etalónového zdroja žiarenia. Pod-lbtohto spósobu sa postupuje tak, že po stanovení hodnoty toku žiarenia dopadajúoeho najednu z absorbčnýoh vrstiev prijímaoieho terčíka sa otočením systému terčíka s čidlamio l8O° nechá dopadat’ tok žiarenia z toho istého zdroja žiarenia na druhů absorbčnú vrstvuprijímaoieho terčíka. Stanoví sa znova jeho hodnota, pričom skutočná hodnota dopadajúoehotoku žiarenia sa stanoví zo vzťahu: Δτχ +Δτ2Δτχ +Δτζ kde Δτχ .znamená změnu hodnoty teplotného stavu absorbčnej vrstvy terčíka zo strany zdrojaťiarenia pri ohřeve terčíka dopadajúcim tokom žiarenia 0, Δτ^ představuje hodnotu teplot-nej změny stavu tej istej absorbčnej vrstvy prijímaoieho terčíka pri jeho ohřeve elektrio-kým kalibračným príkonom P, ΔΤ2 představuje hodnotu teplotnej změny stavu absorbčnejvrstvy terčíka na jeho odvrátenej straně od zdroja žiarenia, (X je koeficient absorbcieabsorbčnej vrstvy.

Symetrioký přijímač žiarenia podlá vynálezu pracuje na principe ekvivalentněj odozvyčidiel, merajúoioh teplotný stav absorbčnej vrstvy prijímaoieho terčíka na jeho odvrátenejstraně od zdroja žiarenia. Naviao zo strany dopadu toku žiarenia na povrohooh absorbčnejvrstvy sú druhé čidlá, ktoré merajú teplotný stav absorbčnej vrstvy prijímaoieho terčíkana straně dopadu toku žiarenia, a to ako pri ohřeve prijímaoieho terčíka dopadajúcim to-kom žiarenia, taktiež aj pri ohřeve prijímaoieho terčíka elektrickým kalibračným výkonom.

Pri ohřeve prijímaoieho terčíka tokom žiarenia zaregistruje sa teplotný stav absorb-čnej vrstvy prijímaoieho terčíka ako čidlami na straně dopadu toku žiarenia, tak aj čid-lami na odvrátenej straně prijímaoieho terčíka. Po přerušení dopadu toku žiarenia na při-jímací terčík sa straty tepelnej energie z prijímaoieho terčíka nahradzujú ohrevom elek-triokým kalibračným výkonom a to tak, aby teplotný stav absorbčnej vrstvy na odvrátenejstraně prijímaoieho terčíka od zdroja žiarenia bol rovnaký pri ohřeve elektrickým kalib-račným výkonom aj pri ohřeve dopadajúcim tokom žiarenia. Meraním sa stanoví hodnota elek-trického kalibračného výkonu. Zaregistruje sa súčasne hodnota teplotného stavu absorbčnejvrstvy prijímaoieho tprčika druhými čidlami umiestnenými na straně dopadu toku žiarenia.

Zo zaregistrovaných hodnčt teplotnýoh stavov pri ohřeve prijímaoieho terčíka dopadajúoim 199 301 tokom žiarenia aj elektriokým kalibraóným výkonom, na absorbčným vrstváoh prijímaoiehoteróíka, aa priamo stanovuje kalibraóná konštanta symetrického prijimaóa žiarenia» Hodnotakalibračněj konštanty charakterizuje rozdiel hodnoty tepelných strát pri ohřeve prijíma-cieho teróíka tokom žiarenia a elektriokým kalibraóným výkonom, óo je dóležité pri stano-vení správnéj hodnoty dopadajúoeho toku žiarenia na prijímaoí terčík.

Takýto priamy spésob stanovenia a overenia správnosti stanovenej hodnoty dopadajúoe-ho toku žiarenia neumožňuje žiaden z doteraz známyoh systémov.

Teohniokou výhodou takéhoto zariadenia je, že sa tu nevyžaduje overovanie správnostimerania iným rádiometrom, ktorý by bolo třeba umiestniť tak, aby sa tu mohla aplikovat'substituóná metoda. Pri substituónej metóde by bol potřebný otočný karusel, ktorý by umož-nil zariadenio toho ktorého prijímača žiarenia vždy do toho istého miesta, Technicky o ve Tajednoduchá! je spósob podTa vynálezu.

Symetrioký přijímač žiarenia pódia vynálezu sa dá využit’ na meranie toku vSetkýohdruhov žiarení, a to optického, ionizujúoeho, Rentgenového a pod., tak aj k rádiometrio-kej realizáoii fotometriokýoh jednotiek, plni priamo funkoiu primárného etalónového refe-renčného prijimaóa žiarenia, dá sa využit’ pri kvantitativných meraniaoh v pyrometrii.

Na obr. 1 je sohématioky znázorněný prijímaoí terčík symetriokého prijimaóa žiareniapódia vynálezu, kde 1 je odporové ohreVné teliesko, 2 sú elektroizolačné vrstvy, ktoréelektricky izolujú bolometrioké homogenizátory teploty od odporového ohrevného telieska, sú bolometrioké homogenizátory teploty, ktoré sú súčasne čidla tni na meranie teplotyžiarenia absorbujúoioh vrstiev z ioh vnútornej strany, sú absorbóné vrstvy sohopné při-jímat’ žiarenie.

Obr. 2 sohématioky znázorňuje oelkovú zostavu symetriokého prijimaóa žiarenia pódiavynálezu, kde 8, je prijímaoí terčík popísaný v predohádzajúoom odseku, £ sú elektroizolač-né vrstvy, ktoré elektricky izolujú absorbóné vrstvy od óidiel 6, na meranie teploty žia-renia absorbujúoioh vrstiev z ioh vonkajšej strany, 7, J® referenčný blok, ktorým sa sta-bilizuje referenóná teplota na priemernú hodnotu teploty okolia.

Overenia správnosti stanovenej hodnoty toku žiarenia symetriokým prijímaóom žiareniapódia vynálezu je také, že po stanovení hodnoty žiarenia dopadajúoeho na jednu z absorb-ónýoh vrstiev prijímaoieho teróíka 8 sa otoóením systému terčíka s óidlami o 180° neohádopadat’ tok žiarenia z toho istého zdroja na druhů absorbĎnú vrstvu prijímaoieho teróíka8 a stanoví sa znova jeho hodnota, prióom skutoóná hodnota dopadajúoeho toku žiarenia sastanoví zo vztahu: Δτχ +Δτ2 a . 0 a--------— . p . ΔΤχ +Δτ2

Claims (2)

199 301 PREDMET VYNÁLEZU

1. Symetrický přijímač žiarenia umožúujúoi kvantitativné stanovenie toku žiarenia dopada-júoe^o na. přijímací terčík z akéhokolvek zdroja žiarenia, pozoetávajúoi z referenčníhobloku a z prijímaoieho terčíka e odporovým ohrevným telieskom a s elektroizolačnýmivrstvami a z čidiel na meranie teploty žiarenia vyznačujúoi sa tým, že přijímací ter-čík je obojetranne opatřený abeorbčnou vrstvou schopnou přijímat* žiarenie a čidlá nameranie teploty žiarenia absobujúoioh vrstiev sú umiestnené po oboeh stranách prijíma-oieho terčíka /8/, Z, Symetrický přijímač ťiarenia podlá bodu 1, vyznačujúoi sa tým, že čidlá na meranieteploty žiarenia absorbujúoioh vrstiev sú tvořené bolometrickými homoeenizátormi tep-loty /3/ a termočlánkem! /6/.

2 výkresy ·>