CS214998B1 - Meter of capacity of the thermal radiation - Google Patents

Description

Vynález má za úkol vytvořit měřič výkonu tepelného záření, jehož konstrukční provedení umožňuje zvýšit měřicí přesnost pro tepelné záření v trvalém provozu a rovněž zvýšit spolehlivost měřiče a měřicích systémů pro měření výkonu tepelného záření zhotovených na jeho základě.

Tento úkol je vyřešen u měřiče výkonu tepelného záření podle vynálezu, jehož podstatou je, že elektricky vodivé vlákno je vlnovitě ohnuté a zformováno buď do plochého prstence nebo do válce, přičemž elektricky vodivé vlákno je uloženo na hlavním kotouči, který je uložen na výstupním hřídeli otáčejícího ústrojí kolmo к jeho ose otáčení.

Je výhodné, aby při umístění osy otáčení výstupního hřídele otáčecího ústrojí příčně к proudu tepelného záření byla na patce upevněna trubice, v níž je uzavřen proud tepelného záření, na trubici byl otočně uložen prstenec, přičemž prstenec a otáčecí ústrojí jsou vzájemně pevně spojeny s konzolou.

Při umístění osy otáčení výstupního hřídele otáčecího ústrojí příčně к proudu tepelného záření je vhodné, aby na výstupním hřídeli otáčecího ústrojí byl uložen přídavný kotouč rovnoběžně s hlavním kotoučem, mezi nimiž by bylo napnuto elektricky vodivé vlákno, přičemž vzdálenost mezi hlavním kotoučem a přídavným kotoučem aby převyšovala průřez proudu tepelného záření.

Je výhodné, když elektricky vodivé vlákno je klikatě napnuto mezi hlavním kotoučem a přídavným kotoučem.

Je rovněž výhodné, když hlavní kotouč a přídavný kotouč jsou zhotoveny z dielektridkého materiálu.

Vynález zaručuje práci měřiče výkonu tepelného záření v trvalém provozu.

Měřič podle vynálezu má vysoké technickoekonomické parametry, což je zaručeno tím, že umožňuje měření v široké výkonové oblasti proudů tepelného záření bez jakýchkoli konstrukčních změn měřiče a bez použití přístrojů a materiálů vyrobených průmyslem jako kompletační prvky.

Výhoda vynálezu spočívá 'také v tom, že je velmi jednoduché vyměňovat prvky měřiče při jejich výpadku. Navíc dovolují malé rozměry měřiče jeho umístění prakticky v libovolném bodě dráhy pohybu proudu tepelného záření, dále zvyšují jeho provozní charakteristiky a snižují jeho výrobní náklady.

Další výhodou vynálezu je, že zmenšuje dobu zdržení čidla v zóně tepelného záření a zvětšuje intenzitu jeho ochlazování, čímž se zvyšuje spolehlivost měřiče výkonu tepelného záření.

Navíc zajišťuje vynález takovou rychlost otáčení čidla, která odstraňuje ovlivňování měřicí přesnosti pro tepelné záření náhodnými vzduchovými proudy a kolísáním teploty okolí v místě použití měřiče výkonu tepelného záření.

Mimoto dovoluje vynález měnit rychlost otáčení čidla, což zaručuje možnost měření výkonu tepelného záření ve velkých výkonových oblastech.

Vynález je blíže vysvětlen na základě popisu příkladných variant jeho provedení a výkresů, kde obr. 1 představuje celkové blokové schéma měřiče výkonu tepelného záření s hlavním kotoučem, kde je jako čidlo použito elektricky vodivé vlákno pro případ, v němž je osa výstupního hřídele, na němž je hlavní kotouč uložen, umístěna příčně к proudu tepelného záření, obr. 2 schematický pohled na měřič ve směru šipky A na obr. 1, 3 měřič podle obr. 1 pro případ, v němž osa otáčení výstupního hřídele otáčecího ústrojí leží ve směru proudu tepelného záření, obr. 4 schematický pohled na měřič ve směru šipky В na obr. 3, obr. 5 měřič z obr. 1 opatřený trubicí, v níž je uzavřen proud tepelného záření, obr. 6 pohled na měřič ve směru šipky C na obr. 5, obr. 7 měřič podle obr. 1 s přídavným kotoučem, obr. β pohled na měřič ve směru šipky D na obr. 7, obr. 9 celkové schéma zapojení měřiče výkonu tepelného záření, kde čidlo je provedeno ve formě pásu pro případ, kdy je pás upevněn na třmenu, obr. 10 pohled na měřič ve směru šipky E na obr. 9, obr. 11 schematický pohled na měřič podle obr. 9 pro případ, kdy pás je upevněn jedním koncem na výstupním hřídeli otáčecího ústrojí, obr. 12 pohled na měřič ve směru šipky F na obr. 11, obr. 13 celkové schéma zapojení měřicího systému pro měření výkonu tepelného záření zhotoveného na základě měřiče výkonu tepelného záření, podle obr. 13, obr. 14 pohled na měřicí systém ve směru šipky G na obr. 13.

Měřič výkonu tepelného záření obsahuje otáčecí ústrojí 1 — obr. 1 — s výstupním hřídelem 2, jehož osa 3 otáčení leží příčně к proudu tepelného záření. Podle této varianty provedení je na výstupním hřídeli 2 uložen svisle к ose 3 otáčení výstupního hřídele 2 hlavní kotouč 5, který je s výhodou zhotoven z dielektriokého materiálu. V proudu 4 tepelného záření je umístěno čidlo, které má možnost posunu stabilizovanou rychlostí a které je u této varianty provedení zhotoveno z elektricky vodivého vlákna 6 — obr. 1 — obr. 2, které je v rovině otáčení hlavního kotouče 5 — obr. 2 — vlnovitě ohnuto a upevněno na jeho obvodu. Měřič obsahuje také registrační přístroj 7 pro změny teploty v důsledku působení tepelného záření, na jehož vstupy jsou přes kolektorové kroužky 8 připojeny konce 9 elektricky vodivého vlákna 8.

Na obr. 3 a 4 je znázorněno zapojení měřiče výkonu tepelného záření podobné zapojení znázorněnému na obr. 1 a 2, avšak v tomto případě osa 3 výstupního hřídele 2 otáčecího ústrojí 1 je umístěna ve směru proud 4 tepelného záření.

U jiné varianty provedení obsahuje měřič výkonu tepelného záření trubici 11 upevněnou na nosné patce 10 — obr. 5 —, v níž je uzavřen proud 4 tepelného záření. Nosná patka 10 je umístěna na - základní desce 12. Na trubici 11 je otočně umístěn prvek tvaru prstence 13, který je přes řemenový pohon 15 spojen s motorem 14 umístěným na základní desce 12. Řemenový pohon 15 je tvořen hnací řemenicí 16, hnacím řemenem 17 a hnanou řemenicí 18. Prstenec 13 a otáčecí ústrojí 1 jsou vzájemně pevně spojeny konzolou 19 — obr. 5, 6 — tak, že osa 3 výstupního hřídele 2 otáčecího ústrojí leží příčně k proudu 4 tepelného záření. Otáčecí ústrojí 1 je připojeno na výstupy 20 neznázorněného napěťového zdroje přes kontaktní kroužky 21 — obr. 5 — umístěné na prstenci 13. Kolektorové kroužky 8 — obr. 5 — jsou spojeny se vstupy registračního přístroje 7 přes další pár kolektorových kroužků 22 umístěných na prstenci 13.

V další variantě provedení obsahuje měřič výkonu tepelného záření přídavný kotouč 23 — obr. 7, 8, který je umístěn na výstupním hřídeli rovnoběžně s hlavním kotoučem 5. Přídavný kotouč 23 je vyroben z dielektrického materiálu. Vzdálenost mezi hlavním kotoučem 5 a přídavným kotoučem 23 — obr. 7 — musí být větší, než je průřez proudu 4 tepelného záření. Čidlo je v této variantě provedeno také ve formě elektricky vodivého vlákna 6, které je klikatě napnuto mezi hlavním kotoučem 5 a přídavným kotoučem 23 — obr. 7 — a umístěno na jejich obvodu. V dalším je toto zapojení ' měřiče analogické obvodu měřiče, který je znázorněn na obr. 3.

V ještě další variantě provedení měřiče výkonu tepelného záření je _ čidlo provedeno ve formě pásu 24 (obr. 9, 10], který je vyroben z dvojkovu. Sirka pásu 24 — obr. 10 — musí být menší než je průřez proudu 4 tepelného záření a délka pásu 24 musí být větší než je průřez tohoto proudu 4. Měřič je -opatřen třmenem 25 — obr. 9 — umístěným na výstupním hřídeli 2. Na koncích třmene 25 jsou připojeny konce pásu 24 tak, že pás 24 odstiňuje třmen 25 proti proudu 4 tepelného záření. Místo registračního přístroje 7 — obr. 1, 3, 5, 6 a 7 — postačuje použít obecně známé čidlo 26 pro podélný pohyb — obr. 9 jehož vstup 27 je propojen se středem pásu 24, jakožto s jeho otočným bodem.

V ještě další variantě provedení měřiče výkonu tepelného záření je čidlo zhotoveno ve formě dvou pásů 28, 29 — obr. 11, 12 —, které jsou jedním koncem upevněny na výstupním hřídeli 2 tak, že rovina každého pásu 28, 29 je kolmá k proudu 4 tepelného záření.

Čidlo 26 pro podélný pohyb obsahuje zrcadla 30, 31, která jsou umístěna na volných koncích pásů 28 a 29. Při otáčení výstupního hřídele 2 dopadá střídavě na zrcadla 30, 31 — například na zrcadlo 30 — světelný svazek 32 ze zářiče 33 pro světelné svazky. V cestě -odraženého svě telného svazku 34 je umístěna odečítací stupnice 35.

Měřiče 36 podle vynálezu mohou být sestaveny v měřicí systém pro měření výkonu tepelného záření — obr. 13, 14 —. Měřiče 36 jsou umístěny se vzájemným posunem o úhel 120° tak, že jejich elektricky vodivá vlákna 6 ' překrývají průřez proudu 4 tepelného záření.

Měřič výkonu tepelného záření pracuje takto: Čidlo umístěné do proudu 4 tepelného záření přijímá část jeho energie, v důsledku čehož stoupá teplota čidla. Čidlo se otáčí stabilizovanou rychlostí, což zaručuje stabilizaci jeho teploty na zadané úrovni.

V případě, že je čidlo provedeno ve formě elektricky vodivého vlákna 6 — . obr. 1 — jsou jeho konce 9 připojeny k registračnímu přístroji 7, který je cejchován v jednotkách výkonu tepelného záření a měří změnu elektrického odporu elektricky vodivého vlákna 6.

Je-li elektricky vodivé vlákno 6 — obr. 1 a 2 — upevněno na hlavním kotouči 5 a osa 3 otáčení výstupního hřídele 2 otáčecího ústrojí 1 je umístěna příčně k proudu 4 tepelného záření, měří měřič výkonu tepelného záření výkon proudu 4 tepelného záření s rovnoměrným rozložením hustoty výkonu - v jeho průřezu.

Jestliže je -osa 3 — obr. 3 a 4 — směrována podélně s proudem 4 tepelného záření, měří měřič výkonu tepelného záření integrovaný výkon tohoto proudu 4.

Výhodná je u těchto dvou variant skutečnost, že při minimálním proudu 4 tepelného záření — obr. 1, 2, 3, 4 — vzrůstá stabilita vln elektricky vodivého vlákna 6 se stoupajícím počtem otáček výstupního hřídele 2 v důsledku toho, že rovina přehnutí elektricky vodivého vlákna 6 je shodná s rovinou působení vnějších sil, které mají povahu odstředivých sil.

Takováto optimální konfigurace dovoluje použít elektricky vodivé vlákno 6 s minimální plochou průřezu a tak snížit na minimum setrvačnost měřiče.

V případě, kdy je -otáčecí ústrojí 1 prostřednictvím konzoly 19 — obr. 5, 6 — pevně spojen s prstencem 13, který je -otočně umístěn na trubici 11, má elektricky vodivé vlákno 6 ještě možnost doplňkového pohybu -okolo proudu 4 tepelného záření, který je uzavřen v trubici 11. V tomto případě měří měřič výkonu tepelného záření prostorové rozložení hustoty výkonu přes libovolný průřez proudu 4 tepelného záření.

Je-^1i elektricky vodivé vlákno 6 — obr. 7, 8 — klikatě napnuto mezi hlavním kotoučem 5 a přídavným kotoučem 23, měří měřič integrovaný výkon proudu 4 tepelného záření.

Je-li čidlo provedeno ve formě pásu 24 — obr. 9, 10 — nebo ve formě dvou pásů 28, 29 — obr. - 11, 12 — pak se místo registračního přístroje 7 používá čidlo 26 pro podélný pohyb, které je cejchováno v jednotkách výkonu tepelného záření.

Působením záření dochází ke změnám tvaru pásu 24 — obr. 9, 10 — nebo dalších pásů 28, 29 — obr. 11, 12 — a podle velikosti těchto tvarových změn je po příslušném ocejchování určován výkon proudu 4 tepelného záření.

Střed pásu 24 — obr. 9, 10 — jehož konce jsou upevněny na třmenu 25, je bezprostředně ve styku se vstupem 27 · čidla 26, které měří velikost těchto tvarových změn.

Pásy 28, 29 — obr. 11, 12 — jsou při řezu proudem 4 tepelného záření deformovány, čímž je vyvolána změna délky odraženého světelné ho svazku 34. Velikost této změny je registrována pomocí odečítací stupnice 35 čidla 26.

Místo zrcadel 30, 31 může být využita neznázorněná vyleštěná plocha, která je vytvořena na volných koncích pásů 28, 29.

Pro určení polohy výkonového maxima proudu 4 tepelného záření lze použít měřicí systém pro měření výkonu tepelného záření, který je sestaven ze tří měřičů 36 výkonu tepelného záření — obr. 13, 14 Vzájemné posunutí měřičů 36 o úhel 120° dovoluje zároveň měřit integrovaný výkon a určit polohu výkonového maxima tepelného záření v průřezu proudu 4 tepelného záření.

Claims (5)

1. Měřič výkonu tepelného záření, obsahující čidlo umístěné v proudu tepelného záření, na něž je připojen přístroj pro registraci změn teploty čidla vlivem tepelného záření, přičemž čidlo je provedeno jako elektricky vodivé vlákno a je spojeno s výstupním hřídelem umístěným stranou od proudu tepelného záření a opatřeným otáčecím ústrojím, vyznačující se tím, že elektricky vodivé vlákno (6) je vlnovitě ohnuté a zformováno bud do plochého prstence nebo do válce, přičemž elektricky vodivé · vlákno [6] je uloženo na hlavním kotouči (5), který je uložen na výstupním hřídeli (2] otáčecího ústrojí kolmo k jeho ose (3) otáčení.

2. Měřič podle bodu 1, vyznačující se tím, že při umístění osy (3) otáčení výstupního hřídele [2] otáčecího ústrojí (1) příčně k proudu (4) tepelného záření je na nosné patce (10) upevněna trubice ' (11), v níž je uzavřen proud (4) · tepelného záření, na trubici (11) je otočně uložen prstenec (13), přičemž prs tenec (13) a otáčecí ústrojí (1) jsou vzájemně pevně spojeny s konzolou (19).

3. Měřič podle bodu 2, vyznačující se ·tím, že při umístění osy (3) · otáčení výstupního hřídele · (2) otáčecího ústrojí (1) příčně k proudu (4) tepelného záření je na výstupním hřídeli (2) otáčecího ústrojí (1) uložen přídavný · kotouč (23) rovnoběžně · s hlavním kotoučem (5), mezi nimiž je napnuto elektricky vodivé vlákno (6), přičemž vzdálenost mezi hlavním kotoučem (5) a přídavným kotoučem (23) převyšuje průřez proudu (4) tepelného záření.

4. Měřič podle bodu 4, vyznačující se tím, že elektricky vodivé vlákno (6) je klikatě napnuto mezi hlavním kotoučem (5) a přídavným kotoučem (23).

5. Měřič podle bodu 4 nebo 5, vyznačující se tím, že hlavní kotouč (5) a přídavný kotouč (23) jsou zhotoveny z dielektrického materiálu.