SU1267331A1 - Способ индикации конденсата на зеркальных металлических поверхност х - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИНДИКАЦИИ КОНДЕНСАТА НА ЗЕРКАЛЬНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЯХ с помощью пучка излучени  оптического диапазона частот, отличающийс  тем, что, с -целью повышени  чувствительности в широком диапазоне температур, излучение оптического диапазона частот преобразуют в поверхностную электромагнитную волну , пропускают ее по зеркальной металлической поверхности и измер ют интенсивность излучени  пучка, по изменению которой определ ют наличие и толщину сло  конденсата. NJ со

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, предназначенной дл  обнаружени  тонких слоев конденсата (10-1000 А) и измерени  его толщины, и может быть использовано в метеорологии в гигрометрах точки росы, в авиации дл  обнаружени  ранних стадий обледенени  летательных аппаратов ,в нефтехимической и газовой промышленности дл  обнаружени  поверхиостной высокомолекул рной полимеризации , в лакокрасочной промьппленности дл  контрол  адгезии на поверх ности металлов. Известны оптические способы индикации конденсата, основанные на изменении отражени  света от поверхнос ти конденсационного зеркала при образовании конденсата. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату  вл етс  способ индикации конденсата на зеркальных металлических поверхност х с помощью пучка излучени  оптического диапазона частот, основанный на по влении рассе ни  света конденсационным зеркалом при образовании, конденсата. Однако известный способ не позвол ет заметить тонкие (толщиной менее 1000 л) пленки конденсата в начальный момент его образовани . Кроме того, измерени  невозможны при отрицательных температурах, когда конден сат на зеркале образует тонкую пленк стекловидного льда, не рассеивающую свет. Целью изобретени   вл етс  повьщге ние чувствительности индикации в широком диапазоне температур. Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно предлагаемому способу индикации конденсата на зеркальных металлических поверхност х с помощь пучка излучени  оптического диапазо частот, излучение оптического диапа зона частот преобразуют в поверхнос ную электромагнитную волну, пропуск ют ее по зеркальной металлической п верхности и измер ют интенсивность излучени  пучка, по изменению котор определ ют наличие на толщину сло  конденсата. , На чертеже представлена принципиальна  схема устройства дл  реал зации предложенного способа. Устройство содержит зеркальную металлическую поверхность,I, элемен 2 возбуждени  поверхностной электромагнитной волны электромагнитным излучением, элемент 3 преобразовани  поверхностной электромагнитной волны в объемное электромагнитное и злучение. Способ реализуют следующим образом . Параллельный пучок инфракрасного излучени  (наиболее удобный дл  измерени  данным способом диапазон) падает на элемент 2 возбуждени . Угол падени  луча, величину зазора между элементом 2 возбуждени  и зеркальной металлической поверхностью 1 выбирают таким образом, чтобы обеспечить наиболее эффективное возбуждение поверхностной электромагнитной волны. В качестве элемента 2 возбув дени  может использоватьс , например, призма из прозрачного, в рабочем диапазоне частот материала. В этом случае угол падени  луча близок к критическому arcsin l/n, где п - показатель преломлени  призмы, а величина зазора составл ет величину в несколько дес тков микрон. Элементом 2 возбуждени  может служить также щель, образованна  металлической диафрагмой и зеркальной металлической поверхностью 1, Угол падени  луча в этом случае должен быть скольз щим, зазор - несколько дес тков микрон. Возбужденна  поверхностна  электромагнитна  волна распростран етс  вдоль зеркальной металлической поверхности , затуха  по экспонеп- циальному закону. Напр женность пол  поверхностной электромагнитной волны максимальна.на поверхности зеркала, что приводит к высокой чувствительности предлагаемого способа к состо нию поверхности зеркала. Наличие на зеркале тонкой пленки конденсата, независимо от того, вода это или лед, увеличивает затухание поверхностной электромагнитной волны. На рассто нии R от элемента 2 воз-, буждени  располают элемент 3 преобразовани , который осуществл ет преобразование поверхностной электромагнитной волны в объемное электромагнитное излучение с целью измерени  интенсивности поверхностной электромагнитной волны. Элементом 3 преобразовани  может служить край металлического зеркала или призма из прозрачного в рабочем диапазоне частот материала.

3

Если интенсивность излучени , выход щего из элемента преобразовани , до начала конденсации - , то пленка конденсата толщиной d приводит к уменьшению интенсивности до

1

-)

-RdS-u l C

-CM

oetf

где - частота излучени ; f и f - диэлектрические посто нные металла и конденсата соответственно; 1 - мнима  часть выражени  в

круглых скобках. В таблице приведены результаты . расчета вли ни  толщины пленки конденсата на поверхности медного зеркала на изменение интенсивности поверхностной электромагнитной волны при реальных размерах зеркал, ограничи-, вающих величину R.

Применение предлагаемого способа позвол ет повысить чувствительность индикации конденсата на I-2 пор дка в широком диапазоне температур, что дает возможность обнаружить и исследовать начальные стадии роста пленки конденсата, начина  с мономолекул рных слоев, а также измер ть толщину сло  конденсата. Кроме того, использование инфракрасного излучени  позвол ет проводить все измерени  в темноте .

Claims (1)

1. СПОСОБ ИНДИКАЦИИ КОНДЕНСАТА НА ЗЕРКАЛЬНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЯХ с помощью пучка излучения оптического диапазона частот, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности в широком диапазоне температур, излучение оптического диапазона частот преобразуют в поверхностную электромагнитную волну, пропускают ее по зеркальной металлической поверхности и измеряют интенсивность излучения пучка, по изменению которой определяют наличие и толщину слоя конденсата.

   /