SU1347669A1 - Устройство дл определени индикатрисы излучени материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиационной пирометрии и может быть использовано дл  определени  индикатрис излучени . Целью изобретени   вл етс  сокращение времени определени  индикатрис излучени  и расширение , температурного диапазона при их определении. Сущность изобретени  заключаетс  в том, чюбы одновременно с приемников излучени  шаровой формы, расположенных в полых цилиндрах на разном рассто нии от образца, регистрировать сигналы и на основании этих сигналов рассчитывать направленную излучательную способность. Устройство позвол ет исследовать как металлические, так и теплоизол г ион- ные материалы и существенно сокр тца- ет врем  определени  индикатрис излучени , а также существенно повышает температурный диапазон исследовани . 2 ил. (Л со J 05 05 ;о

Description

Изобретение относитс  к радиационной пирометрии и может быть исполь- зопаио-дл  определени  индикатрис иэ- лучеии  - зависимости излучательиой способности материалов от направлени  8 полусферической области.

Целью иэобретеии   вл етс  сокращение времени определени  индикатрис излучени  и расширение диапазона тем ператур при их определении.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - разрез Л-Л на фиг. 1.

Устройство содержит вакуумную камеру 1, механизм 2 оращени  образца из исследуемого материала, омический радиационный нагреватель 3, теплопроводный диск 4, датчик температуры 15, холодильник 6, имеющий тепловые контакты с цилиндрами 7 с расположенными в них на глубине

ГЦ 1 Ctg

o:i

где Ги L - внутренний радиус цшшндра.

1, 2, ..., п-1 (п - пор дковый номер цилиндра), от наход щтгхс  в одной плоскости открытых торцов цилиндров приемниками 8 излучени  шаровой формы. Холодильник 6 и цилиндры 7 выполнены из теплопроводного материала, например из меди,

ГЬюский исследуем1)1й образец 9 ус- тан впивают на оси механизм 2 вращени  параллельно диску, нагревател|о и торцам цилиндров. Температура образца определ етс  с помощью датчика температуры 5, состо щего из спа  термопары и полированного металличес- кого экрана, расположенного в зазоре между диском А и исследуемым образцом 9.При этом величина зазора О между торцами цилиндров и образцом составл ет не более 0,1 наружного радиуса цилиндров, 1то, как показали расчеты , позвол ет устранить попадание на приемники излучени  отраженных от образца посторонних лучистых потоков, излучаемых диском и другими элементами устройства.

Устройство работает следующим образом .

В процессе испытаний в условк к вакуума образец 9 приводитс  во вращение . С помощью нагревател  3 и диска 4 получают заданную температуру образца и па стационарном тепловой

режиме регистрируют показани  приемников 8 лучистых потоков и датчика температуры 5. Излучательную способность образца в различных направлени х

1 г90-.

k(-) определ ют из соотношени 

« 4-Tr1 -: -t% s;r.

С.()С) - направленна  иэлучатель- на  способность исследуемого образца в направле- НИИ J ;

8Г

где

Ф.;. м,о

лучистые потоки, измеренные kirM, (k-1)M приемниками излучени , расположенными на глубинах

кн

где Trf (f

. ки

l Гц1. Ctg

ctg(k ()

и

(.-„ Н

температура образца, 5,67-10 Вт/мк - посто нна  Стефана-Больцмана;

радиусы участков поверхности образца, вощимых относительно k-ro и (k-1) приемников;

1,2, ..., п-1, п - пор дко- Bbu i номер приемника излучени , которые совпадают с соответствующими пор дковыми номерами цилиндров; п - количество прием1Шков излучени  и цилиндров; А|-,- телесный угол приемника относительно кольцевой зоны поверхности образца, огра- н){ченной радиусами Гц ,

г.н;

г, - радиус приемника излучени .

Приемники лучистых потоков должны удовлетвор ть условию

лиХ,2„.

Если до или после испытаний исследуемого образца провести градуировку приемников лучистых потоков с помощью эталонного образца, удовлет- вор ющего закону Ламберта, например полостной сферической модели абсолютно черного тела при одинаковых с исследуемым образцом температурах, то излучательна  способность иссле3

дуемого образца и каиравленннК оп- ределлетг  по более простой формуле

Г.,(и,о - и,.о) .,х

г .2

где ,-.излучательи-; ; способность эталонного образца,

(ГО

q

К,Э

гр. - лучистые потоки от эталон- , пого образиг иэмере11иь е и (k-1) M приемниками излучени .

В тех случа х, когда спгиалы приемников излучени  и пропорциопаль- ны измерпемым лу 1истым потокам (U- - Ср) , величину 6 ( Х ) можно определ ть также по (формуле

,. .o I U-c-io,)

(UK, - иГ ,-)

на

где и,о, UKH,O, V э к-1,3 - лы, пырабатываемь.е и (к-1)м приемниками при измерени х потоков от исследуемого и эталонного образ-

ЦОВ СООТВСТСТВе П О .

Использование и качестве холо- диль)ика плра11лел7 1 ой нагрекателю и диску плоской теплопроводной лаждаемой naHcjui с отверсти ми, ,г KOToptra с обеспеченир.м теплового контакта (с помощью сварк или пайки) установпены теплопроводные полые );илиидры, позвол ет сделать устройство компактным и ограничитьс  одним охлаждаюлг .м контуром дп.п охлаждени  п цилиндров.

Чтобы цилиндры не нагревались, не допускаетс  тепловой контакт с нагреват(лем и диском. Дл  зтого от- перстн  в нагревателе и диске выполнены так, чтобы между кра ми отаерс- тий и наружной боковой поверхностью цилиндров был зазор. При необходимости в 3 isope между цилиндрами и нагре вателем и диском прокладьшают слой теплоизол ции.

Расположение цилиндров и наход - щнхс  в них приемников иплучени  на коииентричиьтх окружност х равномерно и в одинаковом количестве позвол ет независимо от теплопроводных свойств вращающегос  образца поддерживать одинаковую температуру его участков поверхности над всеми приемниками излучени .

Использование в приемниках излучени  чувствительных элементов шаровой форм. обеспечигает одинаксч ую iro

ю 15

20

35

25

yг

-

50

55

59

псРч 1;ап; Д ;1с HR:I уьстп, roni :i v. г., приемника. Т;.г- I i 11;лрми,1к -жот Омть  ыполнсн, ;ian.4i Cpj г паче I - iHUvii- опного термоэтем1.пта шарором формь;, подпглренного на оси ruuinnnjia с ггомо- щьк1 т.пло113олга1ионь.:х нитей. Возможны п другие варианты выполнени  приемника лучистых noTcKci; с чувствительными э.fle lellтcм шаровой формы.

Устройстро позвол ет проводить ис следопами  образцов как из металлических , так и из теплоизол ционных материалов. Металлические оОр зпы, собранные сорм-зстно с теплоизол ционными подложками, могут рассматриватьс  как покрыти  на Tfплоизол ционимх образцах,

I

Устройство по эволп т сущестпен-го сократить врем  определени  индикатрис изт1учени  матсрр)алов и повысить уровень температур при исслсдопапии /рплоизол ционпых материалов. Это достигаетс  чл счет ojuioBpeMeiiiioro измерени  лзлучлтепыюй способности образца в п iianpnancHiiflx и таким об- ртзом гз п ;)ЛЗ с:о: ; д.цаетс  .врем  определени  индикатрис и: лучен1   -;атерт1 ,

ЛОй .

Ф о р м у jj а :; э о (1 р е т е н .. .1

Устройстпо дл  определени  индикатрисы Излучении материалов, oo.of-p- жащее камеру, кпгреватель, приемиик излучени  и датчик температуры, о т- л и ч а к; 1Д е е с л :ем, что, с цeJtью сокращени  прем ни и расширени  диапазог, температур, внутри камеры параллел1.ыо друг другу установлены теш1опрол о,дный диск и холодильник , выполненный в виде охлаждаемой плоской теплопроводной панели, в ко- торые вставлены теплопроводные полые цилиндры с зачерненными внутренними стенками, расположепкие равномерно и в одинаковом количестве по концентрическим сжружност м с обеспечением теплового контакта с холодильником и с зазором по ОТНОШРПИЮ к нагревателю и диску, дополнительно введены приемники излучени , при этом общее количество приемников излучени  равно количеству цилиндров, приемники из- дучени   выполнены с чувствительными элементами шаровой формы и установлены в цилиндрах по ходу излучени  на глубине

Ьк r i-ctgjk ()

где Гц1. - внутренний радиус цилиндра;

6

косьй номер цилиндра, причем открытые торцы цилиндров расположены в одной плоскости, а камера снабжена средством пакуумиропани .

1.2,

п-1 (п - пор д/ в Г«,;

cr:i)

Фиг.1

-7

Редактор Т.Иванова

Фиг.2

Соста.питель С.Соколова

Техред Л.Оллйнык Koppei Top Л.Пилипенко

Заказ 4056ТиражПодписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )Х-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

Claims (1)

1. Формула изобретен...

   Устройство для определения индикатрисы Излучения материалов, содержащее камеру, нагреватель, приемник излучения и датчик температуры, о т~ личаыщееся тем, что, с целью сокращения времени и расширения диапазона температур, внутри камеры параллельно друг другу установлены теплопроводный диск и холодильник, выполненный в виде охлаждаемой плоской теплопроводной панели, в которые вставлены теплопроводные полые цилиндры с зачерненными внутренними стенками, расположенные равномерно и в одинаковом количестве по концентрическим окружностям с обеспечением теплового контакта с холодильником и с зазором по отношению к нагревателю и диску, дополнительно введены приемники излучения, при этом общее количество приемников излучения равно количеству цилиндров, приемники излучения выполнены с чувствительными элементами шаровой формы и установлены в цилиндрах по ходу излучения на глубине ковый номер цилиндра, причем открытые торцы цилиндров расположены в одной плоскости, а камера снабжена средством вакуумирования.

   где h_K = r₄i’Ctg [ k (-5)] внутренний радиус цилиндра;

   п-1 (п - поряд-