SU682772A1 - Apparatus for measuring flux of radiation energy - Google Patents
Apparatus for measuring flux of radiation energyInfo
- Publication number
- SU682772A1 SU682772A1 SU762346426A SU2346426A SU682772A1 SU 682772 A1 SU682772 A1 SU 682772A1 SU 762346426 A SU762346426 A SU 762346426A SU 2346426 A SU2346426 A SU 2346426A SU 682772 A1 SU682772 A1 SU 682772A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- feedback
- time
- temperature
- current
- receiver
- Prior art date
Links
Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
Устройство относитс к области радиационной пирометрии и может быть использовано дл измерени потоков лучистой энергии, в частности, измерени температуры нагретых объектов по излучению.The device relates to the field of radiation pyrometry and can be used to measure radiant energy fluxes, in particular, to measure the temperature of heated objects from radiation.
Известны устройства дл измерени потока лучистой энергии путем преобразовани ее в электрический сигнал и .измерени величины этого сигнала. К ним относ тс термоэлементы, болометры, оптико-акустические приемники, звапорографические преобразователи , диэлектрические пнроэлекгрические приемники и другие термопреобразователи . Широкое распространение получили устройства на основе термоэлементов . В этих устройствах падающий на приемную площадку и поглощенный в нем лучистый поток увеличивает температуру чувствительного элемента, которым вл етс термоэлемент или термобатаре из соединенных последовательно нескольких термоэлементов , в результате чего генерируетс термо-ЭДС, пропорциональна лучистому потомку, котора затем измер етс . Величина повышени температуры спа тер.моэлемента зависит как от величины потока лучистой энергии, так и от интенсивности термоотдачи в окружающую среду по ветв м термоэлемента за счет радиации и конвекции .Devices are known for measuring the flow of radiant energy by converting it into an electrical signal and measuring the magnitude of this signal. These include thermoelements, bolometers, optoacoustic receivers, zaporographic transducers, dielectric mono-electrical receivers and other thermal transducers. Widespread devices based on thermoelements. In these devices, the radiant flux incident on the receiving platform and absorbed in it increases the temperature of the sensing element, which is a thermocouple or thermopile of several thermocouples connected in series, resulting in a thermo-emf that is proportional to the radiative progeny, which is then measured. The magnitude of the temperature increase of the thermal element temperature depends both on the magnitude of the flux of radiant energy and on the intensity of thermal emission to the environment along the branches of the thermoelement due to radiation and convection.
Дл повышени чувствительности таки.х устройств стрем тс уменьшить теплоотдачу , что, в свою очередь, приводит к уменьшению быстродействи . Така св зь чувствительности и быстродействи объ сн етс тем, что регистраци .термо-ЭДС производитс иосле прогрева спа и ветвей термоэлемента , а продолжительность прогрева возрастает при уменьшении интенсивности теплообмена с окружающей средой.To increase the sensitivity of such devices, they tend to reduce heat transfer, which in turn leads to a decrease in speed. Such a relationship of sensitivity and speed is due to the fact that the registration of the thermal emf is made after the heating of the spa and the branches of the thermoelement, and the duration of the heating increases with a decrease in the intensity of heat exchange with the environment.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству вл етс устройство дл измерени потока лучистой энергии, состо щее из последовательно соединенных термоэлектрического приемника излучени , усилител и измерительного прибора.The closest in technical essence to the proposed device is a device for measuring the flow of radiant energy, consisting of a series-connected thermoelectric radiation receiver, amplifier and measuring instrument.
В это.м устройстве повышение быстродействи достигаетс за счет того, что через спай тер.моприе.мника пропускают ток, вызывающий эффект Пельтье, причем величина этого тока пропорциональна падающему потоку энергии. Вследствие этого уменьшаетс степень нагрева этого чувствительного эле.мента и врем установлени Стационарного состо ни .In this device, an increase in speed is achieved due to the fact that a current causing the Peltier effect is passed through the junction of the thermocouple, and the magnitude of this current is proportional to the incident energy flow. As a result, the degree of heating of this sensitive element and the time it takes to establish the steady state state is reduced.
Недостатком такого устройства вл етс то, что повышение быстродействи сопровождаетс уменьшением чувствительности или разрешающей способности системыThe disadvantage of such a device is that the increase in speed is accompanied by a decrease in the sensitivity or resolution of the system.
регистрадии излучени , котора определ етс ;велич|Иной отношени сигнал/шум. Это объ сн етс тем, что в данном устройстве .уменьшаёте- степень нагрева -спа термоприешшка и, следовательно, сигнал на входе усилител по сра-внению с нагревом и сигналом без наличи обратной св зи, а шумы системы (при сравнительно небольшом потоке лучистой энергии), величина которых олредел етс какradiation registers, which is determined; the magnitude | Other signal-to-noise ratio. This is due to the fact that in this device you reduce the degree of heating of the thermopesha and the signal at the input of the amplifier compared to the heating and signal without feedback, and the system noise (with a relatively small flow of radiant energy) ), the value of which is defined as
V:;, 1/4/гГ/ Л/ ,V:;, 1/4 / gG / L /,
где k - посто нна Больцмана;where k is the Boltzmann constant;
Т -. температура; °К;T -. temperature; ° K;
R - сопротивление;. Д/ - полоса пропускани усилител , остаютс практически неизменными. ТаКим образом, уменьшаетс отношение сигнал/шум , а, следовательно, разрешаюш,а способность системы регистрапии лучистой энергии.R is the resistance; D / is the bandwidth of the amplifier, remain almost unchanged. In this way, the signal-to-noise ratio is reduced, and, therefore, resolvable, and the ability of the radiant energy recording system.
Целью изобретени вл етс повышение бы€тродейст1ви . Эта цель достигаетс тем, что в устройство дл измерени потока лучистой энергии введены последовательно соединенные фазочувствительный исполнительный меха1низм и генератор тока , при этом вход фазочувствитель ого исполнительного механизма включен на выход усилител , выход генератора тока со единен с термоэлектрическим -приемником излучени , а измерительный прибор включен в выходную цепь генератора тока. На чертенке дана блок-схема предлагаемого устройства.The aim of the invention is to increase the speed of the movement. This goal is achieved in that a phase-sensitive executive mechanism and a current generator are injected into the device for measuring the flow of radiant energy, the phase-sensitive actuator input is connected to the amplifier output, the current generator output is connected to the thermoelectric radiation receiver, and the measuring device is on to the output circuit of the current generator. The imp is given a block diagram of the proposed device.
Устройство (см. чертелс) состоит из последовательно соединенных блока термоэлектрического приемника / излучени , усилител 2, фазочувствительного исполнительного механизма S, генератора тока 4 и измерительного прибора 5.The device (see schelt) consists of a series-connected thermoelectric receiver / radiation unit, amplifier 2, phase-sensitive actuator S, current generator 4, and measuring device 5.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Падающий поток лучистой энергии q вызывает лагрев приемной площадки и по вление на выходе приемника / сигнала. Как только величина этого сигнала, усиленного усилителем 2, превысит пороговое значение (уровень шумов), происходит срабатывание фазочувствительного механизма 5, управл ющего генератором тока 4, с выхода которого через термоэлектрический приемник пропускаетс ток, возрастающий но величине во 1времени, причем направление тока выбрано таки-м, что-он вызывает по вление эффекта Пельтье на спае термоприемника , и тем самым снилсепие температуры спаев и приемной площадки. Когда мощность, поглощаема в результате эффекта Пельтье, определ ема как П /аГ (/ - величипа тока, а - коэффициент термо-ЭДС , Г - температура °К), достигнет величины, равной величине падающего потока q, сигнал на входе усилител становитс равньш нулю, а фазочувствительный исполнительпый механизм обеспечивает посто нную величину тока на выходе генератора тока. При уменьшении величины падающего потока мощность, поглощаема в результате эффекта Пельтье, начинает превышать q, спай приемника охлаждаетс , на входе и выходе усилител по вл етс сигнал отрицательной пол рности, фазочувствительный исполнительный механизм вызывает уменьщение выходного тока с генератора тока до тех пор, пока мощность Пельтье не сравн етс с падающей плотностью . О величине падающего потока суд тThe incident radiant energy flux q causes the receiving site lag and the appearance at the receiver / signal output. As soon as the magnitude of this signal, amplified by amplifier 2, exceeds the threshold value (noise level), a phase-sensitive mechanism 5 is triggered, controlling the current generator 4, from its output a current is passed through the thermoelectric receiver but increases in time. that, it causes the Peltier effect on the junction of the thermal receiver, and thereby reduced the temperature of the junctions and the receiving platform. When the power absorbed by the Peltier effect, defined as P / aG (/ is the current magnitude and the thermo-emf coefficient, G is the temperature ° K), reaches a value equal to the incident flux q, the signal at the amplifier's input becomes equal zero, and the phase-sensitive executive mechanism provides a constant current value at the output of the current generator. As the incident flux decreases, the power absorbed by the Peltier effect begins to exceed q, the receiver junction cools, a negative polarity signal appears at the input and output of the amplifier, the phase-sensitive actuator causes the output current to decrease from the current generator until Peltier does not compare with the falling density. About the magnitude of the incident flow
по показани м измерительного прибора 5, регистрирующего величину протекающего через термоэлектрический приемник тока, который пропорционален величие падающего потока.according to the indications of the measuring device 5, which records the amount of current flowing through the thermoelectric receiver, which is proportional to the magnitude of the incident flow.
В устройстве не происходит уменьшени чувствительиости вследствие того, что отрицательна обратна св зь включаетс при достижении температуры спа порога чувствительности системы, а применениеThe device does not decrease sensitivity due to the fact that negative feedback is turned on when the temperature of the system reaches the threshold of sensitivity, and
фазочувствительного исполнительного механизма позвол ет осуществить стопроцентную отрицательную обратную св зь.a phase-sensitive actuator permits 100% negative feedback.
Дл отделени полезного сигнала термо-ЭДС Еа. от разности потенциалов, возннкающей в результате пропускани компенсирующего тока / через чувствительный элемент и дл того, чтобы исключить щунтирование входа усилител выходом генератора то.ка, чувствительный элемент RTo separate the useful signal thermo-EMF Ea. from the potential difference arising as a result of the transmission of the compensating current / through the sensing element and in order to avoid shunting the input of the amplifier by the generator output then.
включен в одно из плеч сбалансированного моста.included in one of the shoulders of a balanced bridge.
Теоретический расчет показывает, что температура спа чувствительного элемента термоэлектрического .приемника при падении на пего лучистого потока q и отсутствии тока комеенсации определ етс по формулеThe theoretical calculation shows that the spa temperature of the sensitive element of a thermoelectric receiver when the radiant flux q falls on the beam and the absence of a current is determined by the formula
/ zP/ zP
ert ert
(V)(V)
c-jSc-jS
е а - коэффициент теплообмена с окружающей средой;e а - coefficient of heat exchange with the environment;
X - коэффициент теплопроводности ветвей термоэлемента;X is the coefficient of thermal conductivity of the branches of the thermoelement;
5 - площадь поперечного сечени ветвей;5 - cross-sectional area of the branches;
Р - периметр ветвей;R is the perimeter of the branches;
с - удельна теплоемкость;c — specific heat capacity;
7 - плотность;7 - density;
т - врем ;t is time;
приat
9о9o
(2)(2)
Ц а:с5ЯC a: s5Ya
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU762346426A SU682772A1 (en) | 1976-04-02 | 1976-04-02 | Apparatus for measuring flux of radiation energy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU762346426A SU682772A1 (en) | 1976-04-02 | 1976-04-02 | Apparatus for measuring flux of radiation energy |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU682772A1 true SU682772A1 (en) | 1979-08-30 |
Family
ID=20656452
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU762346426A SU682772A1 (en) | 1976-04-02 | 1976-04-02 | Apparatus for measuring flux of radiation energy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU682772A1 (en) |
-
1976
- 1976-04-02 SU SU762346426A patent/SU682772A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
De Almeida et al. | Modeling and performance of vanadium–oxide transition edge microbolometers | |
JP2005249427A (en) | Thermophysical property measuring method and device | |
JPH09257587A (en) | Non-contact type temperature meter | |
Sorli et al. | Fast humidity sensor for high range 80–95% RH | |
SU682772A1 (en) | Apparatus for measuring flux of radiation energy | |
JPH0666639A (en) | Infrared thermometer | |
US3535523A (en) | Radiant flux measuring apparatus of the thermopile type | |
US6437331B1 (en) | Bolometer type infrared sensor with material having hysterisis | |
RU2456559C1 (en) | Thermal radiation receiver | |
Amiro et al. | A small infrared thermometer for measuring leaf temperature in leaf chambers | |
US4019381A (en) | Transparent optical power meter | |
JP2003294526A (en) | Laser power detection device | |
Rice | An electrically substituted bolometer as a transfer-standard detector | |
JPH04299225A (en) | Clinical thermometer | |
Freire et al. | Dynamic response of a feedback thermoresistive electrical substitution pyranometer | |
US3447376A (en) | High accuracy temperature measuring devices | |
Syllaios et al. | Measurement of thermal time constant of microbolometer arrays | |
RU2811537C1 (en) | Quartz thermal radiation receiver | |
SU789690A1 (en) | Radiant flux measuring method | |
KR101578374B1 (en) | Thermopile sensor module | |
RU2752774C1 (en) | Temperature measurement method | |
RU1803748C (en) | Device for measurement of flux of radiant energy | |
JPS642884B2 (en) | ||
SU609981A1 (en) | Differential microcalorimeter | |
SU273486A1 (en) | HEAT FLOW SENSOR |