SU767569A1 - Устройство дл измерени энергии импульса излучени - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь’зовано для измерения энергии импульсов электромагнитного излучения и пучков электронов.

Известен термоэлектрический калориметр для измерения энергии излучения, в котором электромагнитный поток, падающий на приемную поверхность термоэлектрических преобразователей теплового потока, превращается в теплоту, создавая разность температур на поверхности преобразователей , что приводит к возникновению термо-ЭДС, пропорциональной изменению энергии падающего электромагнитного излучения [1].

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является 20 устройство для измерения энергий импульса излучения, содержащее два встречно включенных термоэлектрических преобразователя, размещенных в тепловыравнивающем корпусе, 25 электрические нагреватели, вмонтированные в спинке щелевых приемных элементов, и источник питания [2],

Такое устройство калибруется путем подачи электрической энергии. 30

Для каждой температуры нужна своя калибровка, а выделение теплоты при падении излучения на приемный элемент происходит в тонком слое его внутренней поверхности, в тоже время выделение теплоты при калибровке происходит под поверхностью, т.е. локально эти два процесса разделены, что ограничивает точность измерения энергии. Кроме'того, измерение трудно поддаемся автоматизации.

Цель изобретения - увеличение точности и автоматизация процесса измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения энергии импульса излучения, содержащее два встречно включенных термоэлектрических преобразователя, тепловыравнивающий’ корпус, электрический нагреватель, подключенный к источнику питания, и щелевой приемный элемент, введены измеритель интервала времени, нуль-орган, подключенный к термоэлектрическим преобразователям, и фотоэлектрический преобразователь, выхода которых соединены с входами источника питания и измерителя времени, а электрический нагреватель и щелевой приемный элемент выполнены в виде идентичных ленточных металлических спиралей, установленных торцом на поверхности термоэлектрических преобразователей, причем ширина А щелевых каналов спиралей связана с их глубиной В соотношением

3'5 ’ Ъ

Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.

Устройство для измерения энергии импульса излучения содержит два термоэлектрических преобразователе 1 и 2 (термоэлектрические батареи), тепловыравнивающий корпус 3, электрический нагреватель 4, щелевой приемный элемент 5, стабилизированный источник 6 питания, нуль-орган 7, фотоэлектрический преобразователь. 8 и измеритель 9 интервала времени,

В основу работы устройства положен следующий физический принцип, При действии импульса излучения длительностью, много меньшей постоянной, времени приемника излучения, температурные изменения, развивающиеся в приемном элементе’(поглотителе излучения) таковы, как будто источник излучения действовал мгновенно и эти изменения зависят лишь от энер- ’ гии импульса, а не от длительности импульса. Например, если источник с энергией 1 Дж действует 10'⁹ с или 10'² с и поглощается телом с постоянной 10 с,' в обоих случаях температурный ход всех точек тела бедет одинаков,

В силу этого принципа в симметричной дифференциальной тепловой схеме действие подлежащего измерению источника можно уравновесить действием другого источника, теплоты, длительность которого можно измерить, а мощность известна. Условие равновесия соответствует равенству энергий Устройство работает следующим образом.

Измеряемое импульсное излучение падает на щелевые каналы приемного элемента. Щелевые каналы являются Хорошим аналогом черного тела, Одновременно отраженный иДи прямой . поток, действуя на фотоэлектрический преобразователь 8, включает источник бпитания нагревателя 4 и измеритель 9 интервала времени. Внутри нагревателя 4 рассеивается тепло источника б, ’

В тот момент, когда в системе нагреватель 4 - термоэлектробатарея 2 тепловой процесс от нагрева станет аналогичным тепловому процессу в ^системе приемный элемент

- термоэлектробатарея 1, вызванному источником излучения, пороговое устройство (нуль-орган) вйДает сигнал на отключение источника 4 питания нагревателя и остановку измерителя 9 интервала времени.

Таким образом, действие источника питания мощностью \*/₀ пропорционально энергии I 'падакнцего излу,q чения, т.е, время работы источника питания 6 пропорционально энергии 1 импульса излучения

Мощность \V_O источника 6 питания можно выбрать таким образом, что время , фиксируемое измерителем 9 интервала времени, будет численно¹ равно измеряемой энергии импульса излучения.

Устройство метрологически надежно, выделение теплоты на стенках щелевого канала приемного элемента при падении излучения совершенно идентично выделению теплоты Джоуля 25 на стенках щелевого канала нагревателя, Достигается полная симметрия процессов поглощения и компенсации,' Устройство не требует калибровки.

Старение элементов.не влияет на 3Q точность измерения,

Claims (1)

1. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГИЙ ИМПУЛЬСА ИЗЛУЧЕНИЯ Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть испол зовано дл  измерени  энергии импульсов электромагнитного излучени и пучков электронов. Известен термоэлектрический кало риметр дл  измерени  энергии излучени , в котором электромагнитный поток, падающий на приемную поверхность термоэлектрических преобразователей теплового потока, превращаетс  в теплоту, создава  разность температур на поверхности преобразователей , что приводит к врзникновению термо-ЭДС, пропорциональной изменению энергии падающего электро магнитного излучени  1. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  энергии импульса излучени , содержащее два встречно включенных термоэлектрических преобразовател , размещенных в тепповыравнивающем корпусе, электрические нагреват ели, вмонтированные в .спинке щелевых приемных элементов, и источник питани  2, Такое устройство калибруетс  путем подачи электрической энергии. Дл  каждой температуры нужна сво  калибровка, а выделение теплоты при падении излучени  на приемный элемент происходит в тонком слое его внутренней поверхности, в то же врем  выделение теплоты при калибровке происходит под поверхностью, т.е. локально эти .два процесса разделены , что ограничивает точность измерени  энергии. Крометого, измерение трудно поддаемс  автоматизации . Цель изобретени  - увеличение точности и автоматизаци  процесса измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  энергии импульса излучени , содержащее дв-а встречно включенных термоэлектрических преобразовател , тепловыравнивающий корпус, электрический нагреватель, подключенный к источнику питани , и щелевой приемный элемент, введены измеритель интервала времени, нуль-орган, подключенный к тер « электрическим преобразовател м , и фотоэлектрический преобразователь, выходы которых совдинены с входами источника питани  и измерител  времени, а электрический нагреватель и щелевой приемный элемент выполнены в виде идентичных ленточных металлических спиралей, установленных торцом на поверхности термоэлектрических преобразователей причем ширина А щелевых каналов спиралей св зана с их глубиной В соотношением А., -в 5 г Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже. Устройство дл  измерени  энергии импульса излучени  содержит два термоэлектрических преобразователи 1 И 2 (термоэлектрические батареи), тепловыравнивающий корпус 3, электрический нагреватель 4, щелевой приемный элемент 5, стабилизированный источник б питани , нуль-орган 7, фотоэлектрический преобразовател 8 и измеритель 9 интервала времени, В основу работы устройства полож следующий физический принцип. При действии импульсд излучени  длитель ностью, много меньшей посто нной времени приемника излучени , темпер турные изменени , развивающиес  в приемном элементе (поглотителе излучени ) таковы, как будто Источник излучени  действовал мгновенно и эти изменени  завис т лишь от энергии импульса , а не от длительности импульса. Например, если источник с энергией 1 Дж действует 10 с или с и поглощаетс  телом с посто нней 10 с, в обоих случа х температурный ход всех точек тела бедет одинаков, В силу этого принципа в ной дифференциальной .тепловой схем действие подлежащего измерению источника можно уравновесить действием другого источника, теплоты, длительность которого можно измери а мощность известна. Условие равно веси  соответствует равенству энер Устройство работает следующим о разом. Измер емое импульсное излучение падает на щелевые каналы приемного элемента. Щелевые каналы  вл ютс  хорошим аналогом черного тела. Одновременно отраженный иЛи пр мой поток, действу  на фотоэлектрическ преобразователь 8, включает источник бпитани  нагревател  4 и изме ритель 9 интервала времени. Внутри нагревател  4 рассеиваетс  тепло источника б, в тот мОмент, когДа в системе нагреватель 4 - термоэлектробатаре  2 тепловой процесс от нагрев сиганет аналогичным тепловому процессу в системе приемный элемент 5 - термоэлектробатаре  1, вызванному источником излучени , порогевое устройство (нуль-орган) вййает сигнал на отключение источника 4 питани  нагревател  и остановку измерител  9 интервала времени, Таким образор, действие источника питани  мощностью WQ пропорционально энергии I падающего излучени , т,е, врем  работы источника питани  6 пропорционально энергии I импульса излучени  Мощность V/JJ источника б питани  можно выбрать таким образом, что врем  ir , фиксируемое измерителем 9 интервала времени, будет численно равно измер емой энергии импульса излучени . Устройство метрологически надежно , выделение теплоты на стенках щелевого канала приемного элемента при падении излучени  совершенно идентично выделению теплоты Джоул  на стенках щелевого канала нагревател . Достигаетс  полна  симметри  процессов поглощени  и компенсации, Устройство не требует калибровки. Старение элементов не вли ет на точность измерени . Формула изобретени  Устройство дл  измерени  энергии импульса излучени ,содержащее два встречно включенных термоэлектрических преобразовател ,тепловыравнивающий корпус,электрический нагреватель, подключенный к источнику питани ,и щелевой приемный элемент, отличающеес  тем,что, с целью повышени  точности и автоматизации процесса измерени , в него введены измеритель интервала BpeN-EHH, нульорган , подключенный к термоэлектрическим преобразовател м, и фотоэлектрический преобразователь, выходы которых соединены с входами источника питани  и измерител  интервала времени, а электрический нагреватель и щелевой приемный элемент выполнены в виде идентичных ленточных металлических спиралей, установленных торцом на поверхности термоэлектрических преобразователей, причем ширина А щелевых каналов спиралей св зана с их глубиной В соотноиением A. В 5 а Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Григорьев Б.А, Импульсный на .грев излучени ми, М,, 1974, с. 683-685, 2,Приборы и техника эксперимента, № 5, 1977, с. 201.