SU867138A1 - Термоэлектрический приемник излучени - Google Patents

Abstract

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИЕМНИК ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий теплоотвод щую подложку, размещенную на ней вспомогательную стенку из бинарного эвтектического сплава на основе А В или с параллельно упор доченными игольчатыми включени ми типа , напримерЗп5А с включени миН ВЬили Ni AS соответственно, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности и упрощени  конструкции приемника, вспомогательна  стенка выполнена из по- -, следовательно соединенных параллельных ветвей в виде наклонного параллелепипеда , которые вырезаны под углом 45° к направлению игольчатых включений, причем, в смежных ветв х включени  наклонены в противоположные стороны от нормали к теплоотвос S9 д щей подложке.

Description

90 О 1

СО

эо Изобретение относитс  к области тепловых и температурных измерений, в частности к анизотропным малоинерг ционным тепловым детекторам лучистой энергии. Приемник может найти применение в качестве термочувствительного элемента в радиометрах, пирометрах/ актинометрах и других приборах и устройствах дл  измерени  лучистой энергии. Известны термоэлектрические приемники излучени , содержание пластину , вырезанную из полупроводникового монокристаллапод углом к главной кристаллографической . Вследствие ограниченного выбора полупроводниковых монокристаллов, об ладающих высокой термоэлектрической добротностью в сочетании с сильно выраженной анизотропией термоэдс, эффективность указанных преобразователей низка.. Наиболее близким техническим реше нием  вл етс  термоэлектрический при емник излучени , содержащий теплоотвЬд щую подложку, размещенную на ней вспомогательную стенку из бинарного эвтектического сплава на основе А Б илиА й с параллельно упор доченными игольчатыми включени ми типа С . В, например, tff &Ь илиС ЗзЛ5с включени ми N,ob или N, As соответственно 2 , Нар ду с преимуществами, обусловленными высокой термоэлектрической и термомагнитной добротностью эвтектики , указанному приемнику излучени  присущи определенные недостатки. Дл  достижени  высокой эффективности преобразовани  требуетс  сильное маг нитное поле, что усложн ет конструкцию и увеличивает габариты приемника . Кроме того, чувствительность приемника зависит от напр женности магнитного пол ки эффективной длины чув ствительного элемента. Эти два параметра взаимно ограничены, так как увеличение эффективной длины путем последовательного соединени  ветвей меандра в термобатарею неизбежно уве личивает рассто ние между полюсами магнита и тем самым снижает напр жен ность пол . По этой причине такой термопреобразователь трудно выполнит высокочувствительным и миниатюрньм одновременно, например в качестве приемника излучени  к пирометру, i Целью изобретени   вл етс  повыше ние чувствительности и упрощение кон струкции приемника. Поставленна  цель достигаетс  тем,что в термоэлектрическом приемни ке излучени , содержащем теплоотводЪ щую подло)ку и размещенную на ней вспомогательную стенку из бинарного эвтектического сплава на основе А или В с параллельно упор доченными игольчатыми включени ми типа , например Зп .Ь илиСсЗ- А гС включени ми или N Дд соответственно , вспомогательна  стенка выполнена из последовательно соединенных параллельных ветвей в виде наклонного параллелепипеда, которые под углом 45° к направлению игольчатых включений, причем в смежных ветв х включени  наклонены в противоположные стороны от нормали к теплоотвод щей подложке. Благодар  упор доченной ориентации второй фазы эвтектики в виде высокоэлектропроводных игольчатых включений, указанные сплавы обладают сильно выраженной анизотропией свойств. По сути дела така  структура  вл етс  искусственно анизотропной с большим числом короткозамкнутых в направлении игольчатых включений термопар, и по свойствам аналогична анизотропному монокристаллу с высокой термоэлектрической добротностью . Особенностью технического решени   вл етс  то, что в отличие от прототипа, ветви термобатареи рассматриваемого приемника излучени  вырезаны из эвтектического сплава под углом 45° к направлению игольчатых включений и выполнены в форме наклонных параллелепипедов, благодар  чему батаре  генерирует поперечную термоэдс без наложени  магнитного пол . Конструкци  предложенного устройства показана на чертеже. Термочувствительннй элемент приемника состоит из ветвей 1, последователь-но соединенных посредством электропроводных перемычек 2 в батарею с токосъемными выводами 3. Ветви изготовлены из эвтектического сплава , содержащего игольчатые включени  4. Приемник собран на электроизолированной теплоотвод щей пОдложкв 5,  вл ющейс  одновременно несущей плитой. Предлагаемый термоэлектрический приемник излучени  работает следующим образом. Измер емый лучистый поток Q поглощаетс  зачерненной поверхностью ветвей; 1 и в виде тепловой энергии отводитс  к подложке 5. Соответственно тепловому потоку в ветв х 1 чувствительного элемента устанавливае- с  определенный градиент температуры . Под действием последнего вследствие наклонного расположени  игольчатых включений 4 в искусственно анизотропных ветв х происходит накопление поперечной относительно градиента температуры составл ющей термоэдс , подобно тому, как имеет место, например, в обычной термобатарее с большим числом последовательно соединенных Tepvionap. В результате того , что игольчатые включени  в смежных ветв х наклонены в противоположные стороны, генерируемые соседними ветв ми эдс складываютс  с помощью перемычек 2 и с токосъемных выводов 3 снимаетс  суммарный сигнал .

Полное использование термовоспринимающей поверхности(вследствие наклонного расположени  ветвей меандра ) , высока  термоэлектрическа  добротность материала чувствительного элемента и возможность изготовлени  приемника с большей эффективной длиной ветвей повышают вольтваттную чувствительность приемника и эффективность преобразовани  в целом. Независимость чувствительности приемника от толщины и ширины ветвей и возможность исполнени  чувствительного элемента миниатюрным способствуют

A . 1 «-,.

увеличению его обнаружительйой способности. Кроме того, по сравнению с прототипом, упрощаетс  конструкци  приемника, так как отпадает необходимость в использовании магнита .

Вычока  чувствительность.простота конструкции и неселективность к длине волны измер емого излучени 

в сочетании с малой лучевоспринимающей поверхностью приемника излучени  повышают технико-экономическую эффективность его применени  в различных област х измерительной техники,

регистраци  интенсивности излучени  импульсных источников, техника инфракрасного обнаружени  движущихс  объектов, пирометри , устройства дл  измерени  свойств материалов

и т.п.

6-6 /

/

/

V

Тл

Claims (1)

1. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИЕМНИК ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий теплоотводящую подложку, размещенную на ией вспомогательную стенку из бинарного^ _ эвтектического сплава на основе А’ В* или A^tf,B^v с параллельно упорядоченными игольчатыми включениями типа С*в ^v, напримерЗпБАилиС^з As с включениями Ni5b или N1 А5 соответственно, о тличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности ’и упрощения конструкции приемника, вспомогательная стенка выполнена из по- . следовательно соединенных параллельных ветвей в виде наклонного параллелепипеда, которые вырезаны под углом 45° к направлению игольчатых включений, причем, в смежных ветвях включения наклонены в противоположные стороны от нормали к теплоотводящей подложке. <

   □О м

   □о >