Устройство для измерения тепловых потоков
О П И C А Н И- Е 297875
Союа Советских
Социалистических
Республик
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
МПК С Olk 17(08
Заявлено 29.XII.1969 (№ 1389466(18-10) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано l l.lll.1971, Бюллетень № 10
Дата опубликования описания 24У.1971
Комитет по делам иаобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 636.629.7(088.8) Авторы изобретения
Г. В. Кириленко и А. Н. Петунин
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ
Изобретение относится к области теплофизических измерений и может быть использовано для измерения лучистых тепловых потоков в диапазоне q=3000 — 150000 вт(мв при воспроизведении аэродинамического нагрева с помощью инфракрасного метода.
Известно устройство для измерения тепловых потоков, воспринимающим элементом которого является мембрана из константана, заделанная по окружности в медную обойму, а чувствительным элементом — дифференциальная медь-константановая термопара. Горячий спай термопары образуется в центре константановой мембраны приваркой к ней медного термоэлектрода, а разнесенным холодным спаем служит стык между константановой мембраной и медной обоймой.
Описанное устройство обладает низкой чувствительностью, что вынуждает с целью повышения сигнала собирать термобатарею из семи последовательно соединенных дифференциальных термопар, что приводит к увеличению габаритов. Наличие в конструкции устройства теплообменника с водяным охлаждением увеличивает погрешность измерения тепловых потоков за счет колебания температуры до 2 — 7% и существенно ограничивает его перемещение при исследованиях малогабаритных излучателей. Отсутствие в известном устройстве концентратора лучистой энергии приводит к тому, что измеряемый тепловой поток воспринимается как горячими, так и холодными спаями медь-константановой термопары, снижая чувствительность и стабильность характеристик на 2 — 4%.
Целью изобретения является создание измерительного устройства более высокой чувствительности, меньших габаритов и больших возможностей применения при решении различ10 ных экспериментальных задач (например, возможности осуществления маневра по отношению к испытуемому объекту).
Для этого предлагается устройство для измерения тепловых потоков, содержащее мед15 ный корпус со встроенным в него диском с присоединенным к его центру медным электродом, в котором диск выполнен из кремния.
На чертеже изображено предлагаемое уст20 ройство.
Устройство содержит корпус 1 со встроенным в него чувствительным элементом 2. Концентратор лучистой энергии 3 устанавливается в термостате 4, который выполняет роль
25 коммутационной пластины полупроводникового микрохолодильника 5. Электроды б и датчик температуры 7 выводятся через теплоотводящие пластины 8 к измерительным приборам. Контакты 9 служат для подключени „30 питания к микрохолодильнику.
297875
Составитель В. С. Агапова
Редактор А. В. Корнеев Техред Л. Я. Левина Корректоры: А. Николаева и Л. Корогод
Заказ 175/16 Изд. № 481 Тираж 473 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Чувствительный элемент представляет собой диск из кремния диаметром 6 ям и толщиной 0,05 мм. К центру диска, предварительно смоченному водным раствором CuSO4, припаивается индиевым припоем медный электрод б. По кромке диск припаян к медному корпусу. Электрическая изоляция корпуса от термостата осуществляется пленкой окиси алюминия AI O3 толщиной- 2 мк.
Система медный термоэлектрод — кремниевый диск — медный корпус — является дифференциальной термопарой, чувствительность которой в 11 раз выше чувствительности известной медь-константановой термопары.
Температура термостата и находящегося с ним в хорошем тепловом контакте корпуса поддерживается постоянной и равна, например, 0 С.
5 Надежная термостабилизация является гарантией стабильности характеристик измерительного устройства.
Предмет изобретения
10 Устройство для измерения тепловых потоков, содержащее медный корпус со встроенным в него диском с присоединенным к его центру медным электродом, отличающееся тем, что, с целью увеличения чувствительно15 сти, в нем диск выполнен из кремния.
