ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Абсолютные градуировочные измерения лучистых потоков при низких и умеренных температурах из "Методы измерения тепловых потоков " Качественная и, в достаточной мере, количественная картина распределения линий тока и изотерм была получена на электроинтеграторе типа ЭГДА-9-61 [229, 241, 242]. [c.103] На рис. 49 приведено распределение эквипотенциалей и линий тока для медь-константановых датчиков с отношением -толщин слоев константана к толщинам слоев меди, равным соответственно 16 и 8. Угол наклона слоев принят равным 45°. Граничные условия на нижней базовой грани первого рода, на верхней — второго. Это соответствует случаю использования датчика в качестве приемника лучистой энергии (например, в пирометре) с закреплением его на поверхности полуограниченного массива с большой теплопроводностью. [c.103] Во всех случаях косослойная конструкция способствует скашиванию линий тока в направлении наклона слоев. Это вызывает искажения на концевых участках. При принятой ориентации слоев датчиков в левой части поля получается сгущение, а в правой — разрежение линий тока. [c.104] Размер области таких концевых возмущений равен толщине датчика. Как видно из рис. 49, на удалении в две толщины датчика краевое возмущение уже не заметно. На этом же рисунке хорошо видны области перестроения линий тока на верхней и нижней гранях. Равномерно падающий поток концентрируется в более проводящих слоях. В слоях с меньшей теплопроводностью по мере углубления потока в тело датчика линии тока и изотермы разрежаются, чему соответствует положительная кривизна эквипотенциалей. В слоях с большей проводимостью долж- НО наблюдаться обратное явление, однако масштаб модели не позволяет наблюдать его. [c.104] Область перестроения линий тока определяется толщиной слоя с меньшей яроводимостью. На глубине, превышающей эту толщину, поле становится равномерным, эквипотенциали в пределах участков с одинаковой проводимостью выпрямляются. На границах между слоями эквипотенциали и линии тока претерпевают излом. [c.105] Задача о теплопроводности в косослойном датчике является частным случаем задачи о теплопроводности в анизотропных средах, типичными примерами которых, кроме искус-ственных слоистых композиций, являются многие кристаллы и естественные слоистые образования (древесина, осадочные сланцевые породы и др.). [c.105] Буссинеску [124] доведен до такого совершенства, что в течение почти столетия он-практически не изменился. [c.105] Применительно к косослойному датчику в приведенную систему могут быть внесены значительные упрощения. [c.106] Формулы для температуропроводности аналогичны формулам для теплопроводности. Соответствующие проекции тепловых потоков определяются по уравнению (111.31) с учетом (111.36). [c.107] Векторная диаграмма тепловых потоков в принятых координатных системах изображена на рис. 51. [c.107] Вектор температурного градиента, в отличие от главного вектора потока, совпадает с осью у. Разность температур между концами полосок металла, образующих датчик, приводит к возникновению короткозамкнутых токовых контуров, обусловленных наличием термо-э. д. с. (рис. 52). По своей природе они подобны токам в биметаллических гальванических термопарах, описанных в параграфе 3 данной главы. Значение термоэлектрического коэффициента биметаллической композиции вдоль слоев определяется уравнением (111.9). При поперечном проходе теплового потока в косослойном датчике происходит продольное накопление термо-э. д. с. Для исследования величины этой э. д. с. можно рассматривать продольные переходы в виде ступенчатых сначала перпендикулярно слоям, а затем вдоль слоев. [c.107] Выберем материал, обозначаемый индексом 1, в качестве базового, т. е. такого, из которого выполнены съемники сигнала с концов косослойного датчика. [c.107] Характерно, что сигнал, развиваемый единицей длины датчика, не зависит от его толщины. Это открывает принципиальную возможность неограниченно снижать инерционность датчика за счет уменьшения его толщины, не снижая чувствительности [268]. [c.108] На рис. 54 показаны графики зависимостей функции Р к( , кр, к ,) от всех ее аргументов. По этим графикам можно судить о влиянии отдельных конструктивных факторов и найти оптимальные соотношения. [c.109] Области табулирования функции Р (к-Ё, к ,.) были выбраны, с учетом возможных для металлов отступлений от закона Видемана—Франца. [c.110] Резюмируя, можно утверждать следующее удельный сигнал датчика Гайлинга не зависит от его толщины в датчиках с отношениями теплопроводностей, равными отношениям электрических сопротивлений, сигнал не накапливается по длине — датчик не работает максимальные значения сигналов свойственны контрастным парам материалов с большими значениями относительных тепло- и электропроводностей для всех конструктивных характеристик косослойных датчиков существуют оптимальные соотношения. [c.110] Градуировка прибора, в конечном счете, сводится к измерению эталонированного параметра. Из трех классификационных видов, теплообмена—конвекции, кондукции и лучеиспускания— последний поддается наиболее точному эталонированию. [c.111] Градуировка датчиков радиационным способом состоит, с одной стороны, в обеспечении нормированного стабильного лучистого потока, с другой — в метрологической информации об этом потоке. [c.111] При разработке излучателей умеренной плотности использованы стандартные осветительные и инфракрасные лампы, для больших плотностей потоков — зеркальные модели черного тела с нагревателями из графита и карбида кремния. [c.111] Разработанные конструкции абсолютных радиометров основаны на актинометрах Ангстрема, инерционных радиометрах и приборах с компенсацией последовательным замещением. Все они приспособлены к условиям градуировки.датчиков при различных плотностях измеряемых потоков. [c.111] Вернуться к основной статье