Спосіб вимірювання густини теплового потоку в камері згоряння

Корисна модель відноси ться до способі в вимірювання густини теп лово го поток у, ство рювано го р ізнома ні тним и джере лами випром інювання , зокрема теп ло вими джере лами і може бути викор истана у р аді о та те плом е трі ї для заб езпе чен ня вимірювання інте гральни х характери стик опромінювання у всьому спектральному діапазоні випромінювання, в том числі в інфрачервоній області спектра. Серед відомих способів вимірювання густини теплового потоку можна відмітити спосіб [1], який полягає у тому, що в якості датчика теплового потоку використовують термоелектричні чутливі елементи, а для забезпечення вимірювання великих теплових потоків, приймальну поверхню датчика вкривають відбиваючим шаром. Досить точні результати вимірювань дає спосіб порівняльної калориметрії [2], за яким відбувається порівняння теплових потоків, створюваної поглинутою променевою потужністю та точно відомою електричною потужністю. При цьому операція заміщення може здійснюватись як послідовно так і паралельно. Загальним недоліком згаданих способів є та обставина, що при високих густинах потоку (10-100кВт/м 2) та температурах (300-800°С) в камері згоряння, датчики, яки використовуються при вимірюваннях, потрібно охолоджувати, що в умова х малого об'єму камери згоряння веде до охолодження не лише датчика, але і робочого об'єму камери, і, таким чином, порушує термодинамічну рівновагу в ній. Це, у свою чергу, приводить до спотворювання результатів вимірювання. Найбільш близьким до запропонованої корисної моделі є спосіб вимірювання густини теплового потоку в камері згоряння, при якому потік теплового випромінювання падає на датчик теплового потоку, який монтується в камері згоряння, а електричний сигнал виво ди ться на е лектр онний блок за допомо гою мета ле ви х провідникі в [3 ]. Основним недоліком згадано способу є те, що в якості датчика, згідно [3], використаний датчик Гордона, який при вимірювання густини теплово го потоку в умовах високих температур потребує о холодження водою. Ця обставина, як і у попередніх аналогів, веде до спотворення результатів вимірювань. Окрім того: Завданням запропонованої корисної моделі є вимірювання густини теплового потоку в камері згоряння при температурі на спалюваному зразку 400-800°С. Зазначене завдання розв'язується тим, що по тік теплового випромінювання падає на датчик через послаблюючий оптичний фільтр та систему послаблюючих порожнинних світловодів, розташованих один до одного під кутом 45°, один з яких знаходиться в камері згоряння, а др угий зовні , при чом у тепло вий по тік передається з одного порожнинного світловода у др угий через відбиваючу дзеркальну поверхню, і передається через нього на датчик теплового потоку, який знаходиться за межами камери згоряння. Відповідність критерію "новина" запропонованому способу вимірювання густини теплово го поток у в камері згоряння забезпечує та обставина , що заявлена сук упність ознак не міститься ні в одному з об'єктів існуючого рівня техніки. У корисній моделі запропоновано рішення, принципово нове для способів вимірювання густини теплового потоку в камері згоряння, яке полягає у тому, що потік теплового випромінювання падає на датчик через послаблюючий оптичний фільтр та систему послаблюючих порожнинних світловодів, розташовани х один до одного під кутом 45°, один з яких знаходиться в камері згоряння, а другий зовні, при чому тепловий потік передається з одного порожнинного світловода у другий через відбиваючу дзеркальну поверхню, і передається через нього на датчик теплового потоку, який знаходиться за межами камери згоряння. Тому, ознаки, що не зустрічаються ні в одному з аналогів "потік теплового випромінювання падає на датчик через послаблюючий оптичний фільтр та систему послаблюючи х порожнинних світловоді в, розта шовани х один до одного під кутом 45°, один з яких знаходиться в камері згоряння, а другий зовні, при чому тепловий потік передається з одного порожнинного світловода у другий через відбиваючу дзеркальну поверхню, і передається через нього на датчик теплового потоку, який знаходиться за межами камери згоряння" забезпечує заявленому об'єкту необхідний вина хі дницькій рівень. Промислове використання корисної моделі не вимагає великих витра т, спеціальних матеріалів та технологій, його реалізація можлива на виробництвах України і за її межами. Запропонований спосіб вимірювання густини теплового потоку в камері згоряння здійснюється наступним чином. Потік теплового випромінювання, створений певним джерелом у камері згоряння, падає на вхідне вікно першого порожнинного світловода, яке одночасно є послаблюючим оптичним фільтром, зменшуючим величину потоку на певну величину. За допомогою першого порожнинного світловоду потік теплового випромінювання виводиться з камери згоряння у зовнішнє середовище на відбиваючу дзеркальну поверхню, розташовану до пе р шо го по рожнинн о го сві тло вода пі д к утом 45 °, яка ві дби ває по тік у др угий порожнинний світловод, через який він потрапляє на датчик. Датчик генерує термоЕРС, величина якої пропорційна величині потоку, який на нього падає, і у вигляді електричного сигналу передає на вимірювальний блок, який демонстр ує вимірюван у вели чин у на своєму екрані. При запропонованому способі вимірювання густини теплового потоку в камері згоряння вели чина по ток у теплово го випр омінювання, яке потрапля є на датчик, зменшується на сталу вели чин у кое фіці єн ту послаблення опти чно ї системи, яка застосовується для виведення потоку випромінювання з камери згоряння на зовні. Такий підхід дозволяє розміщувати датчик теплового потоку в нормальних кліматичних умовах, без охолодження. Окрім того, в залежності від конструкції оптичної системи - довжини та діаметру порожнинних світловодів, матеріалу вхідного вікна першого порожнинного світловоду та інших елементів запропонований спосіб дозволяє здійснювати вимірювання густини теплового потоку в широких межах - від 10 до 200кВт/м 2 при температурі зразка, який спалюється в камері згоряння, від 300 до 1000°С. При цьому межі основної відносної похибки вимірювань потоку складають не більше ±10%. Пр и до слі дженні запроп оно ван ого спо собу вхі дне вікно виго то вля ло сь з лейкосапфіру товщиною 1мм. Порожнинні трубки хвилеводу виконані із жароміцного титану. Дзеркало відбивача зроблено з нікелю, напиленного на керамічну підкладку. В якості датчика використаний неселективний термоелектричний приймач оптичного ви промі нюва ння . Вимір юваль ним блоком слугува в мо дер нізо ваний р адіоме тр енергетичної освітленості «РАТ-2ПМ» виробництва НВФ «Тензор». Констр укція кріплення першого порожнинного сві тло воду у стінці камери згоряння дозволяє повертати його на 360°. Застосування дзеркального відбивача на його виході та п ри єднан о го до ньо го др уго го пор ожнинн о го сві тло воду з да тчиком до з воляє розташовувати да тчик теплового потоку у будь-якому зручному місці по відношенню до камери згоряння, що розширює функціональні можливості запропонованого способу. Література 1. О. А. Геращенко. Основы тешюметрии. К.: Наукова думка, 1971. с.15. 2. А.А. Кмито, Ю.А. Скляров. Пиргелиометрия. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. с.30-31. 3. ГОСТ 12.1044-89 Система стандартов безопасности тр уда . Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. М.: Издательство стандартов, 1990. с. 81-84.