Гіротропний оптикотермоелемент

Гіротропний оптикотермоелемент, який складається з пластини у вигляді прямокутного паралелепіпеда, двох електричних виводів, розташованих на ЇЇ торцевих гранях, та двох тепловідводів, які через діелектричні шари великої теплопровідності знаходяться у тепловому контакті з поверхнею обох бічних граней, при цьому тепловідводи виконані з феромагнітного матеріалу та є різнополярними полюсами магніту з індукцією магнітного поля, вектор якого направлений ортогонально до площини бічних граней пластини з термоелектрично ізотропного, оптично прозорого в заданому спектральному діапазоні матеріалу Корисна модель відноситься до термоелектричних приладів і знайде застосування в приладобудуванні у галузі взаємного перетворення теплової' і електричної енергій Віна призначена для створення різноманітних перетворювачів та датчиків променевої енергії', які характеризуються можливістю реєстрації малих потоків. Відомі пристрої, що містять деталі, які відбивають та передають тепло, а також анізотропні термоелементи [1]. Вони дозволяють визначати густину променевих потоків як в неперервному, так і в імпульсному режимах Із існуючих аналогів найбільш близьким по технічній суті є анізотропний оптикотермоелемент, який складається з термоелектрично анізотропної' пластини у вигляді прямокутного паралелепіпеда, двох електричних виводів, що розташовані на торцевій грані пластини та двох тепловідводів, які через діелектричні шари великої теплопровідності знаходяться у тепловому контакті з обома бічними гранями [2]. Такий пристрій може працювати при режимах поверхневого і об'ємного поглинання, а також оптичної прозорості і дозволяє перетворювати променеву енергію в широкому спектральному діапазоні з мінімальною густиною 10" Вт/см2. Визначати променеву енергію меншої густини такий пристрій не спроможний Тому досить актуальним є завдання створення пристрою, який дозволяє визначати променеву енергію меншої густини Вказане завдання розв'язується тим, що оптикотермоелемент складається з пластини у вигляді прямокутного паралелепіпеда, двох електричних виводів, розташованих на її торцевих гранях та двох тепловідводів, які через діелектричні шари великої теплопровідності знаходяться у тепловому контакті з поверхнею обох бічних граней, при цьому тепловідводи виконані з феромагнітного матеріалу та є різнополярними полюсами магніту з індукцією магнітного поля, вектор якого направлений ортогонально до площини бічних граней пластини з термоелектрично ізотропного, оптично прозорого в заданому спектральному діапазоні матеріалу. Відповідність критерію "новизна" запропонованому пристрою забезпечує та обставина, що заявлена сукупність ознак не міститься ні в одному з об'єктів існуючого рівня техніки У корисній моделі запропоновано принципово нове рішення для оптикотермоелемента, яке полягає в тому, що тепловідводи виконані з феромагнітного матеріалу та є різнополярними полюсами магніту з індукцією магнітного поля, вектор якого направлений ортогонально до площини бічних граней пластини з термоелектрично ізотропного, оптично прозорого в заданому спектральному діапазоні матеріалу. Тому ознака, яка не зустрічається ні в одному з аналогів, "тепловідводи виконані з феромагнітного матеріалу та є різнополярними полюсами магніту з індукцією магнітного поля, вектор якого направлений ортогонально до площини бічних граней пластини з термоелектрично ізотропного, оптично прозорого в заданому спектральному діапазоні матеріалу", забезпечують заявленому пристрою необхідний "винахідницький" рівень. CO CD 6473 Промислове використання запропонованої корисної моделі не вимагає спеціальних технологій і матеріалів, його реалізація можлива на існуючих підприємствах електронного І приладобудівного напрямків Гіротропнии оптикотермоелемент складається (Фіг.1) з пластини 1 у вигляді прямокутного паралелепіпеда довжиною а, висотою b та шириною с (Фіг.2), бічні грані (axb) якої через шари 3 знаходяться в тепловому контакті з двома тепловідводами 4. Пластина 1 виконана з термоелектрично ізотропного, оптично прозорого в заданому спектральному діапазоні матеріалу, який характеризується великою рухливістю носіїв струму та малим опором На торцевих гранях (Ьхс) знаходяться електричні виводи 2 Тепловідводи 4 є північним (N) та південним (S) полюсами постійного магніту і виконуються з феромагнітного матеріалу Шари З, які розділяють поверхні бічних граней пластини 1 та полюсів 4 магніту, виконуються з діелектричного теплопровідного матеріалу. Вектор магнітної індукції магнітного поля, який виникає в зазорі між полюсами постійного магніту 4, орієнтовано ортогонально до площини бічних граней (axb) пластини 1. Нижні грані магнітних тепловідводів 4 з'єднані між собою за допомогою П-подібного корпусу феромагнітного матеріалу (на ФІг.1 не показано). Запропонований гіротропнии оптикотермоелемент працює наступним чином. Внаслідок взаємодії магнітного поля з носіями електричного струму, тензор термоерс матеріалу пластини поряд із поздовжньою, характеризується наявністю і поперечної компоненти. Променева енергія, що проходить через об'єм пластини, частково поглинається Це веде до утворення двомірного градієнта температури, який обумовлює появу на електричних виводах 3 поперечної термоерс є х , яка однозначно визначає величину густини променевого потоку qo, який проходить через пластини. Експериментальні дослідження запропонованого пристрою проводились у спеціальному держаку при температурі Т=300°К. Зразки пластин різних геометричних розмірів виготовлялись з кристалів InSb і CdxHguTe певної концентрації носіїв струму та їх рухливості. їх коефіцієнт електропро1 3 1 відності складав величину (10" -10 Ом см)" , а коефіцієнт оптичного поглинання -|ї = (0,1-1)см . Магнітні тепловідводи 4 виготовлялись зі сплаву "Армко" та створювали у зазорі з пластиною магнітну Індукцію В=(0,5-1,2)Тс. В якості джерела променевої енергії застосовувався СОг-лазер типу ЛГ-36 з відповідними поглиначами з CdTe, що давало можливість керувати величиною випроміню6 1 2 вання в інтервалі qo=(1O" -1O" )BT/cM . Результати проведених вимірів показали, що при пластинах розміром а=с=5,0мм; Ь=0,5; 1,0; 2,0мм та режимі прохідної потужності запропоновані гіротропні оптикотермоепементи з InSb реєструють мінімальну густину потужності Q=10" 4 BT, а з CdxHgi-xTe-Q=(10"5-10"6)BT. Крім того, ці пристрої характеризуються меншою постійною часу. Застосування запропонованих пристроїв в якості датчиків та перетворювачів різних приладів дозволить значно підвищити їх інформаційні та енергетичні показники. Література 1. А А. Снарский, А.М Пальтий, А.А. Ащеулов. Анизотропные термоэлементы. -ФТП 1997 -Т.31.№11 -С.1281-1298. 2. А А. Ащеулов, И.В. Гуцул Исследование вольтваттной чувствительности АОТ при термостатировании боковой грани. -ФХТТ, 2001. -Т.2. №4. -С.511-517. t. Фіг.2 ФІг.1 Комп'ютерна верстка Л.Литвиненко Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601