Термоелектричний приймач променевих потоків

1. Термоелектричний приймач променевих потоків, що виконаний на основі термоелектричної батареї, верхня грань якої містить неселективний поглинаючий шар, а нижня - тепловідвід, який відрізняється тим, що тепловідвід виконано з феродіелектричного матеріалу, при цьому між нижньою гранню термоелектричної батареї та верхньою гранню тепловідводу розміщено індуктивність у 3 Відповідність критерію «новизна» заявленій корисній моделі забезпечує та обставина, що запропонована сукупність ознак не міститься ні в одному з аналогів існуючого рівня техніки. У корисній моделі запропоновано принципово нове рішення для термоелектричних приймачів променевих потоків на основі термоелектричної батареї, верхня грань якої містить неселективний поглинаючий шар, а нижня - тепловідвід з феродіелектричного матеріалу, при цьому протилежна грань тепловідводу містить плоску котушку індуктивності, у вигляді спіралі Архімеда з електровиводами; термоелектрична батарея виконана з анізотропних або термопарних плівкових термоелементів; торцева грань тепловідводу з феродіелектричного матеріалу має круглу або прямокутну форму і знаходиться в тепловому контакті з термостатом. Тому ознака, яка заявляється - тепловідвід виконано з феродіелектричного матеріалу, при цьому протилежна грань тепловідводу містить плоску котушку індуктивності, у вигляді спіралі Архімеда з електровиводами; термоелектрична батарея виконана з анізотропних або термопарних плівкових термоелементів; торцева грань тепловідводу з феродіелектричного матеріалу має круглу або прямокутну форму і знаходиться в тепловому контакті з термостатом - забезпечує заявленому пристрою необхідний «винахідницький рівень». Промислове використання запропонованого пристрою не вимагає спеціальних технологій та матеріалів, його реалізація можлива на існуючих підприємствах приладобудівного напрямку. На Фіг.1 представлено схематичну конструкцію одного з можливих варіантів анізотропного термоелектричного сенсора. Запропонований термоелектричний приймач складається із термоелектричної батареї 2, верхня торцева грань якої містить поглинаючий шар 1, наприклад з платинової черні. Нижня грань батареї 2 містить плоский коливний контур 4 у вигляді спіралі Архімеда з металу, наприклад міді або срібла, міжвиткові проміжки якого заповнені діелектричним матеріалом, наприклад двоокисом кремнію. Протилежна нижня грань коливного контуру 4 знаходиться у тепловому контакті з тепловідводом 3, який виконано з феродіелектричного матеріалу, що характеризується великим значенням, як теплопровідності c, так і магнітної проникності m. Початок і кінець цього контуру під'єднано до електровиводів 6. Бічна грань тепловідводу 3, яка може мати круглу або прямокутну форму знаходиться у тепловому контакті з термостатом 5 з діелектричного матеріалу. В якості термоелектричної батареї 2 можуть застосовуватися плівкові термопарні модулі на основі n- Вi2Тe3 та р- CdSb, або анізотропні модулі на основі монокристалів Ві. Пристрій, що заявляється працює наступним чином. Променевий потік густиною до падає на поглинаючий шар 1, що викликає появу різниці температур між робочими гранями батареї 2. Це веде до генерації відповідної термоЕРС та виникнення вихрових термоелектричних струмів, які протікають в об'ємі термоелементів. Зміна термо 46044 4 динамічного стану батареї 2 веде до зміни електричної добротності коливного контуру 4 з індуктивністю L, через який протікає змінний електричний струм I з коловою частотою w. Вольтватна чутливість S запропонованого приймача наприклад на основі анізотропних термоелементів, при цьому визначають наступним виразом: 2x0wLIb (Q1 - Q3 )(Q2 - Q3 ) S= acncT (Q1 - Q2 )Q2Q3 де Q1, Q2, Q3 - електричні добротності контуру у випадках відсутності термоелектричної батареї 2, та з неопроміненою і опроміненою батареєю 2 відповідно; а x0 коефіцієнт поглинання шару 1; а, b, с - довжина, висота та ширина анізотропного термоелемента відповідно, з яких складається термоелектрична батарея 2, n - кількість анізотропних термоелементів батареї 2, Т - абсолютна температура приймача. Вимірюючи значення добротностей коливного контуру до та після опромінення та приріст вихідної напруги DU легко визначити значення густини променевої енергії, яка поглинається шаром 1 запропонованого пристрою. Таким чином вольтваттна чутливість запропонованого термоелектричного приймача випромінювання залежить не тільки від параметрів термоелектричного матеріалу та розмірів анізотропного термоелемента а й від колової частоти w , величини струму I коливного контуру та індуктивності L. Підбираючи величини w , I та L у відповідному інтервалі легко отримати необхідне значення воль ватної чутливості S. Зменшення електричних контактів термоелектричної батареї дозволяє знизити власні шуми приймача. Оскільки вимірювання електричної добротності Q ведеться у високочастотному спектрі довжин хвиль при малій смузі частот пропускання вимірювального підсилювача вольтметра, то це дозволяє значно зменшити величину потужності еквівалентного шуму (ПЕШ) приймача. Крім того застосування високочастотних методів реєстрації вихідного сигналу приймача обумовлює веде до зникнення його нульового дрейфу. Попередні дослідження зразка запропонованого термоелектричного приймача, на приклад на основі анізотропного модуля з монокристалів Ві з розміром площі поглинання S=1см2 показали, що значення ПЕШ зменшилось більш ніж на порядок. Запропонований приймач знайде широке застосування у сучасній науці та техніці. Його використання дасть великий економічний та соціальний ефект. Джерела інформації. 1. Вайнер А.Л. Термоэлектрические параметры и их измерение., Одесса «Негоциант» 1998 г. 68 с. 2. Ащеулов А.А., Величук Д.Д., Романюк И.С, Установка для экспресс контроля глубины охлаждения термоэлектрических микромодулей Пельтье. // ТКЭА 2007 №4 с 35-38. 5 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 46044 6 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