Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб градуювання термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною, який відрізняється тим, що для градуювання використовують тепловимірювальну комірку, що складається з термостатованого блока, всередині якого симетрично відносно бокових стінок укріплюють плоске металеве ядро (пластину товщиною 0,2 мм) з нагрівачем всередині, з обох боків якого впритул встановлюють два однакових термоелектричних приймачі з плоскою приймальною площиною; електричний нагрівач виконують формою і розмірами, що співпадають із формою і розмірами приймальної площини термоелектричного приймача; та градуюють термоелектричні приймачі з плоскою приймальною площиною шляхом покрокової зміни потужності нагрівача, вимірювання термоелектрорушійної сили, побудови графіка залежності сигналу термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною від щільності теплового потоку для заданої на термостатованому блоці температури; повторюють всю процедуру для різних рівнів температури термостатованого блока та отримують номограму залежності терморушійної сили термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною для потрібного робочого температурного інтервалу; точність градуювання становить 1,5-2 %.

Текст

Реферат: Спосіб градуювання термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною. Для градуювання використовують тепловимірювальну комірку, що складається з термостатованого блока, всередині якого симетрично відносно бокових стінок укріплюють плоске металеве ядро (пластину товщиною 0,2 мм) з нагрівачем всередині, з обох боків якого впритул встановлюють два однакових термоелектричних приймачі з плоскою приймальною площиною; електричний нагрівач виконують формою і розмірами, що співпадають із формою і розмірами приймальної площини термоелектричного приймача; та градуюють термоелектричні приймачі з плоскою приймальною площиною шляхом покрокової зміни потужності нагрівача, вимірювання термоелектрорушійної сили, побудови графіка залежності сигналу термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною від щільності теплового потоку для заданої на термостатованому блоці температури; повторюють всю процедуру для різних рівнів температури термостатованого блока та отримують номограму залежності терморушійної сили термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною для потрібного робочого температурного інтервалу; точність градуювання становить 1,5-2 %. UA 110399 U (12) UA 110399 U UA 110399 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі медицини, а саме до методів безконтактної діагностики за тепловим випромінюванням організму людини, і може бути використаний для градуювання приймачів променевої енергії з теплочутливими елементами на основі анізотропних термоелементів, тобто теплових приймачів із плоскою приймальною площиною. Приймачі на основі анізотропних термоелементів використовуються в промисловій санітарії в радіометрах енергетичного освітлення, в медицині в приладах діагностики за методом динамічної теплометрії, а саме: в діагностиці функціонального стану нирок, для визначення пілонефриту або глоумеролонефріту (Калугін В.О., Пішак В.П. Динамічна радіаційна теплометрія. Можливості і перспективи. -Чернівці, - Прут.-1009.-244); в діагностиці щитовидної залози для визначення її функціонального стану (Гоженко А.И.. Березовская М.Е., Ветошников B.C. и др. Методика и устройство для температурного мониторинга функционального состояния щитовидной железы при радиационных повреждениях - Радиационные поражения и перспективы развития средств индивидуальной защиты от ионизирующих излучений. - М., 1992.-С. 101-107); в гінекології для виявлення запальних процесів, функції плаценти, (Гоженко А.І., Дикусаров В.В., Оренчук B.C. Взаємозв'язок рівня радіаційних тепловтрат з плаценти та її функції при ЕРНгестозі -Актуальні питання морфогенезу: Матер. наук. Конф-ції. - Чернівці, 1996. С. 87-88), (Гоженко А.І., Дикусаров В.В., Оренчук B.C. Використання тесту зі зміною положення тіла вагітної жінки в діагностиці порушень функції плаценти - Актуальні питання морфогенезу: Матер. наук. Конф-ції. - Чернівці, 1996. - С. 88-89). Тощо. Градуювання, тобто повірка показників приладу шляхом їхнього порівняння із показниками зразкових приладів, широко використовуються в сучасному приладобудуванні, і є однією з останніх операцій при випуску приладів. Аналогом корисної моделі є спосіб вимірювання теплопровідності різноманітних матеріалів за допомогою симетричного бікалоріметру типу БП-66 (Пластунов Е.С., Буравой С.Е., Крепин В.В., Петров Г.С. Теплофизические измерения и приборы. - Машиностроение, 1986. - С. 160161), в якому використовують тепловимірювальну комірку, яка має наступний вигляд: всередині металевого корпусу через теплоізоляційне кільце укріплено плоске металеве ядро (пластина) з нагрівачем всередині, між ядром та термостатованими плитами поміщені два плоскі зразки однакової товщини: взірцевий та досліджуваний. Вимірюють теплопровідність матеріалів зразків за градієнтом температур. Недоліком способу-аналогу є неможливість застосувати його для градуювання термоелектричних приймачів із плоскою приймальною площиною. Великі розміри пристрою не дозволяють визначити, яка кількість тепла припала на приймальну площину, не дозволяють однозначно зв'язати пронизуючий анізотропні термоелементи тепловий потік із терморушійною силою на виході батареї з анізотропних термоелементів. Найближчим аналогом корисної моделі є спосіб градуювання термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною методом порівняння (Спосіб градуювання радіометра енергетичної освітленості переносний РАТ-2П-Кварц-41, ИДНМ 3.004.000.00ПС, паспорт), в якому напроти штучного джерела теплового випромінювання розміщують зразковий приймач теплового випромінювання, вимірюють рівні енергетичної освітленості та потім на його місці розміщують радіометр енергетичної освітленості переносний РАТ-2П-Кварц-41 та градуюють його термоелектричний приймач. Недоліком найближчого аналогу є використання для градуювання оптичної системи, яка вносить суттєві похибки, а також те, що поглинутий тепловий потік від випромінювача вимірюється за допомогою заміщення його теплової складової електричним нагрівом приймальної площини і не враховує втрати на теплообмін приймальної площини із зовнішнім середовищем за рахунок конвекції та власного випромінювання. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити спосіб градуювання термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною шляхом використання тепловимірювальної комірки, що складається з термостатованого блока, всередині якого симетрично відносно бокових стінок укріплене плоске металеве ядро (пластина товщиною 0,2 мм) з нагрівачем всередині, з обох боків якого впритул встановлюють два однакових термоелектричних приймачі з плоскою приймальною площиною; електричний нагрівач виконують формою і розмірами, що співпадають із формою і розмірами приймальної площини термоелектричного приймача; та градуюють термоелектричні приймачі з плоскою приймальною площиною шляхом покрокової зміни потужності нагрівача, вимірювання термоелектрорушійної сили, побудови графіка залежності сигналу термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною від щільності теплового потоку для завданої на термостатованому 1 UA 110399 U 5 блоці температури; повторюють всю процедуру для різних рівнів температури термостатованого блока та отримують номограму залежності терморушійної сили термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною для всього робочого температурного інтервалу. Спільними ознаками найближчого аналогу та корисної моделі є градуювання термоелектричного приймача з плоскою приймальною площиною. Відмінні ознаки корисної моделі від найближчого аналогу представлені в наступній таблиці. Таблиця Порівняння корисної моделі та найближчого аналогу за ознаками Ознака Найближчий аналог Градуювання проводиться термоелектричного приймача з плоскою приймальною площиною Джерело випромінювання безконтактне теплового потоку Зміна енергетичної освітленості за допомогою фільтрів Зовнішня температура Конструкція Отримані передаточні характеристики Точність вимірювань 10 15 20 Корисна модель проводиться контактне за рахунок покрокової зміни потужності нагрівача постійна (температура змінюється в межах робочого навколишнього середовища) діапазону температур (температура термостатованого блока) джерело теплового термостатований блок, плоске випромінювання, оптична металеве ядро-нагрівач, з обох система, боків якого впритул зразковий приймач, радіометр розташовані два однакових енергетичної освітленості термоелектричних приймача з переносний РАТ-2П-Кварц-41 з плоскою приймальною приймачем з плоскою площиною приймальною площиною шкала пристрою графік залежності сигналу термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною від щільності теплового потоку для завданої на термостатованому блоці температури; та номограма залежності терморушійної сили термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною для всього робочого інтервалу температур. Похибка 6 % Похибка 1,5-2 % Визначення термінів, які використовуються при описі корисної моделі: градуювання, термоелектричний приймач з плоскою приймальною площиною, плоский нагрівач, термостатований блок. Теоретичні передумови здійснення способу, що заявляється. Відомо, що для абсолютного градуювання інфрачервоної апаратури різного призначення використовують еталонні випромінювачі. Так, як еталонні випромінювачі використовували нагріті тіла, наприклад: випромінювач у вигляді порожнистого мідного куба, що нагрітий до певної температури гарячої води; металеві циліндри, зовнішня поверхня яких була вкрита сажею, всередину наливалась гаряча вода; металева посудина з водою, що кипить, і зачернена мідна пластина, що нагрівається вогнем спиртової лампи до температури приблизно 400 °C. 2 UA 110399 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Найбільш широко для абсолютного градуювання інфрачервоної апаратури використовують як еталонні випромінювачі імітатори абсолютно чорного тіла. На практиці застосовують випромінювачі з постійним по спектру коефіцієнтом випромінювання, величина якого не на багато менша одиниці (А.С. РФ № 2408854, від 10.01.2011). Але на відміну від існуючих перетворювачів променевої енергії вихідний сигнал від приймачів променевої енергії з теплочутливими елементами із антимоніду кадмію, пропорційний тепловому потоку, що проходить крізь чутливі елементи від приймальної площадки, а не температурі самої площадки. Завдяки цій особливості створюється можливість градуювати такі приймачі, безпосередньо нагріваючи приймальну площадку контактним способом. Для цього між двома однаковими приймачами променевої енергії з теплочутливими елементами із антимоніду кадмію розміщують нагрівач, площа і форма якого співпадає з площею приймальної площадки приймачів. Оскільки товщина нагрівача не перевищує 0,1 мм, то боковими втратами можна знехтувати. В такому випадку теплова енергія, що виділяється нагрівачем, порівну поділяється між цими двома приймачами променевої енергії з теплочутливими елементами із антимоніду кадмію, і виміряний в цей момент електричний сигнал від кожного з них пропорційний половині потужності виділеній нагрівачем. Теплова енергія приймачів променевої енергії відводиться з його корпусу в оточуюче середовище випромінюванням. Температура приймачів променевої енергії в цьому випадку має бути середньою рівноважною, що забезпечує випромінювання потрібної кількості енергії. Обмеження на температури конструкційних та теплочутливих елементів приймачів променевої енергії призводять в даному випадку до обмеження рівня променевих потоків, що сприймаються. Корисна модель здійснюється наступним чином. Для градуювання термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною використовують тепловимірювальну комірку, що складається з термостатованого блока, всередині якого симетрично відносно бокових стінок укріплено плоске металеве ядро (пластина товщиною 0,2 мм) з нагрівачем всередині, з обох боків якого впритул встановлюють два однакових термоелектричних приймачі з плоскою приймальною площиною; електричний нагрівач виконують формою і розмірами, що співпадають із формою і розмірами приймальної площини термоелектричного приймача. В такому випадку теплова енергія, що виділяється нагрівачем, порівну поділяється між цими двома приймачами, і виміряний в цей момент електричний сигнал від кожного з них пропорційний половині потужності, виділеній нагрівачем. Градуюють термоелектричні приймачі з плоскою приймальною площиною таким чином. Змінюють потужність нагрівача: подають на нагрівач певний струм і заміряють рівень вихідного сигналу - термоелектрорушійну силу, потім поступово, на обумовлену величину, збільшують величину струму і заміряють наступний рівень сигналу з приймачів. Операцію проводять від мінімально чутливого рівня струму до максимально допустимого для даної конструкції приймачів з плоскою приймальною площиною. Для кожного рівня струму вираховують величину діючої теплової енергії. За отриманими даними будують графік залежності сигналу термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною (Е, В/Вт) від щільності теплового потоку (q, Вт) для завданої на термостатованому блоці температури, представлений на Фіг. 1 для температури 20 °C. Всі вимірювання проводять для різних рівнів температури термостатованого блока та отримують номограму залежності терморушійної сили термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною для потрібного робочого температурного інтервалу, представлену на Фіг. 2. Приклади здійснення корисної моделі. Датчик для вимірювання енергетичної освітленості було проградуйовано за допомогою найближчого аналогу, причому похибка способу склала 6 %, та за допомогою запропонованого способу, причому похибка склала 1,5-2 %. З отриманих даних видно, що запропонований спосіб є більш ефективним і точним. Технічний результат. Запропонований спосіб дозволяє проградуювати термоелектричні приймачі з плоскою приймальною площиною з точністю не менше 1,5-2 %. 3 UA 110399 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 Спосіб градуювання термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною, який відрізняється тим, що для градуювання використовують тепловимірювальну комірку, що складається з термостатованого блока, всередині якого симетрично відносно бокових стінок укріплюють плоске металеве ядро (пластину товщиною 0,2 мм) з нагрівачем всередині, з обох боків якого впритул встановлюють два однакових термоелектричних приймачі з плоскою приймальною площиною; електричний нагрівач виконують формою і розмірами, що співпадають із формою і розмірами приймальної площини термоелектричного приймача; та градуюють термоелектричні приймачі з плоскою приймальною площиною шляхом покрокової зміни потужності нагрівача, вимірювання термоелектрорушійної сили, побудови графіка залежності сигналу термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною від щільності теплового потоку для заданої на термостатованому блоці температури; повторюють всю процедуру для різних рівнів температури термостатованого блока та отримують номограму залежності терморушійної сили термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною для потрібного робочого температурного інтервалу; точність градуювання становить 1,5-2 %. 4 UA 110399 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: G01D 13/00, G01D 13/12

Мітки: плоскою, градуювання, приймачів, спосіб, площиною, приймальною, термоелектричних

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/7-110399-sposib-graduyuvannya-termoelektrichnikh-prijjmachiv-z-ploskoyu-prijjmalnoyu-ploshhinoyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб градуювання термоелектричних приймачів з плоскою приймальною площиною</a>

Подібні патенти