Некоторые особенности испытания тепловых ЭУ, страница 2

Оптико-энергетические характеристики зависят от геометрической формы концентратора, точности его изготовления. С этой целью осуществляют оптический контроль геометрической формы как отдельных лепестков (для складного концентратора), так и всего концентратора. Для контроля геометрического профиля концентратора (или его лепестка) применяют оптические установки с узким световым пучком (рисунок 4.5.3.). Источником света в таких

условиях является лампа с точечной нитью накала или газовый оптический генератор (например, гелиево-неоновый лазер).

В фокальной плоскости концентратора расположена полупрозрачная пластинка для визуального отсчета или специальной индикатор, состоящий из фотоэлемента, координатного устройства, усилителя и показывающего прибора. После наведения коллиматора на определенный участок концентратора фотоэлектрический датчик перемещается в фокальной плоскости для отыскания точки падения отраженного луча, определяемой максимальным показанием прибора. В результате таких экспериментов определяют конфигурацию фокального пятна и распределение плотности энергии.

Для измерения интегрального и спектрального потоков излучения в фокальной зоне концентратора используют приемник полного излучения и спектрометр.

Для измерения мощности излучения и распределения плотности энергии в фокальной области концентраторов применяют приборы двух типов: калориметрические и радиометрические.

Калориметры предназначены для измерения абсолютной мощности излучения. На рисунке 4.5.4. показан абсолютный калориметр е шаровой поглощающей полостью, которая является моделью черного тела. Такой калориметр измеряет общую мощность излучения концентраторов с углом охвата не более 140°. Точность измерения ±5%. На рисунке 4.5.5. приведена схема калориметра с дисковым приемникам излучения, обеспечивающего измерения при углах охвата концентратора до 180°. Оба калориметра являются проточными и охлаждаются водой, для измерения температуры подогрева которой используются дифференциальные термопары.

Для быстрых измерений сравнительно небольших мощностей излучения применяют калориметры с твердым поглотителем в виде зачерненного диска, установленного в вакуумной камере с кварцевым окном. В диск вмонтирована термопара.

Для измерений пространственного и временного распределений плотности потока излучения применяют радиометры. В отличие от калориметров радиометры позволяют измерять только относительные величины излучения. Для градуировки радиометров используют калориметры.

На рисунке 4.5.6. показан радиометр, который в качестве приемного чувствительного элемента имеет зачерненный снаружи диск 3 из константановой фольги диаметром 0,9 мм и толщиной ~0,05 мм. Чувствительный элемент радиометра размещен в центре металлического экрана 4 с полированной (зеркальной) поверхностью. С внутренней стороны к середине константанового диска приварена тонкая медная проволока, которая образует горячий спай медь-константановой термопары. Холодный спай создан непосредственно по периметру константанового диска, который укреплен в медной втулке 2. Медная втулка размещена в охлаждаемом водой корпусе радиометра 1.

Такой радиометр имеет линейную зависимость между выходным сигналом (термо-ЭДС) и плотностью потока. Постоянная времени – 10^-2 с.

Для помещения приемной части радиометра в различные зоны применяют механизмы, которые допускают перемещение радиометра по трем координатным осям.

Существуют радиометры, чувствительный элемент которых располагается за кварцевым окном. Иногда чувствительным элементом может быть рифленая торцевая поверхность медного или серебряного стержня.

Разработана конструкция радиометра со световодом из сапфира. Приемная часть такого радиометра представляет кварцевую полусферу, которая припаяна к торцу световода из сапфира. По сапфировому стержню излучение подводится к фотоэлементу. Чувствительный элемент радиометра периодически, на очень короткое время, вводится в исследуемую зону фокального пятна. Распределение плотности потока излучения можно также получить фотографическим способом. В этом случае после фотохимической обработки светочувствительных материалов производится фотометрирование плотностей почернений.