Главная  Пленочные термоэлементы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [ 69 ] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76]

Таблица 25.

Расчетные значения постоянной времени приемников Тд (в с) на основе компактных пленочных термобатарей

в, мм

мм -

Полиимид

Л = 2 мм (d = 0,1 мкм)

= 2,2мм(й =

1 мкм)

= 5 мкм)

Л = 4 мм (cjjjj 10 мкм)

, 0,2

0,55

2,25

20,5

0,15

0,65

0,45

0,35

7,85

0,15

0,65

0,55

20,5

0,15

0,65

0,45

0,35

1,65

0,15

0,65

0,55

20,5

1,7 .

0,15

0,65

0,45

0,35

1,65

0,15

0,65

0,55

20,5

0,15

0,65

1,65

0,15

0,65

Без подложки

Л = 0,02

= 0,2 мм

1 = 1 МхМ

[ = 2 ММ

0,07

0,07

0,07

0,07

0,06

0,06

0,25

0,07

2,65

0,07

0,07

0,07

0,07

0,07

0,06

0,07

0,25

0,07

2,65

0,07

0,07

0,07

- 0,07

0,07

0,06

0,07

0,25

0,07

2,65

0,07

0,07

0,07 "

0,07

0,07

0,06

0,07

0,25

0,07

2,65

0.07

Примечание. Толщина подложки djj = 10 мкм



м Таблица 26.

® Численные значения вольт-ваттной чувствительности приемников (В/Вт) на основе комвактных пленочных

термобатарей {пт = 100, а = 0,4 мВ/К)

Н, мм

в, мм

Л = 2мм (rfjjjj = 0,1 мкм)

0,2 1

62 61

125 120

375 285

0,2 1

31 30

62 60

185 140

0,2 1

10,5 10,5

21 20

62 48

0,2 1

6,3 6,3

12 12

37 29

Полиимид л = 2,2 мм = 1 мкм)

44 87 44 86 22 43 43 14 14 8,5 8,5

22 7 7

4,3 4,3

265 230 130 110 43 38 26 22

Л = 3 мм (пд = 5 мкм)

Л г= 4 мм (d =s 10 мкм)

10,5

10,0

Без подложки

1 = 0,02 мм

= 0,2 мм

== 1 мм

0,2 1

1300

2400

6100

13,5

1100

1700

1900

13,5

1200

3000

370 .

29,5

26,0

210 •

1000

.8,5

24,5

180

22,5

0,2 1

15,0

110.

180 -

12,5

13,5

Л = 2 мм

26,0 26,0 13 13

4,1 4,1 2,5 2,5

77 72,5 39 37

12,5 11,5 7,5 7,0

Примечание. То же,что к табл. 25.



показывают, что при йдл > 5 мкм /)* х {2 -~ 3)-10® Вт-см«Гц*/2, Однако недостатком таких приемников по сравнению с планар-ными является большое значение постоянной времени (примерно такое же, как для объемных преобразователей). Уменьшение толщины подложки позволяет снизить Тд, но не более чем в 2-3 раза (см. в табл. 25 термоэлектрический слой без подложки). В ряде конкретных приборов (см. ниже) используется ряд иных приемов, существенно уменьшающих Тд.

4.4. Термоэлектрические радиационные пирометры

Приборы на основе термоэлектрических приемников рассмотрим на примерах радиационных пирометров. Этот выбор связан с тем, что неконтактный метод измерения температуры по тепловому излучению имеет исключительно важное значение для современной техники. С другими применениями термоэлектрических приемников можно ознакомиться в работах [1, 2].

Широкое применение термоэлектрических преобразователей в пирометрии прежде всего связано с высокой стабильностью чувствительности таких приборов во времени. Кроме того, термоэлектрические преобразователи имеют преимущества в отношении прочности (пленочные термобатареи), стойкости к высоким температурам окружающей среды, равномерной чувствительности в широком диапазоне длин волн и т. д., что делает предпочтительным их использование при решении многих практических задач.

В радиационных пирометрах для определения температуры нагретых тел используется закон Стефана - Больцмана

где W - мощность излучения единицы поверхности тела, находящегося при абсолютной температуре Г, включая излучение на всех длинах волн от О до оо, ей - коэффициент черноты поверхности измеряемого объекта. Зависимость мощности излучения абсолютно черного тела (ей = 1) от длины волны при различных температурах показана на рис. 4.10. Видно, что вплоть до 700 К практически все излучение приходится на инфракрасную область, поэтому как раз для этой области температур эффективно использование термоэлектрических радиационных пирометров.

Для однозначного определения температуры по излучению необходимо точно знать ей. Для ряда материалов значения би даны в монографии [293], однако более надежно при определении ей одноразовое измерение при известной температуре мощности излучения от объекта.

Структурная схема термоэлектрического пирометра изображена на рис. 4.11. Инфракрасное излучение от объекта 4 направляется оптической системой 3 через фильтр 2 на горячие спаи термоэлектрического приемникаi. Холодные спаи приемника, обмениваясь излучением с корпусом прибора, находятся в равнове-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [ 69 ] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76]

0.0009