Патент на изобретение №2328707
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ОБРАЗЦА, ОБЛУЧАЕМОГО ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ПЛАЗМОЙ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области измерительной техники. Способ заключается в том, что образец, площадь горизонтальных поверхностей которого много больше площади боковых сторон, бомбардируют потоком газоразрядной плазмы. При этом определяют величину отводимого тепла, а величину искомой температуры определяют по предлагаемой формуле. Технический результат: аналитическое определение температуры поверхности образца, облучаемого газоразрядной плазмой, с целью ее регистрации и контроля в процессах вакуумно-плазменной обработки. 1 ил.(х,y) – функция температурной реакции поверхности тела на единичный тепловой поток, определяемая соотношением (Алифанов О.М. Обратные задачи теплообмена. М.: Машиностроение, 1988, с.33): – коэффициент теплопроводности, Вт/(м*К); а – коэффициент температуропроводности, м /с. Аналитическое решение уравнения (2) для истинного значения температуры обрабатываемой поверхности с учетом ненулевого начального условия Т(х,0)=Т0 может быть получено в комплексном виде: (0, Изображения указанных производных, определяемые прямым преобразованием Лапласа, соответственно равны: Выражения в (6) являются сходящимися знакопеременными рядами и могут быть вычислены с необходимой точностью отбрасыванием правой части суммы, при этом погрешность вычисления ряда не превосходит абсолютного значения первого из отброшенных членов. Нахождение величины отводимого теплового потока q2 осуществляют следующим образом. Производят измерение температуры нижнего основания образца Тнижн с помощью термодатчика 3 и с учетом величины подводимого теплового потока q1 записывают решение уравнения (4) для измеренной температуры: В этом случае происходит замена координаты х=0 на х=b (фиг.1) и, как следствие, сумма в выражении для K1(p), K2(p) меняет свой знак на противоположный, что следует из формулы (3). Поэтому позиции функций K1(р), K2(p) при q1(p), q2(p) изменены по сравнению с (4). Далее выражают искомое значение q2(p) из (8): Подстановка в (4) приведенных значений для K1(р), K2(р), q2(p) с учетом величины подводимого теплового потока и начальной температуры образца позволяет определить искомую температуру облучаемой поверхности в комплексном виде. Действительное значение температуры поверхности образца T(0,t) определяют на основании обратного преобразования Лапласа, например, с помощью программного обеспечения ЭВМ, сопряженного с датчиком температуры.
Формула изобретения
Способ измерения температуры поверхности образца, облучаемого газоразрядной плазмой, заключающийся в бомбардировке потоком газоразрядной плазмы, отличающийся тем, что измеряют величину удельного теплового потока, отводимого с нижнего основания образца, площадь горизонтальных поверхностей которого много больше площади боковых сторон, и с учетом величины удельного теплового потока, поступающего на поверхность, облучаемую газоразрядной плазмой, определяют величину истинной температуры в области бомбардировки, представленную в комплексном виде, по формуле T(p)=q1(p)K1(p)+q2(p)K2(p)+T0(p), где Т(р), Т0(р) – изображения истинной температуры облучаемой поверхности и начальной температуры образца, определяемые прямым преобразованием Лапласа; К1(p), К2(р) – изображения производных функции температурной реакции верхней и нижней горизонтальных поверхностей образца на единичный тепловой поток по времени соответственно; q1(p), q2(р) – изображения удельного теплового потока, поступающего на облучаемую поверхность, и потока, отводимого с нижнего основания.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
), 