В.А. Товстоног, Т.В. Боровкова, В.Н. Елисеев
2
чения;
B
— постоянная Больцмана;
w
T
— температура поверхно-
сти. Если измерения проводят в условиях, когда температура поверх-
ности калориметрического элемента невысока, то излучением с по-
верхности можно пренебречь, т. е.
0
.
w w wr
q A q
Известно [1], что поглощательная способность сильно зависит от
материала, обработки поверхности, температуры и спектральных
свойств поверхности тепловоспринимающего элемента, а также
спектрального состава падающего излучения. Поэтому для улучше-
ния метрологических характеристик датчиков потока излучения на
поверхность наносят покрытие, обладающее необходимыми характе-
ристиками: высокой стабильностью и спектральной неизбирательно-
стью поглощательной способности. Практика показывает, что наибо-
лее приемлемыми для тепловоспринимающих элементов датчиков
потока являются покрытия, полученные черным хромированием или
нанесением хромоникелевой шпинели [2, 3]. В некоторых случаях
(датчики однократного использования, невысокие требования к точ-
ности) возможно использование покрытия, полученного осаждением
образующейся при горении органических веществ сажи.
Методы измерения тепловых потоков можно разделить на пря-
мые, когда регистрируемый сигнал связан с тепловым потоком про-
порциональной зависимостью, и косвенные, когда регистрируемые
величины связаны с тепловым потоком функциональными зависимо-
стями (в общем случае дифференциальными операторами) и его
определение сводится к обращению операторов, т. е. относится к об-
ласти решения граничных обратных задач теплопроводности (ОЗТ).
В теплофизических исследованиях широкое распространение
находят методы, основанные на решениях ОЗТ [4–6]. Эти методы
применяют при исследованиях процессов сопряженного теплообме-
на, теплообмена излучением, процессов термического разрушения
теплозащитных материалов при высокоинтенсивном нагреве и др.
Важное достоинство методов ОЗТ — возможность создания на их
основе малогабаритных датчиков, конструктивно оформленных как
элементы исследуемой системы, что позволяет контролировать ло-
кальные значения теплового потока непосредственно в условиях
натурного нагрева.
Определение теплового потока посредством решения ОЗТ сво-
дится к измерению величин, являющихся следствием по отношению
к вызвавшей их причине, т. е. тепловому воздействию, и обращению
оператора, связывающего причину со следствием. Обычно в качестве
исходных данных используют зависимости локальных температур в
калориметрическом элементе от времени. Особенность ОЗТ — силь-
ное влияние ошибок измерений (исходных данных) на результаты
определения теплового воздействия (теплового потока), в чем прояв-
ляется некорректность этих задач. Подробно эти вопросы рассмотре-
ны в работах [4–10].
