Оптическая камера высокого давления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН.8К 373131 (51)5 G 01 N 21/03

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 23. 08. 91. Бюл. Р 31 (21) 4010343/25 (22) 14.0I.86 (7l) Институт физики высоких давлений им. Л.Ф.Верещагина (72) А.М.Широков, М.И.Еремец, А.И.Степанов н В.В.Стружкин (53) 535.242(088.8) (56) Нефедова В.В °, Минин А.П.

Камера высокого давления для оптических исследований при низких температурах. — "Приборы и техника эксперимента", И 2, l973, с. !98-199..

Авторское свидетельство СССР

У 1267878, кл; G Ol N 2l/03, 1985. (54) ОПТИЧЕСКАЯ КАМЕРА ВЫСОКОГО

ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике высоких давлений и может быть использовано при проведении физически», химических и биологических исследованнй оптическими методами в широком диапазоне температур и давлений. Цель изобретения — расширение технических воэможностей за счет упрощения конструкции оптической камеры высокого давления и повышения надежности в различных режимах работы. Камера представляет собой автономйую конструкцию осевой симметрии, в которой отверстия для ввода излучения расположены перпендикулярно оси канала высокого, давления, причем онн выполнены в корпусе камеры беэ использования обтюраторов, а оптические окна расположены непосредственно на внутренней стенке канала высокого давления. Поверхность оптических окон должна обеспечивать плотный контакт с поверхностью стенки канала высокого давления. l ил.

1373131

Изобретение относится к технике физико-химических исследований при высоком давлении и может быть использовано при проведении физических, химических и биологических исследований оптическими методами в широком интервале давлений и температур (включая гелиевые).

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности в различных режимах работы.

На чертеже схематично изображена предлагаемая камера, разрез.

Камера состоит из корпуса 1, в котором вдоль его осн выполнен рабочий канал 2 ° В корпусе перпендикулярно его оси выполнены отверстия 3 и

4 для ввода светового излучения в рабочий объем. На торцах отверстий

3 и 4, расположенных на внутренней стенке рабочего канала 2, установ" лены оптические окна 5 и 6. Уплотнение производится по принципу нескомпенсированнай площади по притертым друг к другу поверхностям в области соприкосновения окна и стенки рабочего объема. Остальные элементы устройства являются традиционными для камеры высокого давления. Е одном торце внутреннего канала располагается обтюратор 7 с электровводами 8, уплотненный прокладками 9 и опорным кольцом 10. Обтюратор укреплен в корпусе фиксирующей гайкой 11. В другом торце внутреннего канала расположен поршень 12 с грибком 13 н уплотнениями

14. Положение поршня фиксируется гайкой 15 через сухарь 16. Между окнами

5 и 6 расположен исследуемый образец

17 °

При необходимости внутренний канал в корпусе l может быть выполнен с постоянным сечением по длине камеры как в месте расположения окон, так и в области поршневой системы.

Гайка 15 может быть выполнена как накидной, так и внутренней. Шток 18 передает давление пресса. Обтюратор 7 может быть выполнен электрическим, оптическим или комбинированным.

Оптический ввод выполняют без использования обтюраторов и беэ изготовления специального канала для устройства оптического ввода. Тонкие каналы диаметром, необходимым для ввода оптического излучения в область .высокого давления, выполняют непосредственно в боковых стен35 го на дно рабочего канала помещают специальную шаблон-подставку (напри- .

45

50 .поджатом состоянии. После полимериза"

5

1r.

30 ках рабочего объема (или на его торцах), а прозрачные .окна типа Поулте" ра уплотняют непосредственно на внутренней поверхности рабочего объема.

В простейшем случае (и оптимальном с точки зрения достижения максимального давления), когда рабочий объем имеет цилиндрическую форму, окно притирается по цилиндрической поверхности в месте расположения канала оптического ввода. В месте расположения оптического ввода внутренний канал может быть выполнен также и в виде отверстия прямоугольного сечения, в таком варианте уплотнение окон производят традиционным способом — по плоской поверхности, В случае необходимости в рабочем канале могут быть расположены две пары окон, расположенные под углом

90 друг к другу, При этом корпус имеет дв пары оптических вводов в рабочий объем.

Обшнм является расположение оптических окон непосредственно на внутренней поверхности рабочего объема беэ применения традиционных обтюраторов и фиксирующих их гаек.

Pабота у"тройства заключается в следующем.

В канал 2 помещают поршень 12 с грибком 13 н уплотнениями 14. В кордусе 1 уплотняют окна 5 и 6. Для этомер, иэ оргстекла), чтобы поставленные затем на них окна занимали необходимое положение по высоте для правильного расположения относительна оптических отверстий. На опорную цилнндрическую поверхность окна приклеивают две тонкие пластичные прокладки (например, иэ свинца и меди ), окна помещают в канал напротив отверстий и создают предварительное поджатне окон (с помощью, например, клиньев или другим способом). Проклеивают окна, когда они находятся в ции клея клинья убирают. На обтюраторе 7 монтируют образец 17 и маыганиновый манометр, подпаивая их к электровводам 8.

Внутренний канал корпуса запалняют жидкостью, передающей давление.

Обтюратор 7 с уплотнениями 9, 10 saпреесовывают в рабочий объем 2 так, чтобы исследуемый образец 17 бып рвсз 1373 полокен мекду окнами 6 и 5. Полокение обтюратора в корпусе фиксируют гайкой II. С помощью пресса через шток 18 перемещают поршень 12 в квна- .

5 ле 2 для создания необходимого давле- . ния, которое измеряют манганиновым ианометром. Полокение поршня при выбранном давлении фиксируют гайкой 15.

Камеру извлекают иэ пресса и поме- 10 щают в рабочее полоаеине.

Камера (см.чертек ) была изготовле-.. на из стали 45 ХИНФА и испытана до давлений 10 кбар прк комнатной температуре. Габариты каиеры: диаметр Ц рабочего канала - 12 ии, внешний диаметр корпуса - 40 ми, диаметр оптических отверстий на внутренней поверхности - Э мм, угловая апертураЭО ) толщина оптических окон - 4,5мм. 20

С помощью камеры записаны спектры люминесценции рубина под давлением до 10 кбвр.

При записи спектров люиинесценцки рубина образец рубина размером 1 х 25 х I х 0,5 ми приклеивают к внутренней поверхности окна. Собирают камеру, согласно описанной процедуре.

Создают давление. Поиещают камеру в оптическую схему. Луч от лазера!

31 4 (М - 441 нм) фокусируют на рубине. Люминесцентное излучение через фильтр, отрезающий возбулдвющее излучение, направляют в монохроматор н регистрируют спектр люминесценции с помощью

ФЭУ и самописца. ф о р и у л а изобретения

Оптическая камера высокого давления, содержащая корпус с каналом высокого давления, отверстия для ввода излучения, ось которых перпендикулярна оси канала высокого давления, оптические окна, о т л и ч а ю щ а я" с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности в работе, в корпусе камеры выполнены отверстия с линейкой апертурой d (0)1...0,2)D, где d - диаметр отверстия в месте его контакта с окном;

D - -диаметр канала высокого давления, н угловой апертурой не более ЭО, в оптические окна установлены непосред- . ственно на внутренней стенке канала высокого давления соосно с отверсткяии, причем соприкасающиеся поверхности оптических окон и стенок канала установлены на плотном контакте.

137313l

f7 ю Составитель И. Никулин

Редактор Т.Зубкова Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимииинец «»«»»«»«»

Заказ 344 1 Тирах 387 Подписное

ВНИИПИ Государственного конитета СССР по делан изобретений и открытий!

)3035, Москва, !!!-35, Рауиская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,. г. Ухгород, ул. Проектная, 4

У

/д

12

Ю

1Ф