Низкотемпературная приставка к рентгеновскомугониометру

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СоЮэ Сооетскиа

Социалистическиа

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 42k, 46/07

Заявлено 31.1.1966 (№ 1052185/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 29Л1.1968. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 24Х.1968

МПК G 01п

УДК 539.261(088.8) йотлитет ло делам иаооретений и открытий

APH 0 eIe MHHNCTP0S

СССР

Автор изобретсния

А. A. Бойко

Заявитель

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПРИСТАВКА К РЕНТГЕНОВСКОМУ

ГОН ИОМЕТРУ

Известные низкотемпературные приставки к гониометру используют поток паров азота для охлаждения образца. Они состоят из наполняемого жидким азотом сосуда-испарителя с змеевиком, имеющим теплоизолирующее покрытие и соединенным с охлаждающим приспособлением, выполненным из стакана с нагревателем и теплоизолирующего вкладыша с нагревателем, вмонтированным в каналах вкладыша.

Описываемая приставка позволяет повысить стабильность температуры, ликвидировать обмерзание деталей прибора и улучшить регулирование температурного режима. Особенность приставки заключается в том, что охлаждающее приспособление выполнено со вторым внешним концентрическим цилиндром, смонтированным на внутренней его стороне, EIdI ðåâàòåëåì трубок, соединяющих цилиндры так, что поток газа, охлаждатощего соразец, образует два концентрических слоя, движущихся в противоположных направлениях. Причем внутренний цилиндр, имеющий низку ю температуру, отделен от наружного теплоизолирующим вкладышем.

Конструкция приставки обеспечивает установку температуры образца в интервале +20 — 180 С со стабильностью порядка 0,1 С.

Температурные градиенты вблизи образца нс превышают 0,5 С.

Расход жидкого азота составляет от 0,5—

1 л/час.

На фиг. 1 и 2 схематически изображена предлагаемая низкотемпературная приставка в разрезе; на фиг. 3 — сосуд-испаритель .в разрезе.

Низкотемпературная приставка к рентгеновскому гониометру состоит из охлаждающего устройства и сосуда-испарителя. Все детали охлаждающего устройства смонтированы в цилиндрическом дюралевом корпусе 1, отличающемся от экрана, выделяющего слоевую линию в серийном приборе РГНС, тем, что прорезь для прохода рентгеновских лучей выполнена шириной 25 л.тт и вместо продольных вырезов имеется удлиненное отверстие для прохода коллиматора 2, несколько укороченного по сравнению с коллиматором серийного прибора. С внутренней стороны корпуса укреплена П-ооразная ловушка 8 пучка. Для предотвращения обмерзания па корпусе смонтирован нагреватель 4. Внутрь корпуса вставляется латунпьш экран 5, который может свободно перемещаться относительно корпуса, обеспечивая выделсние слоевых линий с углами раствора конусов от 90 до 60 .

С торцовой части в корпусе ввинчивается блок, состоящий пз наружного дюралевого стакана 6, соединенного резьбой с внутренним

30 дюралевым таканом 7 и пенопластового

212597 вкладыша 8. На внутреннем дюралевом стакане смонтирован нагреватель 9. В пенопластовом вкладыше имеется канал 10, по которому подается холодный газ, и канал 11, в который, вводится батарея из трех соединенных последовательно медно-констянтановых термопар 12. Канал 11 разветвляется на пять каналов. В центральном канале 18 помещаются проводники термопар, выход из него для газа закрыт. Четыре других канала служат для прохода охлажденного г" çà. В них помещен малоинерционный нагреватель 14 спираль из нихромовой проволоки, выводы 15 которого уложены,в пазу пенопластового вкладыша. Между пенопластовым вкладышем и внутренним дюралевым стаканом, а также между внутренним и наружным дюралевыми стаканами имеются зазоры размером около

2 .ил, В кольцевую выемку пенопластового вкладыша вклеена трубка 1б из полиметилентстерефталата диаметром 8 .ял. Такая же трубка 17 диаметром 12 л.я укреплена на кольцевом выступе внутреннего дюралевого стакана.

Другой конец труоки вклеен в пенопластовое кольцо 18, плотно вставленное в корпус охлаждающего устройства. Наружная трубка 19 диаметром 16 .я,я, укрепленная на кольцевом выступе наружного дюралевого стакана, входит в кольцевую выемку пенопластового кольца с зазором около 1 — 2 мл.

Для работы с приставкой используется гониометрическая головка типа 2б с несколько укороченным нижним сектором 20, на верхнем секторе которой укреплена пенопластовая накладка 21 и стеклянный стерженек 22, на который наклеивается образец 28.

Испаритель 24 емкостью 1 л изготовлен из нержавеющей стали, снабжен пенопластовой теплоизоляцией 2б, помещен в алюминиевый кожух 2б и плотно закрыт пенопластовой крышкой 27. В сосуде-испарителе помещается нагреватель 28 и змеевик,29 из красной меди.

В крышке 27 укреплена запаянная с одного конца стеклянная трубка 80,,внутри которой перемещается стержень 81 указателя уровня жидкого азота.

Вывод змеевика — медная трубка 82 с наружным диаметром 5 л л вставляется в канал 10 пенопластового вкладыша. Пенопластовые накладки 88, предназначенные для теплоизоляции трубки 82, сделаны съемными для возможности установки и съема кассеты без нарушения системы охлаждения. Выводы нагревателей 9 и 14 уложены вдоль трубки 82.

Через отверстие пенопластовой крышки .в сосуд-испаритель введена полихлорвиниловая трубка 84, по которой сосуд-испаритель наполняется жидким азотом. Кронштейн 85 крепится на верхнем основании гониометра.

Холодный газ, образующийся в сосуде-испярителе при испарении жидкого азота за счет естественного притока тепла и в результаге работы нагревателя 28, охлаждается в змеевике до температуры, близкой к температуре

1О

65 жидкого азота, подогревается нагревателем

14, обдувает образец и трубку !б, подогревается до комнатной температуры нагревателем, смонтированным на,внутреннем дюралевом стакане, обдувает трубку 17 и,выходит через зазор между наружной трубкой и пенопластовым кольцом. Благодаря тому, что влажный атмосферный воздух не имеет доступа к охлажденным трубкам, обмерзание системы трубок и образца исключается.

Если температура газового потока, а следовательно и, температура образца становятся ниже заданной температуры, то терморегулятор электронного потенциометра,,к;которому подключены выводы батареи термопар 12, переключает нагреватель 14 на более высокос напряжение. При последующем повышении

Ti,ì÷åðàòóðû терморегулятор переключает нагреватель на более низкое напряжение. Благодаря малой инерционности системы регулирования температуры температура образца стаоилизируется с точностью порядка 0,1 С.

Режим подогрева газа необходимо подбирагь таким, чтобы при более низком напряжении ня нагревателе 14 температура образца устанавливалась несколько ниже заданной.

Благодаря тому, что любая температура в интервале плюс 20 .минус 180 С может бы-.ь установлена при большой скорости газового потока, а температурные градиенты вблизи образца уменьшаются с увеличением скорости газового потока, то вне зависимости от того, какая температура устанавливается, температурные градиенты вблизи образца могут быть сведены к минимуму.

Так как гониометрическая головка отделена слоем пенопласта от потока холодного газа, то возможность деюстировки образца из-за неравномерного охлаждения ее деталей исключается.

Емкость сосуда-испарителя обеспечивает непрерывную работу на заданном температурном режиме .в течение 1 — 2 час. Пополняется сосуд-испаритель жидким азотом через пенопластовую воронку с проходным отверстием диаметром около 1,5 лм. Температурный режим образца при этом не нарушается.

Поглощение излучения СиК- в трубках, направляющих газовый поток при толщине их стенок порядка 30и, составляло не более 5%.

Новизна предлагаемой низкотемпературной приставки заключается в наличии устройства, направляющего газовый поток и обеспечивающего епо,подогрев на выходе, что позволяет уменьшить температурные градиенты вблизи образца и использовать хладагент не только дл", охлаждения образца, но и для предотвращения обмерзания, так как поток подогретого газа IiL допускает влажный атмосферный,воздух к охлажденным дсталям прибора и к образцу.

Г1о-новому решена также конструкция подвода паров азота к образцу. Обычно для этого применяются стеклянные дьюаровские трубки, при установке или снятии кассеты их прихо212597 дится снимать, нарушая при этом температурный режим образца, или применять разрезную кассету, или изменять конструкцию привода серийного прибора, В предлагаемой приставке для подачи паров азота в охлаждающее приспособление применена изолированная пенопластом медная трубка, являющаяся продолжением погруженного в жидкий азот змеевика и свободно проходящая в прорезь кассеты, благодаря чему можно снимать и устанавливать кассету серийного прибора

РГНС, не нарушая температурного режима образца. Для установки или снятия кассеты с трубки па короткое, время снимаются теплоизоляционныс накладки. При этом температурный режим образца практически не нарушается, так как подогрев медной трубки вызывает увеличение скорости испарения жидкого азота в сосуде-испарителе, что почти полностью компенсирует дополнительный подогрев его паров.

В известных низкотемпературных приставках при изменении уровня хладагента в сосуде-испарителе изменяется температура образца и поэтому или она стабилизируется с невь|сокой точностью, или применяются специальные устройства для поддержания постоянного уровня жидкого азота. В предлагаемой низкотемпературной приставке применена малоинерционная система регулирования температуры, позволяющая поддерживать температуру образца с постоянной стабильностью порядка 0,1 С при изменении уровня хладагента в сосуде-испарителе. Температура измеряется и регулируется при помощи серийного электронного потенциометра с терморегулятором.

Описываемая низкотемпературная приставка имеет меньшие габариты и вес, более простую конструкцию, долговечна и удобна в эксплуатации. Для ее применения не требуется вносить каких-либо изменений в конструкцшо серийного прибора, РГНС заменяется лишь коллиматор и гониометрическая головка.

При небольшом изменении конструкции корпуса охлаждающего приспособления и экрана слоевой линии приставка может быть использована и для работы с прибором РГНС-2.

15 Предмет изобр етения

11изкотемпературная приставка к рентгеновскому гониометру, состоящая из заполняемого жидким азотом сосуда-испарителя с змеевиком, имеющим тсплоизолированное покрытие и соединенным с охлаждающим приспособление !, состоящим из стакана с нагревателем и теплоизолирующего вкладыша с нагревателем,,вмонтированным в каналах вкладыша, отл.!ча!ои1аяся тем, что, с целью предотвращения обмерзания образца и повышения теплоизоляции, охлаждающее приспособление выполrlpHo с вторым внешним концентрическим цилиндром, смонтированным на внутренней его стороне, нагревателем трубок, соединяющих цилиндры так, что поток газа, охлаждающего образец, образует два концентрических слоя, движущихся в противоположных направлениях, причем внутреннии цилиндр, имеющий низкую температуру, отделен от наружного

35 теплоизолирующим вкладышем.

212597

Z8

Фиг 8

2Ф 21

Фиг 2

Составитель Б. М. Попов

Редактор П. С. Шлайи Те. рсд- Т, П. Курилко Корректоры: И. Л. Кириллова и С. А. Башлынона

Заказ 104!/! Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совсте Миписгров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2