Криостат для оптических исследований

 

Союз Советсник

Социалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С ВТЮЛЬСТВУ (б1) 4ополмительмое к авт. саид-ву (22) Заявлено 090779 (23) 2792852/23-26 (Si)lA КЛ

F 25 0 3/10 с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23,0881 Бюллетень Н9 31 (53) УДК 821.59 (088 . 8) Дата опубликования описания 230881 (72) Автор изобретения

И.И.Долгов (71) Заявитель (54) КРИОСТАТ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изобретение относится к исследованию оптических материалов, а точнее — к криостатам, предназначенным для оптических исследований.

Известен оптический криостат, содержащий теплоизолированную рабочую камеру с трубками подвода и выпуска хладагента, нагреватели и оптический Измерительный тракт (1).

Недостатки устройства — его неэкономичность, так как расход хлад-агента не зависит от температуры образца и не регулируется, а максимальный поток хладагента выбрасывается в атмосферу, недостаточная, эффективность изменения температуры образца. за .счет нагрева паров хладагента и, как следствие, ограниченность температурного диапазона, так как температура максимального охлаждения образца ограничена темпеЮ ратурой газовой фазы хладагента, а такжŠ— наличие непосредственной связи рабочей полости с атмосферой на линии измерительного тракта и невозможность исследовать светопропускание и люминесценцию и иннерционность системы регулирования температуры.

Наиболее близким к предлагаемому является криостат для оптических исследований, содержащий соединенные между собой сосуд Дьюара, нагреватель и рабочую камеру с полым светопроводом и держателем образца, установленным на теплообменнике, вход которого подключен к днищу сосуда

1О Дьюара, а выход — через регулируемый вентиль к атмосфере (2).

Недостатки этого устройства состоят в том, что совместное размещение всех элементов в едином объеме делает невозможным использование еГо

IS для лабораторных испытаний в поле воздействия ионизирующих излучений, влияющих на систему нагрева, соединительные и уплотнительные элементы и ттде

Кроме того, вакуумирование приводит к увеличению времени подготовки криостата при замене образцов, так как требует полного расхолаживания, осушки и герметизации с последующей откачкой, что обычно отнимает от 3 до 5 часов, а также увеличение расхода хладагента при включении нагревателя для повьааения температуры образца, необходимость раэгерметиэа-!

857668

55 ции при смене обраэца, приводит к потере оставшегося хладагента„, Цель изобретения - устранение укаэанных недостатков, т.е. повышение экономичности и надежности, а также расшйрения области применения.

Укаэанная цель достигается тем, что регулируемый вентиль выполнен трехходовым и дополнительно подключен к выходу светопровода, нагреватель установлен на выходе теплообменника, в код которого дополнительно подключен при помощи патрубка с вентилем к верхней части сосуда

Дьюара.

Кроме того, сосуд Дьюара снабжен установленным в нем нагревателем.

На чертеже изображена принципиальная схема криостата.

Криостат содержит теплоизолированную рабочую камеру l в которой расположен теплообменник 2, держатель образца 3 и термопару 4 для измерения и регулирования температуры, сосуд Дьюара 5 с жидким хладагентом, соединенный с теплообменником трубопроводом 6, пропущенным в нижнюю часть сосуда, другой трубопровод 7 соединяет на выходе теплообменник 2 с выходом 8 светопровода, причем в трубопроводе 7.последовательно установлены нагреватель 9 и трехходовый регулируемый вентиль 10 с поворотной заслонкой 11, один конец которого связан с атмосферой, источник света 12 установлен на входе 14 светопровода, а приемник 13 на выходе 8 светопровода. Сосуд

Дьюара 5 снабжен нагревателем 15 и патрубком 16, и вентилем 17, Криостат работает следующим образом.

Держатель 3 образца помещают в теплообменник 2, включаются нагреватели 15 и 9 и открывается вентиль

1!. Пары подогретого примерно до комнатной температуры хладагента; поступают через теплообменннк ? н трубопровод 7 в выход 8 снетопровода. Заслонка 11 перекрывает в это время выход в атмосферу треххсдового вентиля 10, и затем — в камеру 1, при этом воздух из камеры 1 ыдувается. через вход 14 светопровода и происходит продувка камеры.

После продувки вентиль l7 перекрывают, отключается нагреватель 9, нагреватель 15 продолжает быть включенным и сжиженный:хладагент. под давлением паров Â верхней части сосуда Дьюара поступает по трубопроводу 6 в теплообменник и охлаждает образец до температуры жидкого хладагента. Требуемая температура образца контролируется термопарой 4, связанной с нагревателем 15, а регулирование скорости продувки и дополнительное регулирование температуры образца осуществляется посредством управляемой заслонки 11, обеспечивающей регулируемый сброс отработанных паров хладагента в атмосферу через одно из отверстий трехходового вентиля 10, что позволяет получать ! различные в исследуемом диапазоне температуры образцы в любой момент времени, а также обеспечивает минимальную, необходимую для вытеснения воздуха из камеры 1 и выхода 8 светопровода подачу паров после продувКиа

Расхолаживание криостата ведется в обратном порядке;

Изобретение позволяет расширить методы исследования оптических свойств, а также снизить расход хладагента при работе на промежуточных температурах, расширить температурный диапазон исследований и обеспечить экспрессность измерений.

Формула изобретения

1. Криостат для оптических исследований, содержащий соединенные между собой сосуд Дьюара, нагреватель и рабочую камеру с полым светопроводом и держателем образца, установлен,ым на теплообменнике, вход которого подключен к днищу сосуда Дьюара, а выход — через регулируемый вентиль к атмосфере, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, регулируемый вентиль выполнен трехходовым и дополнительно подключен к выходу светопровода, нагреватель установлен на выходе теплообмеыника, вход которого дополнительно подключен при помощи патрубка с вентилем к верхней части сосуда Дьюара.

2. Криостат по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что сосуд Дьюара снабжен установленным в нем нагревателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 581353, кл. F 17 С 13/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 522386, кл F D 3/10, 1974.

857668

Составитель Г.Ольшанская

Редактор Н.Пушненкова Техред.М. Табакович Корректор В. Макаренко

Заказ 7214/63 Тирам 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, а-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент,. г. Увгород, ул. Проектная, 4