Устройство для исследования высокочастотных свойств материалов при низких температурах

 

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Целью изобретения является обеспечение исследований в диапазоне температур. Устр-во содержит криостат с крьшкой 1, внутренняя полость 2 которого вакуумирована, и в котором расположен резонатор (Р) 3 и элементы связи с ним 4 и 5. Для достижения цели Р 3 выполнен коакси

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 G 01 R 27/26

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4114464/24-.09 (22) 01.09.86 (46) 30.03.88. Бюл, ¹ 12 (71) Особое конструкторско-технологическое бюро Физико-технического института низких температур АН УССР (72) Н.Н. Нренцлау, А.П, Бескорсый и И.Ф. Харченко (53) 621.317.335.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 470882, кл. Н О1 Р 7/06, 27.11.73.

Авторское свидетельство СССР № 314263, кл. Н 01 L 39/04, 10.03.70, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ ПРИ

НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ (57) Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Целью изобретения является обеспечение исследований в диапазоне температур. Устр-во содержит криостат с крьппкой 1, внутренняя полость 2 которого вакуумирована, и в котором расположен резонатор (Р)

3 и элементы связи с ним 4 и 5. Для достижения цели P 3 выполнен коакси1385095 альным с длиной, кратной целому числу полуволн в резонаторе. К концам P 3 подсоединены введенные отрезки 6 и 7 запредельного круглого волновода, их диаметр равен диаметру внешнего проводника 8 P 3, Внешний проводник 8 имеет тепловой контакт с криостатом с крышкой 1, Уровень 9 криогенной жидкости 10 выше уровня 11 размещения Р и отрезков 6 и 7. Внутренний проводник 12 P 3 выполнен в виде спирали из исследуемого материала. Проводник 12 выполнен на каркасе, который состоит из внутренней части 13 и наружной части 14. На каркасе навит теплообменник (Т) 15, который закреплен стаканом

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может использоваться для исследований температурной э зависимости высокочастотных свойств материалов, например поверхностного сопротивления сверхпроводящих металлов и сплавов или затухания покрытий поверхности металлов в широком температурном диапазоне, Целью изобретения является обеспечение исследований в диапазоне температур.

На чертеже приведена конструкция устройства для исследования высокочастотных свойств материалов при низких температурах в разрезе, .

Устройство содержит криостат с крьппкой 1, внутренняя полость 2 которого вакуумирована, и в котором расположен резонатор 3 и элементы связи с ним 4 и 5.

Резонатор 3 выполнен коаксиальным с длиной, кратной целому числу полуволн в резонаторе. К концам резонатора 3 подсоединены отрезки 6 и 7 запредельного круглого волновода,их диаметр равен диаметру внешнего проводника 8 резонатора 3. Внешний проводник 8 резонатора 3 имеет тепловой контакт с криостатом с крышкой 1.уровень 9 криогенной жидкости 10 выше уровня 11 размещения резонатора и отрезков 6 и 7, Внутренний проводник 12 резонатора 3 выполнен в виде спирали

16. Т 15 соединен с внешними цепями патрубком 17 заборным и патрубком 18 дренажным, которые выведены через крышку 19 и имеют вакуумные уплотнения 20, 21. На патрубке 17 расположен нагреватель 22. Во внутренней части

13 каркаса выполнен канал 24, соединенный с крышкой 19 направляющей 25, В канале 24 расположен датчик 26 тем— пературы, соединенный тягой 27 через вакуумное уплотнение 28 с внешней ! средой. Измеряя температурную зависимость добротности P 3, можно определить температурную зависимость поверхностного сопротивления исследуемого материала. 1 ил. из исследуемого материала. Длина „ внешнего проводника 8 выбрана таким образом, чтобы между его концами и концами внутреннего проводника 12 су5 ществовали отрезки 6 и 7. Проводник

12 выполнен на каркасе, который состоит из внутренней части 13 и наружной части 14. На каркасе навит диэлектрический теплообменник 15, который закреплен диэлектрическим стаканом

16. Теплообменник 15 соединен с внешними цепями патрубком 17 заборным и патрубком 1.8 дренажным, которые выведены через крьппку 19 и имеют вакуумные уплотнения 20 и 21. На патрубке

17 расположен нагреватель 22. Внутренний проводник 12 может быть расположен и на стакане 16, Такое его расположение на чертеже показано пункти 0 .ром и обозначено позицией 23, Во ., внутренней части 13 каркаса выполнен, канал 24, соединенный с крьппкой 19 направляющей 25, В канале 24 располо25 жен датчик 26 температуры, соединенный тягой 27 через вакуумное уплотнение 28 с внешней средой. Через это же уплотнение датчик 26 соединен с внешними измерительными цепями.

Устройство работает следующим образом.

При заполнении криостата с крышкой

1 криогенной жидкостью 10 внешний проводник 8 резонатора 3 переходит в сверхпроводящее состояние. При этом

1385095

Формула и з обре т е и и я

Составитель В. Гончаров

Редактор Н, Горват Техред Л.Сердюкова Корректор М. Пожо

Заказ 1411/44 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 охлаждаются проводник 12 и стакан 16, Минимальная температура проводника 12 достигает 8-10 К. Эту температуру регистрирует датчик 26. После достиже5 ния нужной температуры датчик 20 тягой 27 удаляют из резонатора 3.

При запитке резонатора 3 высокочастотным сигналом через элементы связи 4 и 5 на частоте, соответствую- 10 щей целому числу полуволн,укладывающихся на длине проводника 12, возникает резонанс. Добротность резонатора

3 зависит от поверхностного сопротивления исследуемого материала, потерь в материалах каркаса и стакана 16, а также теплообменника 15.

По патрубку 17 в теплообменник 15 поступает газообразный гелий, В зави- 2р симости от скорости.его прокачки,которая регулируется через патрубок 18, устанавливается нужная температура проводника 12. Более точная установка температуры осуществляется нагре- 25 вателем 22. Проводник 8 резонатора 3 при этом находится при постоянной низкой температуре, Таким образом, измеряя температурную зависимость добротности резонатора 3, можно определить температурную зависимость поверхностного сопротивления исследуемого материала.

Устройство для исследования высокочастотных свойств материалов при низких температурах, содержащее криостат с крышкой, внутренняя полость которого вакуумирована и в котором размещены резонатор и элементы связи с ним, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения исследований в диапазоне температур, резонатор выполнен коаксиальным, длина которого L

= и g/2, где — длина волны в резонаторе n = 1,2,3,..., а к концам которого нодсоединены введенные отрезки запредельного круглого волновода, диаметр которых равен диаметру внешнего проводника резонатора, имеющего тепловой контакт с криостатом с крышкой, причем уровень криогенной жидкости выше уровня размещения резонатора и отрезков запредельного круглого волновода, а также введен теплообменник, имеющий тепловой контакт с внутренним проводником резонатора.