Высокотемпературный резонатор для исследования диэлектриков в инертной среде

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬЕВТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советскиэ

Социалистические

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 23.1.1968 (¹ 1213197/26-9) Кл. 21а4, 74

21а4 71 с присоединением заявки ¹

Приоритет

МПК Н 01р

G 0Ir

УД К 621.372.412:621.317..738 (088.8) Комитет по селам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 18.VII 1969. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 19.XI I.1969

Авторы изобретения

А. В. Антонов, В. Г. Батура, Г. И. Гладышев, В, С. Дудару а ...,,д

В. Г. Смолий, И. Н. Михальчук и В. К. Моисеев э "™

ПЯДИ.нт:,„;

Т ХВИ:1::;, 15

Заявитель

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЗОНАТОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ДИЭЛЕКТРИКОВ В ИНЕРТНОЙ СРЕДЕ

Йзобретение относится к устройствам для исследования температурной зависимости параметров диэлектриков в инертной среде при температуре от +20 до — 1600 С и может быть использовано в научных или практических измерениях диэлектрических характеристик е и

tg б твердых диэлектриков.

Известны конструкции высокотемпературных устройств для измерения параметров диэлектриков резонаторным методом в цилиндрических резонаторах в вакууме илп инертной среде.

Такие устройства характеризуются малой производительностью и .низкой экономичностью. Это объясняется необходимостью разгерметизации рабочего объема резонатора при каждой смене партии исследуемых образцов диэлектриков. Перед разгерметизацией рабочего объема необходимо выдержать определенное время, чтобы его температура была близка к нормальной. После смены партии образцов надо достичь требуемой степени вакуума, затем постепенно подымать температуру и, наконец, заполнить рабочий объем инертным газом. Этот процесс достаточно длителен и сравним (если не больше) с длительностью рабочего дня.

Предлагаемый высокотемпературный резонатор отличается тем, что он снабжен механизмом перемещения диэлектрических волноводов, изменяющим глубину их погружения относительно отверстий связи. Это расширяет пределы измерения углов диэлектрических потерь.

При смене партии образцов теряется лишь незначительное количество инертного газа и не требуется последующей вакуумной откачки рабочего объема резонатора, а также охлаждения и подъема его температуры.

10 При измерениях параметров диэлектриков резонаторным способом диапазон измеряемых значений угла диэлектрических потерь ограничивается динамическим запасом чувствительности схемы измерения параметров объемных резонаторов. Так, например, для точного измерения малых значений угла диэлектрических потерь (порядка 10 .) необходимо иметь высокое значение добротности связи, Q связи))

Q0, что обусловливает значительное пере20 хоДное затУхание РезонатоРа (Р„ср ) 30 дб).

Тем самым ограничивается нижний предел измеряемых углов диэлектрических потерь, так как при этом переходное затухание резко возрастает из-за увеличения затухания в изме25 ряемом диэлектрике.

Использование элементов регулирования связи резонатора в процессе нагрева позволяет исследовать температурные зависимости е и

tg б высококачественных диэлектриков,во всем

30 интервале температур, т. е, когда диэлектри248805

55 ческие потери (для подавляющего большинства материалов) от очень малых значений при комнатной температуре (tg6=10 4 — 10 ) возрастают до tg6=10 > — 10 при температуре, близкой к точке плавления.

На фиг. 1 представлен предлагаемый высокотемпературный резонатор для исследования диэлектриков в инертной среде; на фиг. 2— винтовой механизм перемещения диэлектрического волновода.

Описываемый резонатор содержит узел 1 резонатора, перестраиваемый поршень 2, диэлектрический .волновод 8, нагревательное устройство 4, экраны 5 тепловой защиты, шлюзовую камеру б, запираемую вакуумной задвижкой 7, загрузочное устройство 8, выполненное в виде плоского ротора с гнездом для укладки образцов диэлектриков.

Установка снабжена вакуумной системой, системой пуска инертного газа, а также системой охлаждения.

Диэлектрический волновод 8 заходит в отверстие связи крышки 9 резонатора. В верхней своей части диэлектрический волновод несет прилагаемую к нему резьбовую втулку 1О, припаянную к сильфону 11, который обеспечивает возможность осевого перемещения волновода 8 без нарушения вакуумной герметизации объема.

Верхним концом .волновод 8 входит в полость обычного прямоугольного волновода 12.

На втулке 10 сидит коническая шестерня 18 с резьбовой нарезкой. Вал 14 с сидящей на ней конической шестерней 15, вращаясь, сообщает вращение шестерне 18, которая выполняет функции гайки. Шестерня 18 не может вертикально перемещаться, поэтому она при помощи резьбовой нарезки перемещает диэлектрический волновод 8, тем самым изменяя коэффициент связи.

Поршень 2 в исходном состоянии находится в крайнем нижнем положении, поэтому диск загрузочного устройства может свободно поворачиваться вокруг своей оси. Вакуумная задвижка 7 находится в своем правом положении. Исследуемые образцы загружают через люк 1б. Вращая ротор загрузочного устройства при помощи ручки 17, последовательно подводят под отверстие люка 15 все гнезда для образцов на роторе загрузочного устройства. После загрузки образцов люк !б закрывается, и производится вакуумная откачка внутреннего объема установки. После достижения достаточного .вакуума включается нагревательное устройство 4 и продолжается вакуумная откачка. Затем нагревательное устройство выключается, и через патрубо ок 18

40 установка заполняется инертным газом. Поршень 2 из крайнего нижнего положения под" нимается вверх. Проходя через гнездо загрузочного устройства, поршень снимает с него образец диэлектрика 19 и вводит в рабочую часть резонатора. Включается нагревательное устройство 4 и изменяются параметры исследуемого образца на всех интересующих температурных режимах.

При этом коэффициент связи регулируется указанным выше методом. После измерения первого образца диэлектрика поршень возвращается в крайнее нижнее положение, оставляя при этом образец в соответствующем гнезде на роторе загрузочного устройства. Ротор поворачивается на фиксированный угол так, что очередной образец становится над поршнем 2, находящимся в крайнем нижнем положении, и процесс измерения осуществляется описанным выше образом.

После измерения всех образцов, которые находятся в загрузочном устройстве 8, поршень

2 снова возвращается в крайнее нижнее положение, вакуумная задвижка 7 перемещается влево и закрывает горловину 20, отделяя рабочий объем установки от шлюзовой камеры б. Открывается люк 1б, заменяются образцы диэлектриков в загрузочном устройстве, и производится вакуумная откачка шлюзовой камеры и заполнение ее инертным газом. Вакуумная задвижка 7 отодвигается в свое крайнее правое положение, поршень 2 вводится в рабочую часть резонатора, по пути принимая на себя образец диэлектрика. Измерения производятся как описано выше. Таким образом, во .время перезарядки загрузочного устройства разгерметизируется только шлюзовая камера б, что устраняет необходимость охлаждения вакуумной откачки и заполнения новой порцией инертного газа основного:объема установки.

Предмет изобретения

Высокотемпературный резонатор для исследования диэлектриков в инертной среде, содержащий цилиндрический резонатор типа Hpin> нагревательное устройство, систему вакуумной откачки, систему охлаждения и заполнения рабочего объема установки инертным газом, а также загрузочное устройство, отличаюи1ийся тем, что, с целью расширения пределов измерения угла диэлектрических потерь, резонатор снабжен механизмами перемещения диэлектрических волноводов, изменяющими глубину их погружения относительно отверстий связи.

248805

А-A

Составитель В. Курныкой

Текред 3. Н. Тараненко

Редактор В. Кузнецов

Корректор Л. В. Юшина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3437/8 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва 5К-35, Раушская наб., д. 4/5