Жидкостный статический калориметр
Владельцы патента RU 2708698:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в различных устройствах радиоизмерительной техники и аппаратуры средств связи для измерения СВЧ мощности. Жидкостный статический калориметр содержит поглощающую нагрузку, помещенную в заполненный жидкостью корпус. Жидкость имеет высокий коэффициент теплоемкости и возможность перехода из одного агрегатного состояния в другое в заданном температурном диапазоне с поглощением большого количества тепла. Поглощающая нагрузка выполнена в виде короткозамкнутой с одной стороны коаксиальной линии с потерями. На верхней поверхности корпуса выполнены отверстия, в одно из которых установлен клапан избыточного давления, а в другие - термопары. Технический результат - увеличение поглощаемой СВЧ мощности устройством. 1 ил.
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в различных устройствах радиоизмерительной техники и аппаратуры средств связи для измерения СВЧ мощности.
Известен жидкостный статический калориметр, состоящий из отрезка линии передачи, подогревателя, ваттметра и поглощающей нагрузки, помещенной в заполняемый жидкостью с большим коэффициентом температурного расширения замкнутый объем с индикатором уровня, (см. патент SU №364903, приоритет от 25.11.1971 «Жидкостный статический калориметр», авторы: И.К. Овчинников, В.Д. Кукуш, МПК: G01R 21/02, опубл. 19.11.1973 г.).
Вышеуказанное изобретение является наиболее близким по технической сущности к заявляемому жидкостному статическому калориметру, и поэтому выбрано в качестве прототипа.
Недостатком указанного устройства является невозможность обеспечения работоспособности калориметра при высоких значениях СВЧ мощности.
Решаемой технической проблемой является создание жидкостного статического калориметра, работающего при высоких значениях СВЧ мощности.
Достигаемым техническим результатом является увеличение поглощаемой СВЧ мощности устройством.
Для достижения технического результата в жидкостном статическом калориметре, содержащем поглощающую нагрузку, помещенную в заполненный жидкостью корпус, новым является то, что жидкость имеет высокий коэффициент теплоемкости и возможность перехода из одного агрегатного состояния в другое в заданном температурном диапазоне с поглощением большого количества тепла, поглощающая нагрузка выполнена в виде короткозамкнутой с одной стороны коаксиальной линии с потерями, на верхней поверхности корпуса выполнены отверстия, в одно из которых установлен клапан избыточного давления, а в другие - термопары.
За счет того, что жидкость имеет высокий коэффициент теплоемкости и возможность перехода из одного агрегатного состояния в другое в заданном температурном диапазоне происходит поглощение большого количества тепла. Процесс изменения агрегатного состояния требует заданного значения давления, что обеспечивается клапаном избыточного давления, установленным на внешней поверхности замкнутого объема. Т.о. обеспечивается работа при высоких значениях СВЧ мощности. Изобретение реализуется схемой, представленной на фигуре. Жидкостный статический калориметр, содержащий поглощающую нагрузку 1, помещенную в заполненный жидкостью 2, имеющей высокий коэффициент теплоемкости, например, вода (теплоемкость=4200 Дж/(кг*K)), корпус 3, поглощающая нагрузка 1 выполнена в виде короткозамкнутой с одной стороны коаксиальной линии с потерями, состоящей из внутреннего проводника 4, диэлектрика 5, внешнего проводника 6 и коаксиального разъема 7. На верхней поверхности корпуса 3 выполнены отверстия, в одно из которых установлен клапан 8 избыточного давления, а в другие - термопары 9.
Жидкостный статический калориметр работает следующим образом. СВЧ мощность через коаксиальный разъем 7 поступает в поглощающую нагрузку, в результате чего элементы конструкции поглощающей нагрузки разогреваются. За счет теплопередачи происходит перенос тепла от элементов нагрузки 1 к жидкости 2, которая достигая определенного уровня температуры, изменяет свое агрегатное состояние. Для измерения изменения температуры жидкости используются термопары 9. В процессе нагрева давление в замкнутом объеме корпуса 3 увеличивается. С повышением давления температура изменения агрегатного состояния увеличивается. Для поддержания заданного уровня давления внутри замкнутого объема корпуса, а соответственно и температурного режима, используется клапан избыточного давления 8.
Объем и вид жидкости подбираются таким образом, чтобы по истечении времени непрерывной работы калориметра, нагрузка находилась в жидкости, что предотвращает перегрев конструкции нагрузки, и как следствие вывод из строя жидкостного статического калориметра.
Таким образом, использование заявляемого жидкостного статического калориметра позволяет измерять высокие значения поглощаемой СВЧ мощности.
Был изготовлен опытный образец жидкостного статического калориметра, испытания которого подтвердили достижение заявленного технического результата.
Жидкостный статический калориметр, содержащий поглощающую нагрузку, помещенную в заполненный жидкостью корпус, отличающийся тем, что жидкость имеет высокий коэффициент теплоемкости и возможность перехода из одного агрегатного состояния в другое в заданном температурном диапазоне с поглощением большого количества тепла, поглощающая нагрузка выполнена в виде короткозамкнутой с одной стороны коаксиальной линии с потерями, на верхней поверхности корпуса выполнены отверстия, в одно из которых установлен клапан избыточного давления, а в другие - термопары.
