Кварцедержатель

 

O ll H C A H M E

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1i i1 543147

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.12.74 (21) 2081994/09 с присоединением заявки ЛЪ (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.77. Бюллетень N 2

Дата опубликования описания 16.02.77 (51) М. Кл.-" Н ОЗН 9/08

G 01К 11/22

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.372.412 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. Я. Баржин, В. В. Баканов, Г. Г. Харитонов, Б. И. Иванов и И. И, Тартаковский (71) Заявитель (54) КВАРЦЕДЕРЖАТЕЛЬ

Изобретение относится к компонентам радиоаппаратуры и может использоваться в кварцевых резонаторах для высокостабильных кварцевых генераторов с малым временем выхода частоты колебаний на номинальное значение.

Кварцедержатели, используемые для крепления пьезоэлемента и подвода тепла к нему, являются неотъемлемой частью кварцевых резонаторов, в которых прогрев пьезоэлемента осуществляется за счет теплопроводности материала вакуумированного баллона, кварцедержателя, включающего в себя, например, металлический каркас, пружины, и выводов.

Система терморегулирования в таких резонаторах оказывается сложной, имеет большую инерционность, а время выхода кварцевого резонатора на номинальную частоту оказывается очень большим.

Известен кварцевый резонатор, содержащий расположенный в нем пьезоэлемент, датчик температуры, закрепленный на торцевой поверхности пьезоэлемента, и терморегулятор, снабженный двумя расположенными в вакуумиро анном баллоне излучателями тепловой энергии, выполненными, например, в виде сферических зеркал с напыленными на их внутренней поверхности пленочными нагревателями, образующими полость, внутри которой расположен пьезоэлемент (1).

Однако известный кварцевый резонатор также имеет значительную инерционность системы терморегулирования, сама система сложна, а при ее включении наблюдаются большие колебания температуры около ее номинального значения.

С целью уменьшения времени выхода кварцевого резонатора на номинальную частоту, упрощения системы обеспечения заданной температуры пьезоэлемента и повышения ее эффективности для быстрого прогрева пьезоэлемента до номинальной температуры необходимо сначала быстро подвести тепло от нагревателя к пьезоэлементу, т. е. иметь малое тепловое сопротивление подводящей системы, а при приближении температуры пьезоэлемента к номинальной необходимо резко уменьшить подвод тепла, т. е. скачком увеличить тепловое сопротивление подводящей системы. 2-0 Указанная цель достигается применением известной тепловой трубки в качестве кварцедержателя (2).

На фиг. 1 представлена конструкция кварцевого резонатора с кварцедержателем в виде тепловой трубки; на фиг. 2 — конструкция тепловой трубки, примененной в качестве кварцедержателя.

Кварцевый резонатор состоит пз пьезоэлемента 1, тепловых трубок 2, используемых для

30 крепления пьезоэлемента и подвода тепла к

543147 нему, контактов 3 подогревателя 4 тепловой трубки и электрических выводов 5.

Тепловая трубка состоит из контактной крышки 6, обладающей хорошей теплопроводностью и служащей для передачи тепла пьезоэлементу, корпуса 7 из диэлектрического материала с высокой теплопроводностью, например винипласта, подводящих контактов 8, электроподогревателя 9, выполненного, например, в,виде крышки из материала с большим удельным сопротивлением, и тонких стержней 10 из диэлектрического материала, например стекловолокна, полностью заполняющих объем тепловой трубки.

Тепловая трубка почти полностью заполняется рабочим веществом, обладающим температурой перехода из жидкого состояния в газообразное, близкой или равной номинальной температуре пьезоэлемента, v, располагающимся между тонкими стержнямп пз диэлектрического материала, например ацетоном.

Тепловая трубка, примененная в качестве кварцедержателя, работает следующим образом.

При пропускании электрического тока через электроподогреватель 9 рабочее вещество, например ацетон, находящееся внутри тепловой трубки, нагревается, частично испаряется и благодаря явлению конвекции более нагретое газообразное вещество перемещается по трубке и доходит до контактной крышки 6.

Ввиду разности температур газообразное рабочее вещество, соприкасаясь с контактной крышкой 6 и стержнями 10, конденсируется, переходя из газообразного состояния в жидкое с выделением тепла, которое идет на нагрев контактной крышки 6. В результате хорошего контакта между контактной крышкой б и пьезоэлементом 1 тепловая энергия от электроподогревателя 9 передается пьезоэлементу.

Конденсированное рабочее вещество в жидком состоянии посредством капиллярных сил перемещается к подогревателю, где большая его часть переходит опять в газообразное состояние, процесс нагрева пьезоэлемента продолжается. По достижении температуры раоочего вещества во всем объеме тепловой трубки, равной температуре перехода из жидкого состояния в газообразное (и равной номпнаlbной температуре кварцевого резонатора), все рабочее вещество переходит в газообразное состояние, конвекция отсутствует, капиллярпые силы отсутствуют, при этом тепловое сопротивление между подогревателем и контактной крышкой резко увеличивается, а температура вещества в трубке практически не повышается.

При уменьшении температуры кварцевого резонатора ниже номинальной в тепловой трубке образуется жидкая фаза рабочего вещсства, вновь появляются капиллярные силы и конвекционная передача тепла, что приводит к резкому уменьшению теплового сопротивления и быстрому подводу тепла к пьезоэлементу.

Таким образом, температура пьезоэлемента поддерживается с высокой степенью точности, равной номинальной величине, причем достигается простота системы терморегулирования, высокая степень точности поддержания номинальной температуры пьезоэлемента, устранение явления перегрева пьезоэлемента и сокращение времени выхода резонатора на номинал частоты.

Формула изобретения

Применение тепловой трубки в качестве кварцедержателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР №356488, М. Кл. G 01К 11/12, 1972 г. (аналог).

2. В. Б. Елисеев, Д. И. Сергеев, «Что такое тепловая трубка?», М., «Энергия», 1971 г. (прототип).

543147

Составитель Г. Челей

Техред E. Петрова

Корректор Н. Аук

Редактор Т. Янова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 49 13 Изд № Тираж 1054 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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