Криостат

 

2 д.

О 3/1О

621.59

) -.ЮУП Кмв, Латвийский ориена Трунового Красного Знамени государе йнф р,г .университет им. ПСтучки (7I ) Заявитель (54) КРИОС ТАТ!

Изобретение относится к приборам криоген- ной техники и, в частности, к криостатам для оптических исследований веществ в широком

--диапазоне температур, и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авторском свидетельстве СССР N 263938.

В основном изобретиии описан криостат для исследования веществ в широком диапазоне температур. Этот криостат имеет сосуд криоагента, в днище которого закреплено о3но колено теплоизоляционной U-образной трубы; во втором колене трубы помещен держатель образца с регулируемым нагревателем и теплопроводом, а пары криоагента из этого колена отводятся вверх через трубку, снабженную элек15 тромагнитйым вентилем, дросселем и трубкойкомпенсатором столба жидкого криоагента в сосуде: f 3) В таких криостатах при изменении темпера20 .туры держателя образца изменяется температура колена 0-образной трубы, в котором закреплен держатель образца, что вызывает перемещение держателя образца вместе с образцом в

2 плоскости прилегания образца к держателю иэза термического расширения трубы, При оптических исследованиях такое перемещение образца поперек оптической оси системы вызывает перемещение иэображения, переданного оптической системой по чувствительному элементу приемника, например, по фотокатоду фотоэлектронного умножителя. Это увеличивает погрешность измерения, Кроме того, участок U-образной трубы, размещенный ниже держателя образца, увеличивает габариты крий. стата и затрудняет размещение криостата в стан дартных спектрометрических приборах из-эа небольшой высоты оптической оси над опорной поверхностью в приборах.

Цель дополнительного . изобретения — повышение точностй оптйческих измерений в широком диапазоне теМператур, уменьшение габаритов и увеличение скорости изменения температуры держателя образца.

Это достигается тем, что в криостате двржатель образца выполнен в виде двух коаксиаль. ных теплоизолированных труб, укрепленных в корпусе и соединенных с сосудом криоагента

702220

3 и электромагнитным вентилем посредством Iloлого теплопровода, а между коаксиальными трубами установлена направляющая потока.

На фиг. 1 схематически показан криостат, вертикальньй разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг.. 1.

Криостат состоит из вакуумного кожуха 1. с размещенным в нем сосудом 2 для криоаген-. та с коленом 3 в днище, сообщенный с нижней ,частью корпуса 4 трубкой 5 из материала высокой теплопроводности. В корпусе 4 закреплен держатель 6 образца 7 с нагревателем 8, выполненный в виде двух коаксиальных теплоизолированных труб 9 и 10 с расположенной между ними направляющей потока 11. Корпус . 4 соединен с полым теплопроводой 12, изготовленным из материала высокой теплопроводности, имеющим тепловой контакт с сосудом

2 и сообщенным посредством отвода 13 с, электромагнитным вентилем 14, дросселем 15 и компенсатором 16, установленным нижним торцом в криоагенте на линии 17 уровня. Сосуд 2 снабжен патрубками 18 дтя залйвки и

19 —. дяя отвод» и откачки паров криоагента, Криостат работает следующим образом. 25

При открытом электромагнитном вентиле 14 отрегулированном дросселе 15 и выключенном нагревателе 8 криоагент из сосуда 2 по колену 3 и трубке 5 заполняет корпус 4 и пространство между коаксиальными трубами 9 и 10

10, смачивая держатель 6 образца 7. Пары криоагента, выходящие из корпуса 4, заполняют отвод 13, дроссель 15 и трубку 16. Давление паров в трубке 16 поддерживается на таком урювне, что криоагент устанавливается в корпу- з5 се 4 на линии 17 уровня. При этом температур ра держателя 6 образца 7 равна теьшературе кипения криоагента. При таком положении электромагнитного вентиля 14 и дросселя 15 и включенном на определенную мощность на- 40 гревателе 8 образуются пары криоагента в корпусе 4, выходу которых препятствует, дроссель

15. Давление в теплопроводе 12, отводе 13 и корпусе 4 увеличится и уровень криоагента в корпусе 4 понизится, Прн этом уменьшится 45 смоченная криоагентом поверхность держателя

6 образца 7, следовательно уменьшится часть тепла, полученного от нагревателя 8 отводимая в криоагент держателем 6, и установится определенная температура держателя 6. 50 4

Дросмль 15 служит для задания скорости охлаждения держателя 6 образца 7 изменением сопротивления истечения паров криоагента из корпуса 4.

При закрытом электромагнитном вентиле 1а можно получить наибольшую скорость нагрева держателя 6, когда полностью прерывается контакт криоагента с держателем 6, а теплообмен между ними осуществляется только через пар криоагента и стенки теплоизолироваь

an труб 9 и 10. При этом положении электромагнитного вентиля 14 возможен нагрев держателя 6 с постоянной скоростью.

Направляющая потока 11 увеличивает турбулентность потока это повышает скорость охлаждения держателя 6.

При любых температурах держателя 6 сохраняется постоянная температура корпуса 4, равная температуре кипения крно.-;г..нта, Таким образом достигается сохранение положения держателя 6 в плоскости прилегания образца 7, что необходимо для повышения точности оптических измерений.

Использование предложенного криостата позволяет повытть точность оптических измерений эа счет исключения перемещения образца в плоскости прилегания образца к держателю от термйческого расширения, которое в известном криостате составляет около 0,25 мм, при одновременном повышении скоростй охлажденйя и уменьшении размера части криостата, йаходящейся ниже его оптической осн.

Формула изобретения

Криостат цо авторскому свидетельству СССР

Р 263938, отличающийся тем,что,с целью повышения точности оптических измерений в широком днапазойе температур, держатель образца вь.. полнен в виде двух коаксиальных теплоизолированных труб с расположенной между ними на. правляющей потока криоагента и снабжен дополнительным полым теплопров4цом, сообщающимся с электромагнитным вентилем.

Источники информации, принятЫе во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 263938, кл. G 01 N 25/32, 1968.

Составитель Г, Ольшанская

Редактор Ф. Серебрянский Техред Э.Чужик Корректор В, Синицкая

Заказ 7568/37 Тираж 607 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4