Парощелочная ячейка поглощения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

<>868682

9 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 31. 01. 80 (21) 2878563/18-25

r с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)м. gg.з

G 01 V 3/14

Гесударстмяима квинтет

СССР по яеааи язобретениа я открытнВ

Опубликовано 30.0981. бюллетень М 36

Дата опубликования описания 30. 09. 81 (53) УДК 550. 838..08(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Б. Горященко, Г. К. Жиров и Л. И. Смешливый!

Казахский филиал Всесоюзного научн — сследовательского .института разведочной геофизики.

----.—.. (71) Заявитель (54) ПАРОЩЕЛОЧНАЯ ЯЧЕЙКА ПОГЛОЩЕНИЯ

Изобретение относится к геофизическому приборостроению, основанному на использовании принципа оптической ориентации атомов щелочных металлов, и может быть использовано в квантовых магниточувствительных преобразователях и атомных стандартах частоты.

Известна ячейка поглощения, выполненная в виде герметичного корпуса цилиндрической или сферической формы с отростками, в одном из которых находится рабочий щелочной металл 51).

Недостатком такой ячейки является сравнительно узкий температурный диапазон, в котором наблюдают сигнал радиооптического резонанса. Так,например, для ячейки с цеэием ширина диапазона на уровне 0,5 от максимальной амплитуды сигнала составляет 1518 С, а оптимальная рабочая температура 25 С.

Известна также ячейка поглощения, конструкция которой аналогична конструкции указанной выше ячейки, а температурный рабочий диапазон смещен в сторону более высоких темпе-. ратур путем применения в качестве рабочего вещества смеси щелочных металлов в определенных пропорциях (например, смесь 10% цезия и 90% калия сдвигает температурный оптимум в район 40-45 С) Г23Однако в известной ячейке происходит лишь незначительное расширение рабочего температурного диапазона. Для исключения влияния температуры окружающей среды ячейку термостатируют при достаточно высокой температуре (45-50 С), что приводит к усложнению системы термостатирования и потреблению значительной электрической мощности на нагрев.

Наиболее близкой к предлагаемой является парощелочная ячейка поглощения, содержащая герметичный корпус с двумя отростками, один из ко торых заполнен паром рабочего вещества, а другой — металлическим порошком в гранулах. Металлический по20 рошок адсорбирует пары щелочного металла и поддерживает тем самым постоянное давление паров металла в температурном диапазоне 45-80 С Г31 .

К недостаткам такой ячейки поглощения относится низкий предел рабочего температурного диапазона ячейки, который ограничен физическими свойствами адсорбента. Кроме того, методика изготовления такой ячейЗО ки настолько сложна и длительна

868682 (более 200 ч), что существенно затрудняет практическую реализацию.

Бель изобретения. — расширение функциональных воэможностей путем увеличения температурного рабочего диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что в парощелочной ячейке поглощения, содержащей герметичный корпус с отростками, корпус ячейки выполнен не менее чем из двух герметично изолированных,и расположенных с оптической связью по световому потоку секций, каждая из которых имеет отросток, причем отростки заполнены смесью одних и тех же щелочных ме таллов с разным содержанием, обеспечивающим сдвинутые относительно друг друга оптимальные рабочие температуры в каждой из секций, При регистрации резонансного сигнала по проходящему световому потоку секции, ячейки расположены параллельно друг другу вдоль светового потока.

Кроме того, при регистрации резонансного сигнала по рассеянному свету секции ячейки расположены последовательно вдоль светового потока, причем секция ячейки с наибольшей .рабочей температурой установлена первой

На фиг. 1 и 2 показаны варианты выполнения нарощелочной ячейки поглощения на фиг. 3 и 4 — кривые зависимости амплитуды наблюдаемого от ячейки сигнала от температуры.

Ячейка поглощения состоит из двух герметично изолированных секций 1 и 2 и двух отростков 3 и 4, каждый из которых заполнен рабочим веществом, причем. отросток 4 заполнен таким составом рабочего вещества, что рабочая температура секции, на которой он закреплен, является более высокой.

Секции ячейки могут быть выполнены как с антирелаксационным покрытием стенок, так и с буферным газом.

При регистрации сигнала по проходящему лучу накачки первоначально работает более низкотемпературная секция 1 (фиг.1). В секции 2. концентрация рабочих паров мала и она прозрачна для проходящего луча накачки.

С повышением температуры концентрация паров в секции 1 возрастает, и она становится непрозрачной, а в секции 2 давление рабочих паров оптимально для наблюдения. При промежуточной температуре работают обе секции. При наблюдении радиоонтического сигнала по рассеянному луюу накачки принцип работы аналогичен, только первой на пути луча помещают секцию ячейки с наибольшей рабочей температурой (фиг.2). На фиг.3 показаны характерные кривые зависимости амплитуды 5 -сигнала от температуры для каждой секции в отдельности, а на фиг. 4 — зависимость амплитуды сигнала 5 для ячейки в целом.

Из приведенных кривых видно,что при разносе оптимальных. рабочих температур секций на ширину рабочего интервала температурный диапазон ячейки увеличивается вдвое. Меняя разнос и количество секций, можно получить любой .требуемый температурный рабочий диапазон ячейки. Приведенные конструкции не исчерпывают . примеров осущетвления изобретения.

С применением предлагаемой ячейки термостатирование можно проводить

15 при низких температурах. Это резко уменьшает потребляемую мощность и снижает требования к конструкции термостата, что является особенно целесообразным для приборов переносногО

Щ типа, за счет чего повышается также надежность прибора. Внедрение ячейки предлагаемой конструкции улучшает качественные показатели прибора, снижает энергопотребление и под вышает надежность в работе. !

Формула изобретения

1. Парощелочная ячейка поглощения, содержащая герметичный корпус с отростками, о т .л и ч а и щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем увеличения температурного рабочего диапазона, корпус ячейки выполнен не менее чем иэ двух герметично изолированных и расположенных с оптической связью по световому потоку секций, каждая из.которых имеет отросток, причем отростки заполнены смесью одних и тех же щелочных металлов с разным содер4р жанием, обеспечивающим сдвинутые относительно друг друга оптимальные . рабочие температуры в каждой иэ секций.

2. Ячейка йа п.1, о т л и ч а ю4 щ а я с я тем, что при регистрации резонансного сигнала по проходящему световому потоку секции ячейки расположены параллельно друг другу вдоль светового потока.

3. Ячейка по п.1, о т л и ч а юрегистрации ре зонансного сигнала по рассеянному свету секции ячейки расположены последовательно вдоль светового потока, причем секция ячейки с наибольшей рабочей температурой установлена первой.

Источиики инфо змации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции 9. 1318738, gp кл. G 01 R 33/08, опублик. 1963.

2. Патент C2IA 9 3555406, кл. 324-0.5, опублик. 1971.

3. Патент Франции 9 1552013. кл. G 01 R 3/08, опублик. 1969. (прототип).

868682

Рие. Я

4 оан. ед. Og р у

Pun. 9

Составитель В. Маторшин

Техред Ж.Кастелевич Корректор О. Билак

Редактор И. Михеева

Тираж 735 Подписное

ВНЙИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Эаказ 8322/67

Ф

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