Термостат для кварцевого резонатора

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ ,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Свез Соввтсиик

Социапистичвсним

Респубпии

1iii 974351 (51)M. Кл.

G 05 D 23/30 (61) Дополнительное к авт. свив-ву (22) За Явлено 14. 07. 80 (21) 2958093/18-24 с присоединением заявки М(23 ) Приоритет

9вуаврствиаый кюевпвт

СССР аа елам мзобретвнмй н открытий

Опубликовано 1 .11,82, Бюллетень Фв 42 (53) У,П,К.е21.555 (088.8) Дата опубликования описания 15 . 1 1.82--(И..И. Кравчук, О. И. Лоэовый, Ю. А. Писаренко-- - : и К ° И. Янгурский (72) А вторь1 изобретения (71) Заявитель (4) ТЕРИОСТАТ ДЛЯ КВАРЦЕВОГО РЕЗОНАТОРА ра 21.

Изобретение относится к радиотех:- нике, предназначено для стабилизации температуры кварцевых резонаторов, может быть использовано во многих отраслях промышленности.

Известен термостат для кварцевых резонаторов, содержащий камеру тепла, вокруг .которой размещен нагреватель, и теплоизоляцию в виде раэ" личных теплоизоляционных материалов или сосуда Дьюара 1.1).

Однако известный термостат не дает достаточной точности термостатирования и обладает малым КПД, .обусловленным потерями тепла на нагрев корпуса камеры и других конструктивных элементов, а также сравнительно большим потоком тепловой энергии, отдаваемой такими термостатами в окружающую среду.

Наиболее близким по технической, сущности к изобретению является термостат для кварцевых резонаторов, 2 содержащий вакуумплотную колбу с теплоотражающим покрытием, внутри которой установлен кварцевый резона" тор с нагревателем и датчиком темпе5 рату ры, KQBKcHB fib Ho расположенными на баллоне кварцевого реэонатоНедостатком такого термостата яв1о ляется низкая точность поддержания ! температуры на пьезоэлементе кварце-, Bolo резонатора, связанная с особенностью кварцевых резонаторов как объектов термостатирования. Поскольку баллон кварцевого резонатора, в котором размещен пьезоэлеменг, вакуумируется, то тепловое сопротивление между баллоном и пьезоэлементом велико, а между пьезоэлементом и окружающей що средой существует хорошая тепловая связь по выводам кварцевого резонатора. При изменении температуры окружающей среды в пьезоэлементе резона тора возникают градиенты температу974351 ры, которые приводят к изменению гео метрических размеров, плотности, мо-, дуля упругости и других параметров пьезоэлемента, зависящих от температуры, вследствие чего происходит S изменение частоты кварцевого резонатора, т.е. ухудшается стабильность частоты.

Кроме того, такой термастат имеет сравнительно большую потребляемую !о мощность из-за большой площади нагревателя. Необходимость проведения one раций вакуумирования в процессе производства термостатов также является недостатком этой конструкции. 1э

Цель изобретения - повышение точности термостатирования путем ослабления влияния изменения температуры окружающей среды на температурное поле пьезоэлемента кварцево- ро

ro резонатора.

Эта цель достигается тем, что в термостате для кварцевого резонатора содержащем нагреватель, датчик тем пературы и теплоизоляцию с теплоотра- уз жающим покрытием, нагреватель и датчик температуры размещен на теплопроводной втулке, установленной на выводах кварцевого резонатора, и покрыты теплоизоляционным пористым материалом, а теплоотражающее покрытие нанесено непосредственно на поверхность баллона кварцевого резонатора.

На чертеже приведена схема предлагаемого термостата для кварцевого резонатора.

Термастат содержит термостатируемый кварцевый резонатор, состоящий из пьезоэлемента 1, закрепленного к вы-, водам 2 и запаянного в стеклянный баллон 3, из которого выкачан воздух.

Нагреватель 4 и датчик температуры 5 размещены на теллопроводной, например брокеритавай втулке 6, которая через отверстия 7 установлена на выводах 2 кварцевого резонатора. Для обеспечения хорошего теплового контакта зазоры между выводами 2 и стенками отверстия 7 заполнены припо ем. Нагреватель 4 и датчик температуры 5, размещенные на теплопроводной втулке 6, покрыты теплоизоляционной пористой пластмассой 8, например пенополиуретаном. Непосред- ss ственно на поверхность, например внешнюю, баллона 3 нанесено теплоотражающее покрытие 9.

Термастат работает следующим образом.

Температура всех элементов выключенного термостата равна температуре окружающей среды. При включении термостата нагреватель 4 прогревает датчик температуры 5 и за счет высокой теплопроводности втулки 6 - выводы 2 кварцевого резонатора. Поток тепла по выводам 2 кварцевого резонатора теплопроводностью подается на пьезоэлемент I и нагревает его. Так как баллон 3 вакуумирован, то кондуктивный и конвекционный перенос тепла внутри баллона 3 остаточными газами практически отсутствует. Часть тепловой энергии разогретых выводов 2 и пьезоэлемента 1 в виде теплового

I излучения попадает на зеркальную по. верхность теплоотражающего покрытия

9, и отразившись от нее, возвращает ся обратно на выводы 2 и пьезоэлемент l. Поэтому в таком термостате практически исключен темплообмен между окружающей средой и пьезоэлементом 1. Так как в предлагаемом термостатоте нагреватель 4 имеет малую площадь и незначительную мощность, то теплоизоляция его осущест вляется теплоизоляционной пористой пластмассовой 8, например, пенополиуретаном. При изменении температуры окружающей среды не происходит изменения температурного поля пьезоэлемента 1, так как остывание или подогрев выводов 2 кварцевого резонатара регистрируется датчиком температуры 5, который обеспечивает поддержание температуры выводов 2 на заданном уровне.

Техническая эффект ивнос ть и редлагаемого изобретения состоит в повыше нии точности термостатирования,умень шении габаритов и времени выхода в стационарный режим, что имеет решающее значение для термостатов современных радиотехнических устройств.

Кроме того, предлагаемая конструкция термостата дает значительный эко номический эффект по сравнению с про тотипом, заключающийся в том, что при изготовлении термостата не требуется дорогостояЩее оборудование для создания ":акуума. Формула изобретения . Термастат для кварцевого резонатора, содержащий нагреватель, датчик

5 974351 6 температуры и теплоизоляцию с течло- ственно на поверхность баллона кваротражающим покрытием, о т л и ч а ю- цевого резонатора. шийся тем, что, с целью повыше- Источники информации, ния точности термостатирования, на- принятые во внимание при экспертизе греватель и датчик температуры раз- у 1. Кейн В.M. Конструирование термещены на теплопроводной втулке, морегуляторов. M. "Советское радио" установленной на выводах кварцевого 1971, с.50, рис.3.2. резонатора, и покрыты теплоизоляцион- 2. Авторское свидетельство СССР ным пористым материалом, а теплоотра- 11 391544, кл.G 05 0 23/30, 1968 жающее покрытие нанесено непосред- 16 (прототип).

Соста витель Н. Мирная

Редактор Н.Горват Техред Т.Маточка Корректор М.Шароши

Заказ 8703/66 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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