Криогенные кварцевые микровесы

( С 01 С Юоо ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 33 см 3 1:НПКБ:абЛ 1 н автаесному сеидетельстви ГОСУДЮфСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОтНЕЫТИЯМЯАМИ ГкйТ Соф(54) КРИОГЕННЬБ КВАРЦЕВЫК ИИКРОВЕСЫ (57): Изобретение относится к измерительной технике, а именно к регистраиии малых величин масс, и может использоваться в качестве датчиков контроля чистоты поверхности н регистраторов потока массы, где требуется измерение величины масс в диапа 2зоне 10"з фг. Целью изобретения является упрощение микровесов, снижение энергозатрат во время эксплуатации и повьппение точности. Высокочастотный генератор б возбуждает резонансные колебания в кварцевом кристалле 1. При охлаждении массо- чувствительного электрода 3, связанного с источником 5 криогенной температуры, происходит конденсация на нем масси газообразного вещества, которая измеряется, На медном токо- подводе 2 электрода 3 установлен омический подогреватель 7 для быстрого отогрева электрода 3 и испарения вещества. 1 ип.30 Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствамрегистрации малых масс, и можетиспользоваться в качестве датчиковконтроля чистоты поверхности, регистраторов потока массы газа и в другихслучаях.Цель изобретения - упрощение микровесов, снижение энергозатрат во 10время эксплуатации и повышение точкости.На чертеже представлено устройство, общий вид,Кварцевый резонатор 1 крепится 15к токоподводу 2 через массочувствительный электрод 3, на который осуществляется конденсация измеряемоймассы, В месте контакта токоподвода2 и электрода 3 обеспечивается надежный тепловой контакт, например, путемпайки. Для возбуждения колебанийкварцевого кристалла имеется второйэлектрод 4, расположенный на обратной стороне резонатора. Токоподвод 252,выполнен в виде толстой меднойшины, при этом устройство обеспечивает тепловой контакт токоподвода2 с источником 5 криогенной температуры путем, например, пайки.Возбуждение резонансных колебанийосуществляется с помощью высокочастотного генератора 6, один выходкоторого подключен к электроду 4,аВторой, как и электрод .3, пОДсоединен к заземленному источнику 5 криогенной температуры вместе с токоподводом 3. Для отогрева электрода 3на токоподводе 2 предусмотрен омический подогреватель 7.40Устройство работает следующим образом.Высокочастотный генератор 6 возбуждает резонансные колебания в кварцевом кристалле ), которые сосредотоМены, в основном, между электродами3 и 4. Охлаждение массочувствительного электрода 3 осуществляется в ре,зультате его теплового контакта с токоподводом 2, который напаян на источнйк 5 криогенной температуры, охлаждающийся путем пропускания черезнего хладагента (например, жидкихгазов Не, Н, Яе, Н ). Поскольку токоподвод 2 выполнен в виде толстоймедной шины и имеет хороший тепловойконтакт с источником 5 криогеннойтемпературы и электродом 3, темпера"тура последнего не значительно отличается от температуры источника 5, Это позволяет эффективно. конденсировать на охлажденном электроде потоки массы газообразного вещества, при этом высокая теплопроводность токо- подвода 2 обеспечивает хороший тепло- съем с электрода 3, т,е, позволяет конденсировать большие потоки массы газа.Осажденная на массочувствительный резонатор масса газа Ьщ изменяет резонансную частоту кристалла Д К по следующему законуЬЙ = с,ш, (1) где с - коэффициент массовой чувстЮвителъности кварцевого резонатора.Таким образом, зная с , который зависит от резонансных свойств кварцевого кристалла и фиксируя изменкение частоты ньезорезонансного дат/чика Х = Г - Е, где Й - частота после конденсации массы; Г- частота до конденсации массы, можно определить величину осажденной массы.После проведения серии измерений, когда на электроде 3 накопится большое количество вещества ( л ), возникает,необходимость его удаления. В этом случае на подогреватель 7 подается напряжение и тепловая волна за счет высокой теплопроводности меди быстро достигает электрода 3, нагревая его, что ведет к удалению осевшего на него вещества. Поскольку теплопроводность меди и серебра, из которого сделаны электроды, на,л 3 порядка выше теплопроводности кварца, удаление вещес- а с электрода происходит практик гски беэ ощутимого нагрева кварцевого резонатбра.После удаления осевшей массы подогреватель отключается и вся система - токоподвод - электрод 3 быстро приобретает исходную криогенную температуру.,Криогенные кварцевые микровесы вновь готовы к измерению потоков массы вещества. Формула изобретенияКриогенные кварцевые микровесы, содержащие высокочастотный генератор для возбуждения кварцевого резонатора, снабженного токоподводами и связанного с источником криогенных температур, и омический подогреватель, о т л н ч а ю щ и е с я тем, что, с целью упрощения микровесов, снижеСоставитель С.ПлаховТехред М.Дидык Корректор И.Эрдейи Редактор С,Лисина Заказ 1513 Тираж 338 . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР13035, Москва, Ж, Рауаская наб.д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.уагород, ул. Гагарина, 101 ния энергозатрат при эксплуатациии повышения точности, токоподводвыполнен в виде шины нэ металла ссокой теплопроводностью, заэемлен 6492966и размещен с возможностью тепловогоконтакта с источником криогенных вы- температур, при этом омический подогреватель размещен на токоподводе.