Криостат для оптических исследований

СТАТ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙНедостатками криостаеопределенность темпер являются ы обраэИзобретение относится к криоств,там для оптических исследований,применяемь 1 м, например, в физическоМэксперименте.Известен криостат, содержащий сосуд Дьюара с жидким криоагентом, дер" фжатель исследуемого образца 33.Образец находится вне жидкости иохлаждается ее парами.ВИзвестен также криостат, содержащий сосуд Дьюара с жидким криоагентоми держательобразца, в котором оМ"лаждение образца осуществляют засчет теплопроводности держателя, выполненного в виде стержня, соприка"сающегося с жидкостью ,2,Нахождение образца вне жидкогокриоагента позволяет избежать рас"сеяния излучения на флуктуациях плртности жидкости и газовых пузырях,обусловленных непрерывным ее кипени"ем.ность конструкции, требуютизации или даже откачки вара во избежание конденобразце газов иэ атмосферы ее близким техническим репредлагаемому является кри ержвщий сосуд Дьюара с жид гентом, закрытый герметичой и расположенный в сосуд образца. Внутренний объем э трубопровод сообщаетсям патрубком насоса 3,оэволяет избежатьгаза в сосуде Дьюарадической откачки его Конструкция икипения жидкого,посредством периопаров.Недостатками. (необходимость гнасоса, трубопровпродолжительногоримента беэ появлпузырей, непостояобразца, опасност ют ермети ода), оптич ни ст ица и сложщей гермсосуда Дсации наНаиболаением кстат, содким криоаной крыакдержателсосуда черес всасывающи ся сложность чной крыаки, невозможность ского экспежидком газе температуры интенсивной916881откачке перевода жидкого криоагента в твердое агрегатное состояние.Недостатком указанного криостата является низкое качество исследования, вызванное попаданием в поток падающего на образец или рассеянного образцом излучения газовых пузырей, обусловленных кипением жидкого криоагента.Цель изобретения - повышение ка чества исследования путем предотвращения попадания газовых пузырей в поток излучения.Эта цель. достигается тем, что в криостате, содержащем сосуд Дьюара 15 с жидким криоагентом и теплопроводящий стержень-держатель исследуемого образца, расположенный в сосуде, в котором держатель снабжен теплооб менной поверхностью и экраном, разме щенными соответственно над и под образцом, имеет слой теплоизоляции, расположенный между образцом и тепло- обменной поверхностью, и между экраном и внутреннеи стенкой сосуда рас25 положен слой из теплопроводящей пасты.На чертеже изображен криостат для оптических исследований, разрез.Криостат содержит сосуд Дьюара 1, Зо стержень-держатель 2 образца с тепло- обменной поверхностью 3 и экраном 4 и сам образец 5. Слой теплоизоляции 6 расположен между образцом и тепло- обменной поверхностью 3 Теплопрово- з 5 дящая паста 7 расположена. между экраном 4 и внутренней стенкой сосуда 1.Криостат работает следующим образом.В наполненном жидким криоагентом 40 сосуде Дьюара 1 устанавливается распределение температуры в соответствии с внешним (например, атмосферным) давлением и расстоянием до поверхности жидкости, При этом равновесная 45 температура вблизи поверхности меньше, чем вблизи дна .сосуда, где расположен образец 5. Поскольку разные части стержня-держателя 2 расположены в слоях жидкости с разной темпера- о турой, существует непрерывный тепловой поток от экрана 4 и образца 5 к теплообменной поверхности 3 (радиатору). Он приводит к охлаждению жидкости -вблизи образца 5 и экрана 4, исключающему возможность ее кипения, а также к усилению кипения вблизи теплообменной поверхности 3. Посколь 4ку форма экрана 4 выбирается исходя иэ геометрии опыта (направлений падающего на образец и рассеянного образцом излучения), жидкость в потоке излучения не кипит. Экран 4 также не допускает попадания в луч газовых пузырей, образовавшихся ниже, например, на дне сосуда 1. Отбор тепла в местах примыкания экрана 4 к внутренней поверхности сосуда Дьюара 1 через теплопроводящую паступредотвращает обычно интенсивное кипение в местах контакта двух материалов. Охлаждение образца 5 до температуры, меньшей температуры кипения криогенной жидкости на данной глубине ввиду хорошего теплового контакта со стержнем- держателем 2, позволяет работать с большими интенсивностями излучения. Согласно уравнению Клапейрона-. Клаузиуса при малых относительных изменениях равновесной температуры последняя линейно зависит от давления, Используя табличные данные по давле нию насыщающих паров, можно определить угловой коэффициент этой зави-. симости, который, например, для азота составляет 10 К/Па, При расстоянии от теплообменной поверхности до образца О,б м перепад температур между ней и экраном (а также .образцом) составит 0,5 К.Таким образом, предлагаемый криостат позволяет повысить качество исследования путем предотвращения попадания газовых пузырей в поток излучения.Формула изобретенияКриостат для оптических исследований, содержащий сосуд Дьюара с жидким криоагентом, теплопроводящий стержень-держатель исследуемого об-. разца, расположенный в сосуде, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества исследования путем предотвращения попадания газовых пузырей в поток излучения, держатель снабжен теплообменной поверхностью и экраном, размещенными соответственно над и под образцом, имеет слой теплоизоляции, расположенный между образцом и теплообменой поверхностью, и между экраном и внутренней стенкой сосуда расположен слой иэ теплопроводящей пасты.916881 Катеневова Составительпп, Техред С. М Корректор М. Кост актор Тираж 510ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений13035, Москва, Ж, Ра Подписнокомитета СССРоткрытийская наб., д. аз 18 М 5/53"Патент",.",иал П 5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе