Устройство для градуировки термометров в магнитном поле

СОЮЗ СОВЕТСКИХСоаВЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК С 01 К 15/О ГРАДУИ- АГНИТНОМ УДАРСТВЕКНЬЙ КОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ВТОРСКОМЪ( СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Харьковский ордена Трудового Красного Знамени и ордена Дружбы народов государственный университет им. А. М. Горького.(56) 1, Абилов Г, С. и др. Аппаратура, для градуировки низкотемпературных термометров в присутствии сильных магнитных полей, - " Измерительная техника", 1980, % 2, с. 28-31,2. Шиков А. А, и др. Исследование поведения германиевых, угольных и арсенидгаллиевых термометров при низких температурах в полях до 60 кЭ, Препринт ИАЭ,2603. М., 1976 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РОВКИ ТЕРМОМЕТРОВ В М ПОЛЕ, содержащее блок сравнения с устновленными в нем градуируемым и образцовым термометрами, соленоид, системурегулирования температуры и адиабатической зашиты блока сравнения, о т д ичаюшеес я тем, что, сцельюупрошения процесса гардуировки при одновременном его ускорении, устройствосодержит дополнительный соленоид, установленный соосно с основным соленоидом и включенный с ним встречно, блоксравнения выполнен в виде стержня изматериала с высокой тепло- и температуропроводностью в магнитном поле, одинконец которого, с установленным в немградуируемым термометром, помешен вканал основного соленоида, а другой конец, с установленным в нем образцовымтермометром, помешен в канал дополнительного соленоида, причем блок сравнения имеет регулируемый тепловой контактс хладагентом системы регулирования иадиабатической зашиты.:Изобретение относится к термометриии может быть использовано при грвдуировке и поверке низкотемпературных термометров в присутствии сильных магнитных полей,Известно устройство для грвдуировкитермометров в магнитном поле, содержащее сверхпроводящий соленоид, в каналкоторого помещен блок сравнения с укрепленными на нем образцовым и грвдуируемыми термометрами, систему терморегулирования и адиабатической защиты,причем блок сравнения выполнен полыми является датчиком газового термомет.ра - нуль-индикатора в режимах ввода 5поля 1 1.Недостатками известного устройстваявляются сложность емкостного датчикагазового термометра системы терморегулирования, длительность процесса грвдуировки, повышенный расход хладагента при градуировке, наличие систематической погрешности измерения температуры, что обусловлено необходимостьюввода-вывода магнитного поля при измерениях и тепловыделением от индукционных токов, возникающих при изменении поля в блоке сравнения и металлических деталях устройства, Погрешностьизмерения температуры может быть ЗОвызвана наличием остаточного полч всверхпроводйцем соленоиде при выведенном поле,1Наиболее близким по назначению, технической сущности и достигаемому резуль-З 5 тату к предлагаемому является устройство для исследования термометров в магнитном поле, содержащее сверхпроводяший соленоид, в канал которого помещен блок сравнения с установленными в нем образцовым и градуируемыми термометрами, систему терморегулирования и усиленной вдиабатической защитыпричем блок сравнения не имеет постоющого теплового контакта с хладагентом 1. 2 3,Недостатки устройства-прототипасложность, обеспечивающая получение вдиабатичности, длительность процесса измерения, возможность наличия систематической погрешности измерения темпе ратуры, снижение точности для температур выше 4,2 К, Указанные недостатки обусловлены необходимостью ввода-вывода поля при измерениях, тепловЫделением в деталях устройства от индукцион 55 ных токов при вводе-выводе поля. Погрешность градуировки вызвана наличием остаточного пола в сверхпроводящем ооленоиде при выведенном поле, Уменьшение точности при температуре выше 4, 2 Ксвязано с тем, что неизменность температуры в интервале выше 4,2 К обеспечивается только за счет адиабати. ескойзашиты,Бель изобретения - упрощение процесса грвдуировки при одновременномего ускорении,Указаннаяцель достигается тем, чтов устройство для градуировки термометров в магнитном поле, содержащее блоксравнения с установленными в нем градуируемым и образцовым термометрами,соленоид, систему регулирования температуры и адиабатической защиты блокасравнения, введен дополнительный соленоид, установленный соосно с основнымсоланоидом и включенный с ним встречно, а блок сравнения выполнен в видестрежня из материала с высокой теплои температуропроводностью в магнитномполе, один конец которого, с устаноеленным в нем градуируемым термометром, помещен в канал основного соленоида, а другой конец, с установленнымв нем образцовым термометром - в канал дополнительного соленоида, причемблок сравнения имеет регулируемыйтепловой контакт с хлвдагентом системырегулирования темцервтуры и вдиабатической зашиты. Поскольку экрвнировка образцового термометра в сильных магнитных полях в условиях криостатв невозможна, поле в области термометра необходимо компенсировать, Для этого используется дополнительный соленоид, Материал стержня блока сравнения должен иметь высокую тепло- и температуропроводность и сохранять это свойство в магнитном поле для того, чтобы обеспечить минимальный градиент температуры вдоль стержня блока сравнения, Как показали исследования, таким требованиям соответствует высокочистый алюминий, например, типа А 999. Выполнение блока сравнения в виде стержня, один конец которого выступает зв пределы основного соленоида, позволяет вынести образцовый термометр из канала основного соленоида, что дает возможность компенсировать лишь поле рассеяния в области образцового термометра, которое существенно мен ше, чем в канале, и не искажать при этом поле в канале осповногс соленоида, Наличие теплового контакта между блоком сравнения и хладагентом позволяет3 1052889при необходимости оперативно снижатьЩтемпературу блока сравнения.ННа чертеже показано устройство для градуировки термометров, разрез. 5Устройство содержит основной сольноид 1, в канале которого расположена нижняя часть вакууммированного стакана 2. В последнем подвешен блок 3 сравнения, выполненный из материала, 10 обладающего высокой тепло- и температуропроводностью в магнитном поле, например высокочистого алюминия. Блок 3 сравнения окружен тепловым экраном 4 и имеет регулируемуютепловую 15 связь с гелиевой ванной (не показана). На блоке 3 сравнения с тепловым контак;том укреплены образцовый 5 и градуиоуемые . 6 термометры. Вблизи образцового термометра расположен датчик 7 20 магнитного поля. Система регулирования температуры состоит из терморегулятора (не показан) датчика 8 дифференциал ной термопары, один спай которой расположен на экране 4, а другой - на 25 блоке 3 сравнения, и нагревателей Ж и 10. Верхняя часть стакана 2 расположена в канале дополнительного соленоида 11, включенного встречно с основным соленоидом 1 и выполненного таким зо образом, чтобы создаваемое им магнитное поле компенсировало магнитное поле соленоида 1 в области образцового термометра 5, Устройство укреплено на штоке 12. Подводящие провода термомегров 5 и 6 и нагревателя 9 имеют тепловой контакт с экраном 4 и далее с хпадагентом (не показан). Этим осуествляется тепловая связь блока 3 сравзния с хладагентом.Устройство работает следующим образом.После создания необходимого магнитного поля в канале основного соленоида 1 и охлаждения устройства до темп ратуры хладагента включается нагреватель 9 и доводит температуру блока 3 сравнения до необходимой величины, контролируемой по образцовому термометру 5. Затем нагреватель 9 отключается, Температура экрана 4 доводится до той же величины и поддерживается неизменной по минимуму сигнала дифференциальной термопары 8 с помощью нагревателя 10 и терморегулятора. По окончании переходного процесса блок 3 сравнения оказывается в квазиадиабатических условиях, поскольку он помещен в вакууммированную оболочку 2 и окружен тепЛовым экраном 4, но имеет регулируемую нат- ревателем 10 тепловую связь с гелиьвой ванной (хладагентом). В силу выполнения блока сравнения из материала с высокой тепло- и температуропроводностыо в магнитном поле время установления температуры и остаточный градиент на стержне оказываются минимальными.В предлагаемом устройстве отсутствует неоходимость в выведении магнитного поля для измерения температуры блока сравнения, что позволяет резкоо снизить время перехода от одной температурной точки к другой. При этом значительно снижается расход хладагента и упрощается работа с градуировочной установкой.1052889 Составитель Н, Макарадактор Н. Безродная Техред М,Надь . Корректор В. Гнрняк ион Филиал ППП Патент, г, Ужгород, уд. Про 4 84 6/3 6ВНИНПИ Гпо дел113035,Тираж 873 дарственного коми юобретений и от осква, Ж5 Ра