Терморегулируемое устройство

ОП ИСА Сфез СфветснмкСоцмалмстмчесимкРеепублмк К АВТОРСКОМ ИД 1 ТЕЛЬСТВ 6) Дополнительное ви 2 М53) У Опубликовано 30,01,83, Бюллетень лЪДата опубликования описания 30.01. аеим 1. 555) Авторыизобретения Иед он И Кауц,ы.с тсстсфф А нститут Физики тв ого аявите(54) ТЕРИОРГУЛИР Е УСТРОЙСТВО ме Изобретение относится к криогенной технике, а более конкретно к приборам для низкотемпературных исследований и может быть использовано при изучении оптических и структурных свойств веществ в интервале температур с, 2- 300. К.Известны криостаты, предназначенные для исследований образцов, помещенных в газообразный гелий, в которых применены окна из кварцевого стек-о ла и лавсановой пленки ПЭТФ, расположенные на одной оси 1 1.Недостатком таких криостатов, предназначенных для радиоспектроскопических исследований, является то, что они непригодны для оптических и рентгеноструктурных исследований в широком диапазоне температур (Й, 2-300 К) ввиду того, что лавсановая пленка, являясь материалом гелиевых окон, при температуре свыше 50 К пропускает гелий и криостат выходит из строя, кротого, лавсановая пленка непрозрач- . на и не может быть использована для оптических исследований.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является терморегулируемое криостатвое устройство для научных исследований, содержащее криостат с терморегулируемым об.семом, в,котором имеются Ь диаметрально противоположных оптических окна с осями, расположенными в одной плоскости, клапан постоянного давления, регулятор расхода потока, задатчик опорного напряжения, усилитель сигнала разбаланса, двухпозиционный регулирующий электронный потенциометр 2.Однако устройство позволяет повысить только оптические исследования и не дает возможности проводить структурные измерения, так как оптические окна выполнены из кварцевого стекла достаточно толсты (3 мм) и.,практически не пропускают рентгеновское излучение. Кроме того, для структурных измерений необходимо использование99322рентгеновского излучения в широкомугловом интервале (до 180 ) падающего и дифрагированного пучков, которые оптический криостат не обеспечивает из-за взаимно перпендикулярного зрасположения окон. В научном эксперименте и особенно при изучении структурных характеристик фоточувствительных материалов под действием оптической накачки и проведения прецизионной Одифрактометрии необходимо одновремен"ное применение двух излучений: рентгеновского и светового,Цель изобретения - расширение области применения терморегулируемого 15устройства эа счет возможности проведения рентгеновских исследований, например, изучение структурных характеристик фоточувствительных материаловпод действием оптической накачки, атакже проведения прецизионной дифрактометрии в диапазоне измерений(0-23"-180), где Р - угол дифракции.Поставленная цель достигается тем,что терморегулируемое устройство, со-держащее криостат с оптическими окнами и систему термостатирования, криостат снабжен рентгеновскими окнами,оси которых расположены симметричноотносительно оси оптических окон водной горизонтальной плоскости.Рентгеновские окна выполнены в виде плоскопараллельных дисков и их осирасположены под углом 652 к оси оптических окон.35На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - горизонтальный разрез криостата по осирентгеновских и оптических окон.40Терморегулируемое криостатное устройство содержит криостат 1, клапан2 обратного давления, теплообменнуюкамеру 3, термостатируемую камеру 4,регулятор 5 расхода потока газа, датчик 6 температурь 1, задатчик 7 опорно 45но напряжения, усилитель 8 сигналаразбаланса, потенциометр 9, оптические окна 10, рентгеновские окна 11,исследуемый образец 12.Терморегулируемое устройство работает следующим образом.50Криогеннав жидкость или ее пары,находящиеся в емкости гелиевого криостата 1 под давлением, поддерживаемымклапаном 2 постоянного давления, поступают через теплообменную камеру 3в термостатируемую камеру 4, в которой осуществляется криостатированиеисследуемого образца 12 потоком газа,0 фимеющего температуру, близкую к заданной. Управление этим потоком осуществляется регулятором 5 расхода газа, являющимся исполнительным механизмом системы терморегулирования и стабилизации температуры. Эта система состоит из датчика 5 температуры, эадатчика 7 опорного напряжения, усилителя 8 сигнала разбаланса и двухпозиционного регулирующего электронного потенциометра 9 с двумя контактными группами, одна из которых при разбалансе, отвечающем повышению температуры в рабочей камере, дает токовый импульс, необходимый для увеличения проходного сечения регулятора 5 расхода, а другая при раэбалансе, отвечающем понижению температуры, включает электро- подогреватель, смонтированный на теплообменной камере 3.Терморегулируемое криостатное устройство можно использовать при следующих исследованиях: измерении параме гров решетки кристаллов при рентгенооптических исследованиях основано на использовании закона Вульфа-Брегга: 2 дэ 1 п ); где д - межплоскостное расстояние;- длина волны рентгеновского излучения; В- дифракционный угол, Угол Р можно измерить с ошибкой ЬВ, отсюда точность межплоскостного расстоянияйд= с 1 р 9-ддТаким образом, чем больше угол Ю, с 09О, тем меньше ошибка в измерении Ьд, при углах 9 порядка 60-75 ф может достигнуть значений 10 - 10 А, поэтому углы между 60 и 75 ф считаются прецизионными.При рентгенооптическом исследовании получение фотоструктурных харак" теристик достигается одновременным облучением одних и тех же участков кристалла рентгеновскими и световыми лучами в точке К (фиг. 2);где БК- падающий рентгеновский луч;КО- дифрагмированный рентгеновский луч;КО- падающий световой луч.При этом визуальное наблюдение за образцом осуществляется через оптическое окно, расположенное с противоположной стороны облучаемой поверхности образца.Предлагаемое терморегулируемое криостатное устройство для рентгенооптических исследований может быть5 99 использовано как для. оптических, так и.для рентгеновских исследований, а также для исследования структурных характеристик в диапазоне температур 1, 5-300 К под одновременным воздействием светового и рентгеновского излучений одного и того же образца, .не" доступным другим методам. формула изобретения 1. Терморегулируемое устройство, содержащее криостат с оптическими окнами и систему термостатирования, отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения эа счет возможности проведения рентгеновских исследований, криостат снабжен рентгеновскими окнами, оси которых расположены симметрично относительно оси 3220 6оптических окон в одной горизонтальной плоскости.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е ся тем, что, с целью проз ведения прецизионной дифрактометриив диапазоне измерений (0 ф 2-180 ф),где 9 - угол дифракции, и измеренияструктурных характеристик веществ поддействием оптической накачки, рентге"0 новские окна выполнены в виде плоскопараллельных дисков и их оси располо"жены под .углом 65+2 к оси оптических Окон,Источники информации,Б принятые во внимание при экспертизе1, Каталог криостатов для научныхисследований. Харьков, ФТИНТ АН УССР,1972, с. 33,2. Авторское свидетельство СССРМ 136331, кл, 6 0 0 23/30, 1970993220 Составитель Н. Мирная шникова Техред К.йыцьо Корректоаро ктор аз Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная 3 Тираж 8ВНИИПИ Государспо делам изоб 113035, Москва, ЖПодписноенного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4/5