Устройство для исследования высокочастотных свойств материалов при низких температурах Советский патент 1988 года по МПК G01R27/26 

(Л

САд

С

ел о со ел

альным с длиной, кратной целому числу полуволн в резонаторе. К концам Р 3 цодсоединены введеннь е отрезки 6 и 7 запредельного круглого волновода, их диаметр равен диаметру внешнего проводника 8 Р 3. Внешний проводник 8 имеет тепловой контакт с криостатом с крышкой 1, Уровень 9 криогенной жидкости 10 выше уровня 11 размещения Р и отрезков 6 и 7. Внутренний проводник 12 Р 3 выполнен в виде спирали из исследуемого материала. Проводник 12 выполнен на каркасе, который состоит из внутренней части 13 и наружной части 14. На каркасе навит теплообменник (т) 15, который закреплен стаканом

16. Т 15 соединен с внешними-цепями патрубком 17 заборным ti патрубком 18 дренажным, которые выведены через крышку 19 и имеют вакуумные уплотнения 20, 21. На патрубке 17 расположен нагреватель 22. Во внутренней части 13 каркаса выполнен канал 24, соединенный с крышкой 19 направляющей 25. В канале 24 расположен датчик 26 температуры, соединенный тягой 27 через вакуумное уплотнение 28 с внешней средой. Измеряя температурнуто зависимость добротности Р 3, можно определить температурную зависимость поверхностного сопротивления исследуемого материала. 1 ил.

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Целью изобретения является обеспечение исследований в диапазоне температур. Устр-во содержит криостат с крьшкой 1, внутренняя полость 2 которого вакуумирована, и в котором расположен резонатор (Р) 3 и элементы связи с ним 4 и 5. Для достижения цели Р 3 выполнен коакси

1

Изобретение относится к, технике измерений на GB4 и мо.жет использоваться для исследований температурной зависимости высокочастотных свойств материалов, например поверхностного сопротивления сверхпроводящих металлов и сплавов или затухания покрытий поверхности металлов в широкой температурном диапазоне.

Целью изобретения является обеспечение исследований в диапазоне температур. На чертеже приведена конструкция устройства для исследования высокочастотных свойств материалов при низких температурах в разрезе.

Устройство содержит криостат с крьшкой 1, внутренняя полость 2 которого вакуумирована, и в котором расположен резонатор 3 и элементы связи с ним 4 и 5.

Резонатор 3 выполнен коаксиальным с длиной, кратной целому числу полуволн в резонаторе. К концам резонатора 3 подсоединены отрезки 6 и 7 запредельного круглого волновода,их диаметр равен диаметру внещнего проводника 8 резонатора 3. Внешний проводник 8 резонатора 3 имеет тепловой контакт с криостатом с крышкой 1.Уровень 9 криогенной жидкости 10 вьше уровня 11 размещения резонатора и отрезков 6 и 7. Внутренний проводник 12 резонатора 3 выполнен в виде спирали

из исследуемого материала. Длинна )L внешнего проводника 8 выбрана таким образом, чтобы между его концами и концами внутреннего проводника 12 существовали отрезки 6 и 7. Проводник 12 вьщолнен на каркасе, который состоит из внутренней части 13 и наружной части 14. На каркасе навит диэлектрический теплообменник 15, который закреплен диэлектрическим стаканом 16. Теплообменник 15 соединен с внешними цепями патрубком 17 заборным и патрубком 1.8 дренажным, которые выведены через крышку 19 и имеют вакуум- ные уплотнения 20 и 21. На патрубке 17 расположён нагреватель 22. Внутренний проводник 12 может быть расположен и на стакане 16. Такое его расположение на чертеже показано пунктиром и обозначено позицией 23. Во-, внутренней части 13 каркаса выполнен канал 24, соединенный с крьшткой 19 направляющей 25. В канале 24 расположен датчик 26 температуры, соединенный тягой 27 через вакуумное уплотнение 28 с внешней средой.Через это же уплотнение датчик 26 соединен с внешними измерительными цепями.

Устройство работает следующим образом.

При заполнении криостата с крышкой 1 криогенной жидкостью 10 внешний проводник 8 резонатора 3 переходит в сверхпроводящее состояние. При этом

0

5

0

охлаждаются проводник 12 и стакан 16. Минимальная температура проводника 12 достигает 8-10 К. Эту температуру регистрирует датчик 26. После достиже- ния нужной температуры датчик 20 тягой 27 удаляют из резонатора 3.

При запитке резонатора 3 высокочастотным сигналом через элементы связи 4 и 5 на частоте, соответствующей целому числу полуволн,укладывающихся на длине проводника 12, возникает резонанс. Добротность резонатора 3 зависит от поверхностного сопротивления исследуемого материала, потерь в материалах каркаса и стакана 16, а также теплообменника 15.

По патрубку 17 в теплообменник 15 поступает газообразный гелий. В зависимости от скорости его прокачки,которая регулируется через патрубок 18, устанавливается нужная температура проводника 12. Более точная установка температуры осуществляется нагре- вателем 22. Проводник 8 резонатора 3 при этом находится при постоянной низкой температуре. Таким образом, измеряя температурную зависимость добротности резонатора 3, можно определить

температурную зависимость поверхностного сопротивления исследуемого материала.

Формула изобретения

Устройство для исследования высокочастотных свойств материалов при низких температурах,содержащее криостат с крышкой, внутренняя полость которого вакуумирована и в котором размещены резонатор и элементы связи с ним, отличающееся тем, что, с целью обеспечения исследований в диапазоне температур, резонатор выполнен коаксиальным, длина которого L , где Я - длина волны в резонаторе п 1,2,3,..., а к концам которого подсоединены введенные отрезки запредельного круглого волновода диаметр которых равен диаметру внешнего проводника резонатора, имеющего тепловой контакт с криостатом с крышкой, причем уровень криогенной жидкости выше уровня размещения резойа- тора и отрезков запредельного круглого волновода, а также введен теплообменник, имеющий тепловой контакт с внутренним проводником резонатора.