Криостат для оптических исследований Советский патент 1992 года по МПК F17C13/00 F25D3/10 

Изобретение относится к криогенной технике, а более конкретно к криостатам для оптических исследований с регулируемой рабочей температурой, и может быть использовано для наблюдения за процессами кристаллизации.

Наиболее близким к предлагаемому является криостат для оптических исследований с регулируемой рабочей температурой, содержащий двухстенный корпус с вакуумной изоляцией, снабженный смотровыми окнами на торце, и размещенные внутри корпуса холодопровод и исследуемый образец.

Цель изобретения - упрощение конструкции криостата и уменьшение теплопри- токов.

На фиг. 1 представлен криостат, общий вид; на фиг. 2 - схема устройства для поворота зеркал, вид сбоку; на фиг. 3 - схема устройства для поворота зеркал, вид сверху.

Криостат содержит кожух 1, теплоизолированный резервуар 2 для жидкого гелия,

расположенный в вакуумированном корпусе З съемную крышку 4 и заливной трубопровод 5, соединенный с дренажным трубопроводом 6, и экран-рубашку 7 для жидкого азота, расположенную между кожухом 1 и резервуаром 2. Между крышкой 4 и резервуаром 2 расположены изоляционные пробки 8. В криостате предусмотрено регулирование температуры с помощью нагревателя 9, прикрепленного к холодопроводу 10, на котором установлен исследуемый образец 11. На крышке смонтирована система зеркал, причем верхнее теплое зеркало 12 снабжено кожухом 13, сообщающимся с ва- куумированным корпусом 3, и оно находится вне криостата. Нижнее холодное зеркало 14 находится в корпусе криостата вблизи образца 11 и прикреплено с помощью подвесок 15 к кожуху 13 На кожухе 13 расположены оптическое окно 16 и внешние регуляторы 17. Нижнее зеркало 14 связано со своим регулятором обычной шелковой ниткой 18, хорошо переносящей

(Л

-vl

CJ

VI

го ю

криотемпературы и практически исключающей теплопритоки (фиг. 2). Верхнее зеркало 12 жестко связано со своим регулятором 17 и поворачивается вместе с ним. В качестве внешних регуляторов 17 могут быть использованы гладкие стержни небольшого диаметра, герметизацию которых легко осуществить вакуумными резиновыми прокладками 19, сохраняя возможность вращения стержней вокруг своей оси (фиг. 3).

Устройство работает следующим образом.

Теплоизолированный резервуар 2 заполняется через заливной трубопровод 5 жидким гелием, а испарившийся пар удаляется в дренажный трубопровод 6. Жидкий гелий охлаждает холодопровод 10 и через него исследуемый образец 11. Температуру можно регулировать с помощью нагревателя 9. При визуальном наблюдении изображение образца 11 последовательно в холодном 14 и теплом 12 зеркалах. В результате двухкратного переворачивания зеркал на оптическое окно 16 поступает правильное изображение. В том случае, если нет необходимости осматривать образец, с помощью регуляторов 17 зеркала переводятся в такое положение, что лучи света не попадают из окна 16 к образцу 11. Это достигается тем, что холодное зеркало 14 устанавливается в горизонтальном положении зеркальной поверхностью вверх, а теплое зеркало 12 устанавливается в вер0

5

0

5

0

тикальном положении зеркальной поверхностью к окну 16.

В предложенном устройстве значительно упрощается задача герметизации окна, так как последнее расположено над крышкой криостата, в высокотемпературной части и оно легко уплотняется вакуумной резиновой прокладкой Тем самым появляется возможность менять окна в зависимости от требуемой экспериментом области прозрачности. Охлаждение стенки рабочей камеры непосредственно криожидкостью позволяет уменьшить теплопритоки в 1,5 раза по сравнению с прототипом, Формула изобретения Криостат для оптических исследований с регулируемой рабочей температурой, содержащей оптическое окно, вакуумирован- ный корпус, размещенный в нем резервуар для криогенной жидкости со встроеннымхо- лодопроводом, снабженным нагревателем для изменения температуры отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения теплопритоков, криостат снабжен установленными с возможностью поворота зеркалами с регуляторами поворота и герметичным кожухом, сообщенным с внутренней полостью корпуса, верхнее зеркало размещено в кожухе а нижнее зеркало - в корпусе и закреплено с помощью подвесок на кожухе, при этом регуляторы поворота и оптическое окно расположены на кожухе

-v

HrEE

KSSSSSS

IJ1--

Криостат для оптических исследований. Использование: наблюдение за жидкостями при их кристаллизации. Сущность изобретения: исследуемый образец охлаждают через холодопровод жидким гелием, и через систему двух зеркал на оптическое окно кри- остата поступает правильное изображение образца. Возможность размещения оптического окна в теплой зоне вне криогенных температур упрощает задачу его эксплуатации. 3 ил.

фкг. i

77

iX

12

Я/#

/5

;j

,/

хФ

/

Фиг. 2