УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВДИЭЛЕКТРИКОВ ПРИ высоких ТЕМПЕРАТУРАХ Советский патент 1968 года по МПК G01R27/26 

Известны приборы для измерения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь твердых диэлектриков при высоких температурах. Конструкция нагревательного резонатора таких приборов исключает перемещение нагреваемого поршня по длине резонатора, вследствие чего требуется избыточная мощность для компенсации тепловых потерь па нагрев пространства, не занятого поршнем, и, кроме того, получение температур на поршне свыше 1100°С затруднительно.

Предлагаемое устройство отличается тем, что основание поршня выполнено из сплава молибдена с ниобием и соединено с полостью нагревателя, внутри которого размещены радиально расположенные и соединенные с источником питания нити накала. Между нитями накала и основанием поршня включен источник высокого напряжения. Это позволяет получить равномерное распределение температуры по образцу.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фнг. 2 - поршень, в разрезе.

Устройство содержит цилиндрический объемный резонатор /, волновод 2 запитки, передвижной поршень 3, кронштейн 4 для крепления резонатора и фундаментную плиту 5 с регулировочными лордами 6. Для перемещения поршня и контроля его положения по

высоте резонатора служит микрометр 7. Охлаждение резонатора осуществляется путем подачи охлаждающей жидкости в зарубашечное пространство 8.

Поршень 3 предназначен для нагрева исследуемого диэлектрика 9 до высоких плавно регулируемых темиератур. Он (фиг. 2) представляет собой вакуумный отпаянный баллон с остаточным давлением газов, обеспечивающим нормальную работу помещенного в его полость нагревателя. Нагреватель состоит из источника электронов (нитей 10 накала) и фокусирующего электрода 11. Верхнее основание 12 поршня 3, является коллектором

электронов. Элементы 10, 11 м 12 ъ совокупности представляют собой электронно-оптическую систему, формируюил,ую электронный пучок. Нити накала (металлические спирали) аксиально-симметрично закреплены между центральным вводом 13 и токоподводящим цилиндром 14. Напряжение между вводом и цилиндром обеспечивать нагрев нитей до температуры, достаточной для создания

необходимой плотности тока эмиссии. К источнику электронов 10 и фокусирующему электроду // прикладывается отрицательное наиряжение по отношению к основанию 12 поршня, находящемся совместно с резонатоэтого напряжения возникает поток электронов с источника электронов на основание поршня, что вызывает его разогрев. Оболочка сочленена с цоколем 15, выполняющим функции электрического изолятора токовводов нагревателя.,

Цоколь 15 смонтирован в корпусе 16 поршня, а корпус - в резонаторе / с таким расчетом, чтобы обеспечивалось необходимое пространственное расположение внешней плоскости основания 12 поршня в резонаторе. В корпусе 16 находится втулка 17, с которой связан шток 18. С помощью этого штока осуществляется перемещение поршня в резонаторе и определение положения поршня по высоте резонатора.

Панель 19 представляет собой изолятор с впрессованными металлическими гнездами 20, в которые входят три токоввода. С обратной стороны к гнездам 20 припаяны проводники для подачи питающих напряжений на поршень.

Поршень выполнен разъемным, что позволяет при необходимости менять вакуумные баллоны. Для предотвращения перемещения цоколя 15 относительно корпуса 16 предусмотрена пружина 21. Основание 12 при перемещении поршня не контактирует со стенками резонатора.

Основание 12 и оболочка 22 должны быть выполнены из тугоплавких материалов, не разрущающихся и не допускающих образования окисных пленок на их поверхности в условиях среды, окружающей поршень, при высоких температурах.

Такимй материалами могут являться:

тугоплавкие сплавы на основе металлов платиновой группы, например, сплав платины (60 о/о) с иридием (40 о/о) для работы в окислительной среде,

тугоплавкие металлы (например молибден, вольфрам, ниобий, титан и др.) и их тугоплавкие сплавы для работы в условиях вакуума или инертной среды.

Был изготовлен опытный образец предлагаемого устройства. Основание поршня представляло собой пластину диаметром 49 мм и толщиной 3 мм, изготовленную из вакуумного сплава молибдена с ниобием марки ВМ-1. Источник электронов в виде шести спиралей диаметром 0,7 мм был изготовлен из вольфрамовой проволоки диаметром 0,2 мм марки ВА-3. Спирали были симметрично расположены на расстоянии 2,5 мм от внутренней поверхности основания поршня. Мощность накала нитей при их параллельном включении

поддерживалась в пределах 80 вт, при общем токе накала 20 а, а ускоряющее напряжение, приложенное между источником электронов и основанием поршня, не превышало 500 в. Температура основания поршня регулировалось путем изменения величины ускоряющего напряжения, а, следовательно, и тока в цепи «источник - основание поршня, при постоянной мощности накала и измерялось на внешней поверхности поршня при мощности оптического пирометра. Время разогрева основания поршня с момента подачи ускоряющего напряжения составляло не более 2-3 мин.

Предмет изобретения

Устройство для измерений параметров диэлектриков при высоких температурах, выполненное в виде объемного цилиндрического резонатора, Иамеющего плоский дисковый передвижной поршень, снабженный нагревателем, отличающееся тем, что, с целью получения равномерного распределения температуры по образцу, основание поршня выполнено из сплава молибдена с ниобием и соединено с вакуумной оболочкой, внутри которой размещены радиально раоиололсеиные и соединенные с источником питания нити накала, а между нитями накала и основанием поршня включен источник высокого напряжения.

Pu2-1

12

22

Фиг.2