Термоэлектрический микрохолодильник Советский патент 1978 года по МПК F25B21/02 H01J43/04 

1

Изобретение относится к охлаждающим приборам, работа которых основана на эффекте Пепьтье, и предназначено для охлаждения приемников излучения, в частности фотоэлектронных умножителей.5

Известны термоэлектрические кшкрохоподипьники для охлаждения приемников излучения, содержащие теплоизолирующий кожух, кольцевую термоэлектрическую батарею, снабженную водяным теплообменником и имею- Ю щую отверстие для прохождения пучка света 1.

Недостаток таких термоэлектрических микрохолодильников заключается в том, что охлаждение осуществляется только в области 15 фотокатода фотоэлектронного умножителя, охлаждение же динодов не осуществляется, а в объеме микрохолодильника наблюдается низкая стабильность температуры.

Наиболее близким к предложенному изо- 20 бретению является термоэлектрический микрохолодильник, содержащий теплоизолирующий кожух, внутри которого коаксиально расположен цилиндрический металлический стакан для размещения фотоэлектронного умножите- 25

ля, снабженный на одном из торцов центральным отверстием и присоединенный к термоэлектрической батарее 2.

Данный термоэлектрический микрохолодильник имеет следующие недостатки:

1.Снижение точности измерений вследствие увеличения темнового тока фотоэлект ронного умножителя в результате влияния магнитного поля, возникающего при протекании тока больщой величины через термоэлек f)ичecкyю батарею, на электронный роток, идущий от фотокатода к диноду. Вектор маг нитного поля направлен в этом случае параллельно электронному потоку.

2.Снижение точности измерений также вследствие уменьшения чувствительности фотоэлектронного умножителя в результате конденсации влаги на фотокатоде, так как фотокатод, находящийся при температуре -1О12°с, имеет непосредственный контакт с окружающей средой.

3.Увеличение темнового тока фотоэлекрронного умножителя в результате изменения распределения электростатического поля между динодами вследствие близкого расположиПИЯ к коабе фогоэпектронного умножигепя металлического стакана,

4. Невоаможносгь применения гермоэпект рического микрохолодипьника для регистраци сверхслабых световых потоков, так как темновой ток фотоэлектронного умножителя снижается незначительно и чувствительность фотоэлектронного умножитедя недостаточна.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Это достигается тем, что термоэлектрическая батарея размещена от торца с центральным отверстием на расстоянии, в 1,1- 2 раза превышающем радиус основания стакана, и по оси центрального отверстия мещена герметичная полая кювета с вакуумным объемом внутри.

На чертеже изображен предложенный микрохояодильник, обший вид. Микрохолодильник содержит теплоизолируюший кожух 1,металлический стакан 2, кварцевую кювету 3, диэлектрический цилиндр 4, резиновое уплотнительное кольцо 5, накидную гайку 6, плоскую термоэлектрическую батарею 7.

Устройство работает следующим образом.

При подаче постоянного напряжения на термоэлектрическую батарею и при включен-, ном фотоэлектронном умножителе происходит охлаждение последнего через непосредственный контакт с металлическим стаканом, который контактирует через диэлектрическую теплопроводную пасту с термоэлектрической батареей. Диэлектрический цилиндр и диэлектрическая теплопроводная паста позволяют подавать на металлический стакан потенциал фотокатода фотоэлектронного умножителя, а размещение термоэлектрической батареи на боковой поверхности стакатш на оптимальном расстоянии от торца с центральным отверстием, имеющим герметичную полую квар цевую кювету с вакуумным объемом внутри, позволяет исключить влияние магнитного поля термоэлектрической батареи на электроный поток, идуш;ий от фотокатода к первому диноду,так как вектор магнитного поля при таком расположении термоэлектрической батареи направлен перпендикулярно электронному потоку, а центр термоэлектрической батареи находится в месте расположения первого ди нода,что полностью-исключает влияние маг- нитного поля на электронный поток и, сле

довательно, уменьшает т-емновой ток и повышает точность измерений,

Кроме того, повышается чувствительность микрохолодильника вследствие исключения конденсации влаги на фотокатоде фотоэлект ронного умножителя, так как внутри кюветы создан вакуум, а теплопередача от фотокатода, находящегося при температуре -4-J - , к торцу кварцевой кюветы, находящейся при комнатной температуре, идет только по стенкам кюветы и очень мала,

В 40 раз по сравнению с известными микрохолодильниками повышается точность измерений за счет уменьшения темновоги тока независимо от режима работы.

Появляется возможность применения термоэлектрического микрохолодильника для регистрации сверхслабых световых потоков.Введение диэлектрического цилиндра дает возможность исключить влияние нулевого потенциала металлического стакана, находящегося вблизи баллона фотоэлектронного умножителя, на распределение электростатического поля меж ду динодами фотоэлектронного умножителя.

Формула изобретения

Термоэлектрический микрохолодильник, содержащий теплоизолирующий кожух, внутри которого коаксиально расположен цилиндрический металлический стакан для размещени фотоэлектронного умножителя, снабженный на одном из торцов центральным отверстием и присоединенный к термоэлектрической батарее, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, термоэлектрическая батарея размещена от торца с центральным отверстием на расстоянии, в 1,1-2 раза превышающем радиус основания стакана, и по оси центрального от верстия размещена герметичная полая кюве та с вакуумным объемом внутри.

Источники информации, принятые во внимание при экспс;ртизе:

1, Электронная промышленность. Серия Физические и химические источники тока, 1971. вып. 7, с, 22,

2,Соболева Н. А. Фотоэлектронные приборы, Наука, 1065, с. ЗО5, рис, 4-75.