Устройство охлаждения фотоумножителя Советский патент 1981 года по МПК G01J5/28 

Устройство относится к контроль НС-измерительной технике, а именно, к системам охлаждения фотоумножителя. Известно устройство охлаждения фо тоумножителя, содержащее корпус, фо умножитель, прокладки и змеевик с хладагентом ll. Однако это устройство не обладает требуемой эффективностью ввиду недостаточно нг ежного контакта кат ной части фотоумножителя с элементами охлаждения. Известно также устройство Охлаждения фотоумножителя, содержащее корпус и хладоПроЛОЯ f2j. Недостатком ОГО устройства является отмоси ельно низкая эффективность oxлift дeния. Цель изобретения увеличение Эф фектийности охлаждения. Указанная цель достигается тем, что устройство охлаждения фотоумножителя, содержшаее корпус н хладопр вод, содержит вакуумную камеру, овразованную стенками н входным окном корпуса и расположенной внутри корп са мембраной с отверстием для ввода в вакуумную камеру катодной части фотоумножителя, жестко соединенного с мембраной, а между хладопроводс и торцом фотоумножителя расположены пружинные теплопроводные шайбы, жестко соединенные с хладопровсщом. Пружинные теплопроводные шайбы могут быть выполнены в виде би|«гТаллических пластин. На чертеже приведено устройство охлаждения фотоумножителя. Устройство содержит корпус 1, мембрану 2, фотоумножитель 3, кварцевое окно 4, вакуумную камеру 5, вакуумный патрубок 6, пружинные теплопроводюле шайбы 7, хладопровод 8, хладагент 9, оптическне окна 10. Фотоумножитель 3 в катодной части препарирован термодатчнками 11, а в области крепления с мембраной 2 - тенэодатчикамн 12. Устройство работает следующим стразом. Световой поток Ф, проходя через кварцевое окно 4 и оптические окна 10, попадает на чувствительную торцовую часть фотоумножителя 3, которыЛ вырабатывает электрический сигнал, связанный с интенсивностью измеряемого световог о потока Ф. Отношение сигнал-шум фотоумножителя в значительной мере определяется возможностью охлаждения и стабильного поддержания температуры катодной части фотоумножителя 3. Для решения этой задачи необходимо охлаждать со стороны торца катодную часть фотоумножителя 3, Эта задача решается введением параллельно с мембраной 2 пружинных теплопроводных шайб 7, охлаждаемых через хладопровод 8 хладагентом 9. Поджатйе торца фотоумножителя 3 к пруАинным теплопроводным шайбам 7 осуществляется вакуумированием с помощью вакуумно- го патрубка б камеры 5,

Вакууь« етрическое давление преобразуется в силу преобразователем, одним из элементов которого является мембрана 2, осуществляющая это преобразование с помощью эффективной площади. По отнсяиению к точке приложения и направлению действия силы в преобразователе мембрана 2 соединена параллельно с цепью из последовательно соединенных корпуса фотоумножителя 3 и пружинных теплопроводных шайб 7. Возникающая сила, с одной стороны, поджимает торец фотоумножителя 3 к пружинным теплопроводным шайбам, с другой стороны, деформирует корпус фотоумножителя 3. Деформация корпуса фотоумножителя 3 с помощью тензодатчиков 12 преобразуется в электрический выходной сигнал пропорциональный поджимающей силе.

По электрическому выходному сигналу осуществляется контроль степени вакуумирования камеры 5 и степени поджатия торца фотоумножителя 3 к пружинным теплопроводным шайбам 7. Необходимая температура в катодной части фотоумножителя 3 контролируется термодатчиком 11.

Кроме того, фотоумножитель 3 расположен на равном расстоянии по обе стороны мембраны 2, а катодная часть фотоумножителя 3 помещена в герметичной вакуумной камере 5. Тем самым повышается эффективность принудительного охлаждения катодной части фотоумножителя 3, а часть фотоумножителя с открытыми электродами выводится из вакуумной области. На электродах не конденсируется влага. Эта часть фотоумножителя 3 охлаждается конвективным путем. Расположение фотоумножителя 3 на равном расстоянии по обе стороны мембраны 2 обеспечивает равновесное состояние упругой механической системы преобразователя

вакуумметрического давления в силу. Тем самым повышается нгщежность работы системы охлаждения.

Одним из вариантов выполнения пружинных теплопроводных шайб 7 .являются биметаллические пластины. Биметаллические пластины в зависимости от температуры торцовой части фотоумножителя 3 деформируется, изменяя контакт между отдельными пластинами. Регулируется тепловой контакт, между торцовой частью фотоумножтеля 3 и хладопроводом 9. Таким образом, поддерживается стабильность температуры охлажденной катодной части фотоумножителя 3.

Устройство охлаждения фотоумножителя было испытано в установке для измерения интенсивности светового потока при исследовании состояния теплоэнергетических высокотемпературных объектов. В результате испытаний установлено, что надежность и эффективность системы охлаждения повышены в 5-10 раз. Система удобна в эксплуатации и технологична.

Формула изобретения

1.Устройство охлаждения фотоумножителя , содержащее корпус и хладопровод , отличающееся тем, что, с целью увеличения эффективности охлаждения, оно содержит вакуумную камеру, образованную, стенками и входным окном корпуса и расположенной внутри корпуса мембраной с отверстием для ввода в вакуумную камеру катодной части фотоумножителя, .жестко соединенного с мембраной а между хлгщопроводом и торцом фотоумножителя расположены пружинные теплопроводные шайбы, жестко соединенные с хладопроводом.

2.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что пружинные теплопроводные шайбы выполнены в виде биметаллических пластин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Shardanaud, Compact Photomultipiier Hausing With Controlled Cooling. - Rev. Sci. Jnstrum., 43, 1972, № 4, p. 641-643.

2.Зайдель A.H. и др. Техника и практика спектроскопии. Физика и техйика спектрального анализа. М., Наука, 1972, с. 320 (прототип).