Дифференциальный микрокалориметр Советский патент 1981 года по МПК G01K17/08 

I

Изобретение относится к калоримет рии, а именно к низкотемпературной микрокалориметрии, и предназначено дпя измерений при криогенных температурах.

Известны дифференциальные микрокапориметры, содержащие рабочую и компенсационную калориметрические ячейки, снабженные встречно включенными изм&рителбными термоэлектрическими батвгреями 1.

Недостатком этих устройств является низкая точность измерения при криогенных температурах.

близким к предлагаемому является микрокалориметр, состоящий из двух ячеек, окруженных термоэлектрическими батфеями соединенными встречнопоследовательно. Ячейки и термоэпектри ческие батареи помешены в тепловырав- нивающее тело. Термоэлектрические батареи ячеек подключены к измерительному устройству 2.

Недостатком этого микрокапориметра Является снижение чувствительности с

понижением рабочей температуры, связанное со снижением чувствительности термоэлектрических батарей.

Уменьшение чувствительности термоэлектрических батарей требует повышения чувствительности измерительного устройства, что псжышает его стоимость.

Цель изобретения - повышение чувствительности при низких температурах.

Поставленная иепь достигается тем, что стенка каждой из ячеек выполнена в виде двух охватывающих друг друга полостей, заполненных газом, неконденсирующимся в диапазоне рабочих температур, например, инертным, причем внут ранняя полость каждой ячейки соединена трубкой с внешней полостью другой, ячейкн,а трубкй между собой соединены прозрачным капилляром, разделенным на два участка несмачивающей жидкостью, например, ртутью.

На чертеже показан микрокалориметр, общий вид в разрезе.

Устройство содержит две капориметрические ячейки 1.{ А и Б ), пометаекные в тепповыравн№,ающее теио 2. Каждая иа ячеек оборудована двумя герметическгаии полостями - внутренней 3 и наружней 4, раздепенными перегородками 5, Внешняя попость ячейки А трубкой 6 соединена с внутренней полостью ячейки Б. Внутренняя попость ячейки А трубкой 7 соединена с наружней полостью ячейки Б. Между собой трубки 6 и 7 соединены капиппяром 8, в которсм имеется промежуток, заполненный несмачлюающей стенки капилляра жидкостью 9. Полости ячеeit(Заполнены гаасж неконденсирующимся при рабочей темпераО ре калориметра,

УС1тройство работает следующим обрааом.

При одновременном изменении термического состояний и обеих ячейках, температура газа в одноименных полостях меняется одинаксео, следюательно, и давление газа меняетсг одинак жо, а так как наружные 4 и внутренние полости 3 между собой соединены трубками 6 и 7 встречно- дифференциально, то изменение давления в полостях взаимно компенсируются, и перемычка 9 в капипяре 8 своего положения не изменяет. Таким образом, предлага лая схема соединения полостей гаранти(ет тепловую помехоустойчивость устройства.

В случае выделения тепла в одной из ячеек, поток проходит через стенки ячеек и вызывает.появление разности температур только в полостих этой . При этом изменение давления в

полостях обеих ячеек не компенсируется и перемычка 9 в капипяре 8 перемещается, Регистрация перемещения перемычки 9 производится любым известным способом,

в ТС5М числе визуально.

Оценка чувствительности калориметра показывает, что для ячейки диаметром 20 мм и высотой 30 мм, при зазоре полости 0,2 мм и применении капилляра

диаметром 0,05 мм, чувствительность при -253 С по перепаду температуры 10 мм/К, т,е, возможно измерение потока 10 Вт в области криогенных температур,

Формула изобретения

Дифференциальный микрокалориметр, содержащий две ячейки и тепловыравнивающее тело, отлич ающийся тем

что, с целью повышения чувствительности при низких температурах, стенка каждой из ячеек выполнена в виде двух охватывающих друг друга полостей, заполненных газом, неконденсирующимся в диапазоне

рабочих температур, причем внутренняя полость каждой ячейки соединена трубкой с внешней полостью другой ячейки, а ки между собой соединены прозрачным капилляром, разделенным на два участка

несмачивающей жидкостью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № 342087, кл, G О1 К 17/О8, 197О, 2. Каталог фирмы CETARAM, Франция, Низкотемпературная модель микрокапор метра, 1970, (прототип).

/ 2 fi

/ J5