CS229380B1 - Kývete β řízením tlaku plynu nebo par - Google Patents

Abstract

Kývete a řízením tlaku plynu nebo par je určena ke etudiu vlastností atomů nebo molekul v různých fyzikálních a chemických zařízeních a jako etalonový prvek ke stabilizaci kmitočtu laserů a laserových zařízení, ftídicí prst kyvety je nepojen svým dnem na termobaterii, která svým účinkem zajifiíuje potřebnou teplotu dne prstu, a tak zajiěíuje v kyvetě požadovaný tlak prostředí. Teplo z tarmobaterie je odváděno do výměníku tepla teplovodičem. Měření teploty a její řízení je umožněno čidly umístěnými v bezprostřední blízkosti dna prstu.

Description

Vynález se týká kyvety naplněné atomárním nebo molekulárním prostředím, u kterého se dosahuje řízení tlaku plynu nebo par pomocí tepelného účinku termobaterie s odděleným chladičem nebo jiným výměníkem tepla, řídící proces se ovládá a měří regulačním a měřícím Čidlem.

Dosud známé způsoby řízení tlaku plynu nebo par v kyvetě naplněné atomárním nebo molekulárním prostředím využívají v zařízeních, vyznačujících se náročnými požadavky na přesnost řízení tlaku plynu nebo par, uspořádání s řídícím prstem, který vychází z těla kyvety, nejčastěji ze střední části, a je umístěn v rovině procházející osou kyvety nebo je napojen na tělo kyvety tak, že k řídícímu účinku dochází stranou kyvety. Prst je ponořen do nádobky vyplněné chladicí látkou, jejíž teplota řídí tlak plynu nebo par v kyvetě. Teplote chladící látky je zajišťována termobaterií, která je svou řídící plochou přilepena nebo přiletována ke dnu nebo k boční stěně nádobky a teplo převádějící plochou je napojena n3 chladič. K řízení tlaku plynu se využívá čidla umístěného v chladicí látce nebo ve stěně nádobky. Nevýhodou popsaného uspořádání kyvety s řízením tlaku prostředí je značná setrvačnost v řídicím procesu, způsobená přestupem tepla mezi prstem kyvety, chladící látkou, stěnou nádobky a řídící plochou termobaterie, malá homogenita tepelného pole v chladicí látc^ způsobující nejistotu při určení tlaku v kyvetě, a složitá konstrukce chladícího systému.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny kyvetou s řízením tlaku plynu nebo par podle vynálezu, jejíž podstatou je, že prst kyvety je napojen dnem na řídící plochu termobaterie, přičemž teplo převádějící plocha termobaterie je v tepelném kontaktu s teplovodičem, odvádějícím teplo do výměníku tepla. K řízení tlaku plynu nebo par v kyvetě se využívají řídící a měřící čidla umístěné v bezprostředním kontaktu β řídicí plochou termobaterie a dna prstu. Prst kyvety a termobaterii lze pro dosažení vyšší ú229 380

- > činnosti izolovat od okolní teploty pomocí materiálu o Spatné tepelné vodivosti, např. polystyrenem.

Přímé napojení termobaterie na dno prstu kyvety zvyšuje účinnost řídícího procesu a způsobuje, že požadovaný účinek se dosáhne s nižším příkonem energie. Ukončení prstu kyvety plochým dnem, opatřeným tenkou vrstvou tepelně vodivého materiálu, vytváří dokonalý tepelný kontakt s celou řídící plochou termobaterie, přičemž informace pro řídící a měřící čidlo se získává přímo z teploty dna prstu. Proces řízení je při tomte uspořádání rychlejší -j odchylka od požadované hodnoty tlaku uvnitř kyvety menší. Tím, že termobaterie je od chladiče či jiného výměníku tepla oddělena pružným teplo odvádějícím vodičem, je dosaženo snadnější manipulace s kyvetou a jejího nastavení např. v laserech stabilizovaných pomocí saturované absorpce.

Na přiložených výkresech jsou uvedeny dva příklady provedení kyvety s řízením tlaku podle vynálezu. Na obr. 1 je znázorněn příklad kyvety s řídícím prstem, připojeným k tělu kyvety v rovině procházející podélnou osou kyvety, a termobaterií uchycenou ke dnu prstu kyvety ne rozebíratelným způsobem. Na obr. 2, kde je zachycen detail uspořádání prstu kyvety s termobaterií a chladičem, tvoří termobaterie s vodičem, popřípadě i s chladičem jeden nerozebíratelný celek, který je ke dnu prstu kyvety přitlačován. Na obr. 3 je uveden jiný způsob připojení prstu k tělu kyvety. Obr. 4,5 a 6 znázorňují příklady ukončení prstu kyvety plochým dnem.

Na tělo kyvety 1 ( obr.1), ukončené na obou stranách okén2 , je napojen prst 3 a ukončen plochým dnem 4. K ochlazování dna 4 dochází pomocí termobaterie 6, která je ukončena řídící plochou 7, a teplo převádějící plochou 6, např. teplovodivou keramikou s pokovenými vnějšími plochami. Řídící plochou 7 je termobaterie přiletována na tepelně vodivou vrstvu 5 vytvořenou tak,že dno 4 je např. vakuově napařeno nebo katodově naprá šeno kovem nebo jiným vhodným technologickým pomtupem vytvořeno z kovového či jiného tepelně vodivého materiálu.Tepelně vodivá vrstva 2 může být vhodným technologickým postupem zesílena nebo dále zpracována. Teplo převádějící plocha 8 termobaterie 6 je přiletována na přírubu 9, která zprostředkuje převod tepla mezi termobaterií 6 a výměníkem tepla 14. K převodu tepla dochází přea kovovou koncovku II s naletováným teplovodičem 12, přičemž tepelný kontakt mezi přírubou 9 a koncovkou 11 je zajištěn po229 380

- 4 mocí pasty nebo kovové fólie 10 tak, že příruba 9 a koncovka 11 jsou k sobě přitlačovény přes fólii 10. např. pomocí matice 13.

K dosažení vyšší účinnosti řízení je prst 3 se dnem. 4 a termobaterií 6 opatřen tepelnou izolací 15. např. pěnovým polystyrenem. K řízení a měření tlaku plynu nebo par je v kontaktu a tepelně vodivou vrstvou 5 nebo s řídicí plochou 7 termobaterie 6 řídicí čidlo 16 a měřicí čidlo 17.

Uspořádání podle vynálezu lze provést rovněž podle obr.2 . Termobaterie 6 je naletována teplo převádějící plochou 8 přímo na koncovku 11, to znamená,že příruba 9 a pasta nebo kovové fólie 10 je vynechána, a spolu s teplovodičem 12 a výměníkem^tepla tvoří nerozebíratelný celek, který je ke dnu 4 přitlačován přes řídicí plochu 7 termobaterie 6 např. pomocí tažné matice 18. Zachycení tažné matice lí. které je z materiálu o špatné tepelné vodivosti, lze provést pomocí kroužku 15 přitmeleného k prstu J).Tepelná izolace 15 pratu 3 se provede např. pomocí pěnového polystyrenu. V uvedeném uspořádání se uchytí řídicí čidlo a měřicí čidlo 17 rovněž na tepelně vodivou vrstvu 5.

V obou příkladů provedení lze vyhřívat tělo kyvety na vyšší teplotu, čímž se vytvoří v některých případech výhodnější pracovní režim. U obou příkladů provedení kyvety s řízením tlaku plynu nebo par podle vynálezu lze prst 3 připojit k tělu kyvety 1 rovněž podle obr. 3 , kdy k řídicímu účinku dodází stranou kyvety. Dno £ prstu 3 se vytvoří bu3 běžnou sklářskou technologií z jednoho kusu materiálu* ob· např. pamocí návlečné koncovky 23 a přechodu 24 z dobře tepelně vodivých materiálů, nebo ze dvou kusů tak, že prst _3 a dno 4 se opatří fazetou 22 (obr.4) nebo styčnou plochou 21 (otr.5), přičemž vakuově těsné spojení obou částí se provede některým z používaných technologických postupů, např. svařením, difuzr.í technologií, přítmě lením apod.

Fro zvýšení řídicího účinku lze prst 3 nélevkovitě rozšířit (obr.6) a ukjbnčit některým z předcházejících způsobů. Pro snadnější a přesnější umíetění řídicího čidla 16 a měřicího čidle lze v uvedených případech dno 4 opatřit zápichy 22.

Tlak plynu nebo par v kyvetč 1 je řízen ochlazováním dna £ prstu 3 pqmocí tepelného účinku termobaterie 6. Zlektrický proud procházející termobaterií 6 způsobuje ochlazování řídicí plochy 7 . Dokonalý tepelný kontakt mezi řídicí plochou 7 a dnem 4, vytvořený tepelně vodivou vrstvou 2» zajištuje ochlazování dna 4 na teplotu potřebnou pro zajištění požadovaného tlaku v kyvetě. Teplo odvedené ze dna 4 pomocí řídicí plochy 7 termobaterie 6

I

- 5 - 229 380 se převede přes teplo odvádějící plochu C termobaterie £, přírubu 9, ^eplovodivou fólii 10, koncovku 11 a teplovodič 12 do výměníku T^epla. Chladící účinek se zvýší chráněním prstu 3* dna £ a termobaterie 6 od okolní teploty pomocí tepelné izolace 15. Tlak plynu nebo par v kyvetě 1 se určí pomocí teploty ochlazovaného dna 4 tak, Se se měří jeho teplota pomocí měřícího čidla 17. Pro udržování požadované teploty dna 4 slouží řídicí čidlo 16.

Kyveta s řízením tlaku plynu nebo par podle vynálezu nachází uplatněni zejména v optických zařízeních využívajících vlastnosti atomů nebo molekul, jako např. v laserech a laserových zařízeních se stabilizací kmitočtu pomocí saturované absorpce, ve fyzikálních a chemických přístrojích^ kde je třeba definovat tlak plynu nebo par a extrémní přesností.

Claims (9)

1. Kyveta s řízením tlaku plynu nebo par sestávající z trubice, z jejíž střední části vychází řídicí prst a jejíž oba konce jsou zakončeny okénky, vyznačená tím, že prst (3) je napojen dnem (4) na řídicí plochu (7) tennobaterie (6), přičemž teplo převádějící plocha (8) tennobaterie (6) je v tepelném kontaktu s teplovodičem (12) odvádějícím teplo do výměníkutfr) tepla·

2. Kyveta β řízením tlaku plynu nebo par podle bodu 3, vyznačené tím, že řídicí plocha (7) tennobaterie (6) je přeletována na tepelně vodivou vrstvu (5), kterou je opatřena vnější strana dna (4), a teplo převádějící plocha (5) tennobaterie Có) je v tepelném kontaktu s přírubou (9) mechanicky spojenou s koncovkou (11) teplovodiče (12), přičemž tepelný kontakt mezi přírubou (9) a koncovkou (11) je zajištěn teplovodivou pastou nebo kovovou fďlií (10).

3. Kyveta β řízením tlaku plynu nebo par podle bodu 3, vyznačená tím, že teplo převádějící plocha (8) tennobaterie (6) je je přímo napojena na koncovku (11) teplovodiče (12) a tepelný kontakt mezi řídicí plochou (7) tennobaterie (6) a dnem (4) je vytvořen tepelně vodivou vrstvou (5) a mechanicky zajištěn.

4. Kyveta s řízením tlaku plynu nebo par podle bodu 1, vyznačené tím, že prst (3) a dno (4) jsou vakuově spojeny pomoci fazety (20) nebo styčné plochy (21).

5. Kyveta a řízením tlaku plynu nebo par podle bodu 1, vyznačené tím, že prst (3) je u dna (4) nálevkovitě rozšířen.

6. Kyveta s řízením tlaku plynu nebo par podle bodu 1,vyznačená tím, že dno (4) tvoří návlečná koncovka (29) mechanicky přichycená k prstu (3) přes tepelně vodivý přechod (24).

7. Kyveta s řízením tlaku plynu nebo par podle bodu vyznačené tím, že v kontaktu

8 tepelně vodivou vrstvou (5) nebo s řídicí plochou (7) tennobaterie (6) je řídicí čidlo (16) a měřící čidlo (17).

' -7.

&. Kyveta β řízením tlaku plynu nebo par podle bodu tím, Se řídící čidlo (16) a měřící čidlo (17) je dně (4) prstu (3) v zópichu (22).

9. Kyveta s řízením tlaku plynu neb· par podle boču ná tí·, Se prst (3) a dno (4) β termobaterií (6) ny tepelnou izolací (15).