Щуп кормушина

Щуп кормушина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: устройство содержит теплодатчик стреловидной формы, имеющий не менее трех заостренных выступов , с выточенным в нем коническим отверстием . Теплодатчик выполнен в виде рабочего спая термопары, которая явля.ется датчиком температуры, 4 з. п. ф-лы, 2 ил. (/) С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 N 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ЩУП КОРМУШИНА (21) 4867516/25 (22) 13,09.90 (46) 07.11.92. Бюл. N. 41 (71) Институт геологических наук им. К.И.

Сатпаева (72) В.А. Кормушин (56) Ермаков Н.П, Исследование минералообразующих растворов. Харьков, ХГУ, 1950, с, 460.

Ермаков Н.П. и др, Термобарогеохимия.

M. Недра, 1979, с. 271.

Кормушин В,А. Методика исследования гаэово-жидких включений.в минералах. Алма-Ата, Наука, 1981, с. 153.

Авторское свидетельство СССР

N 1411641, кл. G 01 N 7/00, 1988, Реддер Э. Флюидные включения. М.:

Мир, 1987, т. 1, с. 560.

Изобретение относится к термобарогеохимии, а именно к технике теплового воздействия на препарат при изучении под микроскопом остатков рудообраэующих растворов в микровключениях минералов, и может быть использовано в биологии и медицине.

Микровключения в минералах как остатки природной среды, из которой и в окружении которой происходил рост минералов, имеют весьма малые размеры:

10 — 20 мкм, редко до 50 и более. Под микроскопом при комнатной температуре микровключения представляют собой вакуоли, заполненные жидкостью, газом и твердыми минеральными фазами в различных соотношениях. Гаэ в микровключениях обычно имеет форму идеального шара, если газовый пузырек не деформирован стенками ва„„Я2„„1774240 А1 (57) Сущность изобретения: устройство содержит теплодатчик стреловидной формы, имеющий не менее трех заостренных выступов, с выточенным в нем коническим отверстием. Теплодатчик выполнен в виде рабочего спая термопары, которая является датчиком температуры. 4 з. и. ф-лы, 2 ил, куоли, то он выглядит в виде круга. Визуально под микроскопом не отличимы мгжду собой водный раствор, стекло и жидкая углекислота, поэтому для их диагностики, а также для получения другой информации препараты с включениями нагревают. Для этого используются различные термокамеры, устанавливаемые на предметном столике микроскопа, В таких устройствах, например термостолике, препарат с включениями помещается в регулируемое стационарное тепловое поле. При нагревании в микровключениях протекают различные фи- зико-химические процессы. В частности наблюдаются объемные изменения фаэ, что и позволяет получать необходимую информацию, например, отличать жидкую углекислоту, как от водного раствора, так и от стекла, ибо жидкая углекислота гемогенизируется

1774240 при невысокой температуре (критическая температура 31,05 С), .т. е, гетерогенное при комнатной температуре состояние микровключения(газ-жидкость) при нагревании до критической температуры (31 05 С) ста- 5 нет гомогенным либо жидким, либо газовым в зависимости от общей плотности углекислоты во включении.

Известен термостолик для нагревания минералов (препаратов) с микровключения- 10 ми под микроскопом. Выполнен термостолик в форме уплощенного цилиндра и устанавливается на предметный столик микроскопа. B корпусе термостолика закреплен блок водяного охлаждения, в кото- 15 ром установлен основной узел термостолика — керамический блок нагревателя, состоящий из остова и фигурного кольца. В углублении остова расположен плоский нагревательный элемент, а на вы- 20 ступах — металлический теплоноситель, Между ними находится электроизоляция. В центре теплоносителя закреплен (впаян) рабочий спай термопары с центрированным отверстием. При работе термостолика не- 25 большой обломок препарата кладется на рабочий спай термопары, закрывается металлическим колпачком и покровным стеклом, Наблюдение за микровключениями осуществляется через центрированное 30 отверстие в рабочем спае термопары.

Недостатки термокамер и термостоликов:

Во-первых, они предназначены для изучения микровключений в специально приго- 35 товленных препаратах и совершенно не применимы для теплового воздействия на иммерсионные препараты и обычные шлифы, так как размеры препаратов значительНо превышают рабочие зоны термокамер и 40 термостоликов.

Во-вторых, конструктивно термостолики обеспечивают стационарное тепловое поле и поэтому не позволяют создавать векторное градиентное тепловое поле предус- 45 матриваемое при исследовании микровключений с помощью заявленного изобретения.

Наиболее близок к предлагаемому щуп 50 с электрическим подогревом, предназначенный для теплового воздействия на микрообъект в поле зрения микроскопа. Щуп выполнен в виде тонкого цилиндра, в котором закреплена керамическая трубка ("со- 55 ломка") с двойным отверстием, В отверстиях протянута проволока, С одной стороны проволока соединена с проводами для подключения к трансформатору, с другой стороны к ее небольшим концам крепится нагреватель из тонкой (0,019 мм) платиновой проволочки, имеющей в направлении длинной оси щупа стреловидную форму. Регулируемый электрический ток поступает от трансформатора.

Недостатками прототипа являются низкая достоверность получаемой информации из-за отсутствия контроля за температурой теплового воздействия на препарат, а также неудобства в работе, вызванные, во-первых, наличием только одного стреловидного выступа, с помощью которого осуществляется тепловое воздействие на микрообъект и, вовторых, из-за малой механической прочности нагревательного элемента из весьма тонкой проволоки.

Целью изобретения является повышение достоверности получаемой информации и удобства работы.

Указанная цель достигается, во-первых, путем совмещения функций теплодатчика и датчика температуры, во-вторых, добавлением количества заостренных выступов у теплодатчика, и в-третьих, наличием у теплодатчика ацентрически расположенного отверстия для наблюдения объекта исследования в термостатированном тепловом поле.

Для обеспечения надежного теплового контакта между препаратом и теплодатчиком, последний снизу полируется, Снижение теплового рассеяния и стабилизация теплового поля обеспечивается покрытием теплодатчика сверху теплозащитным веществом, например кремнеорганическими соединениями.

Ацентрически расположенное отверстие имеет коническое расширение кверху с тем, чтобы не сократилось поле зрения микроскопа.

На фиг. 1 изображена схема устройства, вид сверху; на фиг. 2 изображен теплодатчик, план и разрез.

В трубке-корпусе 1 закреплена двухканальная непроводящая электрический ток трубка 2 (например, керамическая), через отверстия которой проходят термоэлектроды 3 термопары. Термопара соединена с регистратором температуры, например цифровым милливольтметром. Рабочий спай термопары одновременно служит в качестве теплодатчика 4, Перед двухканальной трубкой на изолированных термоэлектродах 3 установлен цилиндрический электронагреватель 5. К электронагревателю крепятся соединительные провода

6. Двухканальная трубка 2 .и электронагреватель 5 удерживаются в трубке-корпусе 1 плотно вставляемой эластичной (например, резиновой) пробкой 7, через центральную

1774240

25

35

40 мы размером по удлинению 27 мкм. Вклю- 45 чение двухфазовое, т, е. наблюдается крупный газовый пузырек, занимающий около 10-15 об; полости (вакуоли) микровключения. Газовый пузырек находится в

50 часть которой проходят термоэлектроды 3 и провода от электронагревателя 6. Свободное пространство в трубке-корпусе 1 заполняется электро-теплоизоляционным материалом, например асбестом. На чертеже теплоизоляционный материал не показан.

Теплодатчик 4 имеет три заостренных выступа 8 и коническое отверстие 9, Снизу теплодатчик тщательно отполирован

Работает устройство следующим образом. Термоэлектроды 3 термопары соединяют с регистратором температуры, провода 6 от электронагревателя 5 присоединяют к регулируемому источнику тока (например, трансформатору), К обнаруженному в поле зрения микроскопа микровключению либо иному микрообъекту подводят один из заостренных выступов 8 теплодатчика 4, таким образом, чтобы нижняя полированная плоскость теплодатчика плотно соприкасалась с препаратом. При этом по регистратору фиксируют температуру. Затем на цилиндрический электронагреватель 5 плавно подают электрический ток по проводам 6, что ведет к нагреву термоэлектродов

3, по которым тепло распространяется к теплодатчику 4 и к заостренным выступам 8.

Далее тепло передается на препарат, например, от торцового выступа 8. Наблюдаются изменения в микровключении. При необходимости теплового воздействия на микровключение с других сторон пользуются другими выступами (правым или левым), Температура теплодатчика постоянно отображается регистратором, При необходимости измерения температуры микровключения в стационарном тепловом поле наблюдение за ним ведется через отверстие 9.

Пример 1, В двустороннем полированном препарате, закрепленном на предметном стекле, под микроскопом наблюдают микровключение овальной форпостоянном движении. Это указывает, что газовый пузырек находится в жидкости.

Вводят в поле зрения микроскопа теплодатчик таким образом, чтобы один из заостренных выступов находился вблизи микровключения, Фиксируют температуру теплодатчика 18,2 С, Медленно подают напряжение. Температура повышается, газовый пузырек не перестает перемещаться, но уменьшается в диаметре. При темпера15

20 туре, близкой к 26 С, газовый пузырек исчезает, Первый вывод — в микровключении жидкая фаза представлена жидкой углекислотой, Далее устанавливают теплодатчик таким образом, .чтобы микровключение наблюдалось через отверстие в теплодатчике.

Обеспечивают надежный тепловой контакт между теплодатчиком и препаратом путем плотного соприкосновения, Затем регулируют подачу электрического тока, изменяют температуру теплодатчика и наблюдают явление гомогенизации жидкой углекислоты в микровключении — момент исчезновения газового пузырька и фиксируют температуру, которая равна 25,3 С. Повторяют измерение температуры еще два раза и получают следующие значения: 25,1 и 25,2 С. Среднее значение близко к 25,2 С. По известным табличным данным, например И,П. Вулаковича и В.В. Алтунина, определяют плотность углекислоты в микровключении.

Второй вывод — в микровключении плотность углекислоты 730,3 кг/м . Таким образом, применения заявленного изобретения позволило определить в микровключении качественный состав и плотность жидкой фазы.

Пример 2. В пластинке кварца под микроскопом наблюдают микровключение неправильной формы с .идеально круглым газовым пузырьком . Размер включения по удлинению 13 мкм, Газовый пузырек занимает около 20 об. 7, . Вводят теплодатчик устройства, имеющий комнатную температуру 19,5 С. Торцовым заостренным выступом касаются видимой границы микровключения, подают электрический так, Температура повышается до 28 C, газовый пузырек перемещается в сторону заостренного выступа и скрывается в затемненной части микровключения, Перемещают теплодатчик таким образом, чтобы воздействовать боковым заостренным выступом, Газовый пузырек вновь появляется иззатемненной части микровключения и перемещается к стенке вакуоли включения, где расположен заостренный выступ, Продолжают нагрев. Температура около 50 С, Газовый пузырек не исчезает.

Выводы: 1. Во включении жидкая фаза представлена водным раствором.

2. Применение различно ориентированных заостренных выступов позволило завершить эксперимент и получить достоверную информацию.

Пример 3. В кварце наблюдается множество двухфазных микровключений с различным соотношением фаз, В, них одна

1774240 из фаз — газ в форме газового пузырька, другая неизвестна. Вводят теплодатчик в поле зрения микроскопа. Подводят к микровключению один из заостренных выступов.

Фиксируют температуру 19,1 С. Медленно повышают температуру теплодатчика, Достигают 30 С. Газовый пузырек не перемещается, Достигают температуры 110 С— газовый пузырек без движения, Вывод; Второй фазой микровключения является стекло; микровключение относится к расплавным включениям, а кварц, включающий его, имеет магматическое происхождение.

Существенным отличием настоящего изобретения и его новизной является использование в качестве теплодатчика, оказывающего тепловое воздействие на микровключение B поле зрения микроскопа, рабочего спая термопары, и наличие не одного, а не менее трех заостренных выступов на теплодатчике, Именно с помощью этих заостренных выступов удается наблюдать за фазовыми изменениями в микровключениях. Наличие нескольких заостренных вы ступов позволяет воздействовать на микровключение с нескольких сторон без выполнения сложных манипуляций по перемещению устройства, что сокращает время работы, снимает напряжение исследователя.

Другим существенным отличием является совмещение функций теплодатчика с датчиком температуры. В аналоге не был предусмотрен контроль температуры элект, ронагревателя, поэтому получаемая информация не могла однозначно интерпретироваться. В заявленном изобретении исследователю в любой момент выполнения эксперимента известна температура теплодатчика в поле зрения микроскопа, поэтому наблюдаемые исследователем в микровключениях явления инте рп ретируются однозначно, т. е. заявленное изобретение достигает своей цепи — повышение достоверности получаемой информации.

В отличие от аналога с проволочным нагревателем, для обеспечения добротного теплового контакта между теплодатчиком и препаратом теплодатчик снизу полируют, а

5 для снижения теплового рассеяния и отрицательного воздействия на оптику микроскопа (объектив) теплодатчик сверху покрывают теплозащитным веществом.

И, наконец, существенная особенность

10 заявленного изобретения - наличие в теплодатчике ацентрически расположенного отверстия с коническим расширением. Это отверстие расширяет возможности изобретения, так как позволяет измерять темпера15 туру теплового воздействия на микровключение в стационарном тепловом поле, Ацентричность расположения отверстия, т. е. расположение отверстия ближе к термоэлектродам, способствует повыше20 нию надежности (достоверности) измере- ния температуры.

Формула изобретения

1. Щуп для теплового воздействия на препарат в поле зрения микроскопа, содер25 жащий корпус, в котором размещена двухканальная трубка со стреловидным теплодатчиком, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности получаемой информации и удобства в работе, 30 он снабжен датчиком температуры, соединенным с регистратором температуры, электрическим нагревателем, закреплен.ным на теплодатчике, а теплодатчик имеет не менее трех заостренных выступов и в нем

35 выполнено коническое отверстие, 2, Щуп по и. 1, отл ич а ю щи йс я тем, . что теплодатчиком является рабочий спай термопары датчика температуры.

3, Щуппоп.1, отличающийся тем, 40 что, с целью повышении стабилизации теплового поля, теплодатчик снизу отполирован, а сверху теплоизолирован.

4. Щуп поп.1; отлича ющийся тем, что, с целью расширения поля зрения, кониче45 ское отверстие выполнено в виде конуса, расширяющегося кверху под углом не менее 60, 1774240

Фиг. I

Фиг. 2

Составитель В.Кормушин

Техред М,Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор

Заказ 3923 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.I агарина, 101

А

В ФД СВЕКРУ.У

ПЛАН

P АЗРЕЗ по A-A