Пристрій для вимірювання фізичних властивостей рідкокристалічних матеріалів

МІЖ6 GO 1 N29/00 Пристрій для вимірювання фізичних властивостей рідкокристалічних матеріалів Запропонований пристрій відноситься до галузі вимірювання фізичних властивостей рідкокристалічних і інших матеріалів, структура яких та їх відгук на зовнішні дії моделюють біологічні процеси. Відомо пристрій для дослідження оптичних характеристик холестеричних рідких кристалів [М.А. Караванова, П.Е. Стадник, А.В. Толмачев. - Сб. научных трудов "Физика и химия монокристаллов и сцинтилляторов", ВНИИ монокристаллов, Харьков, 1981, с. 153-157.] Пристрій містить камеру, всередені якої розташована шайба із дюралюмінію. В пазу шайби розташовано електронагрівач з ніхромового дроту. Над нагрівачем встановлена пластина, на яку наноситься рідкокристалічна речовина, що досліджується. Зверху речовину, що досліджують, покривають кварцевою пластиною. Між нагрівачем і пластиною з рідкокристалічною речовиною розташовані термометри опору для контроля і регулювання температури. Недоліком пристрою, що описується, є обмеження роботи при температурах біля і нижче навколишньої. Найбільш близьким до пристрою, що пропонується і обраний прототипом, є пристрій для дослідження фізичних властивостей рідкокристалічних матеріалів ( речовин) [ Л.Н. Лисецкий, В.Я. Маликов, О.Ц. Сидлецкий, Н.З. Галунов, П.Е. Стадник - Труды Европейской конференции по электронным процессам в органическом твердом теле. Киев, май 1998, с. 131]. Пристрій містить камеру, всередині якої розташовано циліндричний порожнистий електрод, всередині якого на ізоляторі розміщено другий циліндричний електрод. Обидва електроди виконані з латуні. Простір між електродами заповнено рідкокристалічною речовиною. Температура всередині камери контролюється і регулюється за допомогою термопари, Регулювання температури у діапазоні 35 - 60° здійснюється за допомогою терморегулятора типу "ПРОТЕРМ-100" з точністю ± 0,5 ° С Недоліком указанного пристрою є неможливість регулювання температури у діапазоні 35 - 60° С при високій (30-35° С) навколишній температурі, так як підтримання стабільної температури за допомогою відомих засобів можливо лише при умовах, коли температура, що регулюється , вишче навколишньої на 1020° . Крім того, за допомогою відомих пристроїв не представляється можливим регулювати, а отже, проводити вимірювання при температурах нижче навколишньої. В основу винаходу поставлена задача розробки пристрою, який забезпечиї б можливість проводити вимірювання фізичних властивостей рідкокристалічна матеріалів при температурах више і нижче навколишньої. Вирішення задачі досягається тим, що в пристрій для вимірюванш фізичних властивостей рідкокристалічних матеріалів, який містить камеру всередині якої розташовано циліндричний порожнистий електрод, всередин якого на ізоляторі розміщено другий циліндричний електрод, при цьому прості] між електродами заповнено матеріалом, що досліджується, згідно з винаходом додатково введені теплоізоляційний екран, тепловідвід, на якому встановлен; камера і кремнієвий напівпровідник, який встановлено між нижньою поверхне* поржнистого електрода і тепловідводом, а теплоізоляційний екран розташовані між внутрішньою боковою поверхнею камери і порожнистим електродом. Уведення в пристрій теплоізоляційного екрану дозволяє зменшити впли навколишньої температури на температуру речовини, що досліджується. Уведення в пристрій тепловідводу дозволяє відводити тепло від стороні кремнієвого напівпровідника, що нагрівається, при пропусканні через ньог електричного струму. Уведення в пристрій кремнієвого напівпровідника дозволяє зменшити температуру на на боці напівпровідника, що охолоджується, при пропусканні через нього електричного струму. Установлення кремнієвого напівпровідника між нижньою поверхнею поржнистого електрода і тепловідводом дозволяє охолоджувати поржнистий електрод з речовиною, яка досліджується і відводити тепло від боку напівпровідника, що нагрівається, за допомогою тепловідводу. Суть винаходу пояснюється грігу/о&м? на якій представлено пристрій, що заявляється. Пристрій містить камеру 1, циліндричний порожнистий електрод 2, другий циліндричний електрод 3, ізолятор 4, тешювідвід 5, кремнієвий напівпровідник 6, теплоізоляційний екран 7. При цьому камера 1 встановлена на тепловідводі 5, а кремнієвий напівпровідник 6 розташовано між нижньою поверхнею порожнистого електрода 2 і тепловідводом 5. Теплоізоляційний екран 7 розташовано між внутрішньою боковою поверхнею камери 1 і порожнистим електродом 2. Простір між електродами заповнено речовиною, що досліджується 8. У пристрої камера 1 зроблена з дюралюмінію, циліндричний поржнистий електрод 2 діаметром 10 мм і другий циліндричний електрод 3 діаметром 8 мм зроблено з латуні. Як ізолятор 4 використовується кварцеве скло. Тешювідвід 5, який є основою пристрою, виконано у вигляді диска діаметром 100 мм і висотою 20 мм з міді. Кремнієвимо напівпровідником 6 служить елемент типу СЗ-4 III. Як матеріал, що досліджується 8 , використовують рідкокристалічну речовину марки Н-37, Д 205 і олеїнову кислоту. Теплоізоляційний екран 7, зроблено з двох циліндрів діаметром один 40 , а другий 59 мм, які вставлені один в один. Простір між циліндрами заповнено азбестовими крихтами . Контроль регулювання температури здійснюється за допомогою регулятора температурі типу "ПРОТЕРМ 100" і мідь-константановою термопарою ( на рис. не показані) горячий спай якої знаходиться у контакті з зовнішньою поверхнею циліндричного порожнистого електрода 2, Пристрій працює таким чином. Для проведення вимірювання простір між циліндричним порожнистим електродом 2 і другим циліндричним електродом 3 заповнювався матеріалом, що досліджується 8. Електроди з матеріалом, що досліджується , встановлювались на поверхню кремнієвого напівпровідника 6, що охолоджується, і накривалися зверху екраном 7 та камерою 1. Поверхня кремнієвого напівпровідника, що нагрівається, встановлювалась на тепловідвід 5, через кремнієвий напівпровідник пропускався електричний струм, величина якого змінюється за сигналом терморегулятора. За допомогою терморегулятора встановлювалось задане значення температури. Через матеріал, що досліджується, пропускався струм від джерела живлення, напруга якого змінювалась за допомогою власного атенюатора. Результати вимірювань (струм, температура) фіксувались за допомогою графопобудовника. Температурні залежності для рідкокристаличних речовин Н-37, Д205 та олеїнової кислоти вимірювались при напругах 50 -г !300 В в діапазоні температур 20 + 60° при навколишній температурі 30° С. Таким чином, пристрій, що пропонується для вимірювання рідкокристалічних матеріалів, порівняно з прототипом має перевагу, яка полягає в розширенні температурного діапазону вимірювань з 40 •*- 60° С -для прототипу до 20 * 60° пристрою, що пропонується. Діапазон температур для прототипу і заявляемого пристрою, що пропонується, вказані для навколишньої температури 30° С. Пристрій для вимірювання фізичних властивостей рідкокристалічних матеріалів Автори: Маліков В.Я. Стадник П.О. Фі?. Лисецький Л.М. Галунов МЗ.