мостатированном блоке. К реакционной камере диаметром 17,5 мм и высотой 80 мм монтировались 15 галет. Последовательное их соединение проводилось как для измерительной батареи, так и для компенсирующей током Пельтье (рис. XIII. 56). Для уменьшения диффузии материала медных коммутационных пластин термоэлементы- предварительно никелировались на участках, подвергающихся пайке, сопротивление батареи 18-24 Ом в интервале 25- 100° С.

Мгикрокаяориметр с ветвями из меди и ZnSb [55]. Конструкция измерительной ячейки приведена на рнс. XIII. 57. Элементы коль-

Рис. XIII.56. Монтаж термобатарей с полупроводниковыми термоэлементами:

/ - п-ветвь; 2 - р-ветвь; S - медные перемычки; 4 - алюминиевые теплопереходы; 5 - реакционная камера; 6 термостатированный блок [108].

Рис. XIII.57. Измерительная ячейка микрокалориметра с кольцевыми термоэлементами:

/ - измерительная ячейка; 2 - реакционный патрон; S - наружный цилиндр измерительной ячейки; 4 - медный электрод; 5 - кольцевой элемент нз ZtiSb} 6, 7 - облуженные участки, контактирующие о шайбой из медной фольги [55],

цевые, на внутренних поверхностях установлен реакционный патрон из дюралюминия. Шайбы из медной фольги соединяют внутренние и внешние контактные поверхности двух близлежащих полупроводниковых колец. Для обеспечения электрической изоляции наружная поверхность реакционного патрона оксидируется, изоляция между кольцами производится тефлоновой пленкой. Постоянная времени прибора 260 с, минимальная обнаруживаемая йощность около 10~* Вт, чувствительность ориентировочно 10- В/Вт.

Высокочувствительный малогабаритный микрокалориметр с полупроводниковыми термобатареями [13]. Реакционные камеры цилиндрические, из меди толщиной 0,5 мм. В них входят кюветы из нержавеющей стали или латуни. Термостатированный объем с измерительными ячейками установлен в выравнивающем цилиндре, который в свою очередь помещен в изолирующий кожух. Весь прибор устанавливается в стандартный жидкостный термостат. Время выхода в рабочий режим 12 ч. Для уменьшения влияния тепловых возбуждений каналы ввода заполняются пробками поочередно из материалов с малой и большой теплопроводностью [15].

Высокочувствительный дифференциальный переворачиваемый микрокалориметр для биохимических исследований [12] (рис. XIII. 58). В приборе применены полупроводниковые термобатареи типа ТБМ-2М в измерительных камерах и термоэлектрические батареи для стабилизации температуры в автономном термостате. -Для сме шивания компонентов реакции, предварительно размещенных в реакционной камере с перегородкой, микрокалориметр поворачивается вокруг полуосей. Диаметр ампул для водных растворов не менее 16 мм, для неводных - не менее 10 мм.

Микрокалориметр f-BuoH-h разработан в ГСКБ ТФП. Прибором могут измеряться тепловые мощности от 1 10~* до 0,2 Вт; суммарная погрешность измерений при тепловой мощности 1 X X 10-3 Вт не превышает 0,5%; время установления стационарного теплового режима не превышает 24 ч; потребляемая мощность не более 1,8 кВт; размеры 1131 X 615 X 816 мм.

Рис. XIII.58. Схема высокочувствительного переворачиваемого микрокалориметра для биохимических исследований:

/ - теплообменники; 2 - полупроводниковые термобатареи для тер-м остатирования; S - полупроводниковые термобатареи; 4 - автономный термостат; 5 - реакционная камера с перегородкой; 6 - полуось; 7 - выравнивающая камера; 8 - термостатнрующие нагреватели; 9 - кожук; 10 - термостатированный блок [12].

Милликалориметр КД-100. Пределы измерений от 10 * до 3 Вт, воспроизводимость при уровнях измеряемой мощности более 5-10 Вт не ниже 1%. Необходимая температура в микрокалориметрах при измерениях до 100° С достигается внешним жидкостным термостатом. Потребляемая прибором мощность 40 Вт, размеры 430 X 220 X 300 мм.

Варианты микрокалориметров с полупроводниковыми термобатареями рассмотрены также в работах [ 20, 159].

6. Мккрокалоркметры с двумя

дкфференцкапьно включеннымк термобатареямк (по конструкцкям отлкчные от мккрокалоркметров Кальве]

Параметры микрокалориметров приведены в табл. XIII. 3.

Микрокалориметр для измерения тепловых эффектов превращений биополимеров (рис. XIII. 59). Отличительным в конструкции является применение кроме рабочей и эталонной третьей камеры для программирования скорости нагрева. Прибор предназначен для измерения тепловых эффектов в малых количествах вещества (0,1-10 мг). Реакционные камеры в виде плоских цилиндров из-

готовлены из нержавеющей стали. Камеры монтируются на тепловом экране, между камерами и экраном расположены термобатареи. Для калибровки и компенсации тепловыделений реакционные камеры снабжены нагревателши сопротивлением по 500 Ом. Разность

Рис. XIII.59. Схема микрокалориметра для измерения структурных превращений биополимеров:

/ - измерительная камера; 2 - камера сравнения; 3 - камера для программи-

рования скорости нагрева; 4 - экран; 5 - тепловой экран; 6 - охлаждающий экран [7].

Рис. XIII.60. Схема дифференциального калориметра Д. С. К. Сетарам :

/ програмыноуправляемый блок; 2 - наружная оболочка; Я -тонкостенные огнеупорные трубки; 4 - термобатарея; 5 - жидкий охлади, тель [58].

температур измеряется термобатареей с погрешностью 510~* К. Использованы два дополнительных экрана для задания теплового режима измерений, скорость изменения температуры от О до 60 К/ч. Прибор снабжен системами автоматического регулирования нагрева и компенсации тепловыделения [7].

Дифференциальный калориметр Д.С. К. ч-Сетараму,. В нем в качестве реакционных камер использованы средние части двух

тонкостенных огнеупорных трубок, расположенных горизонтально или вертикально параллельно друг другу. Средние части трубок соединены с дифференциальными термобатареями (рис. XIII. 60). Через трубки в калориметр вводятся или выводятся образцы или прокачивается необходимый газ. Максимальные размеры образцов для измерений: диаметр 7 мм, длина 10 мм [58].

Микрокалориметр для исследования плоских твердых образцов [148]. Применены плоские реакционные камеры, позволяющие существенно улучшить отношение поверхности камеры, контактиру-

Рис. XIII.6I. Калориметр с плоскими реакционными камерами: / - термостатированный блок; 2 - шток отжима; 3 - пружина; 4 - прижимы; б, II - подвижные термобатареи; 6 - контрольный образец; 7,9 - неподвижные термобатареи; 8 - неподвижные теплоотводы; 10 - образец [148].

Рис. XIII.62. Микрокалориметр для дифференциального термического анализа:

1, 8, 9 - теплоизоляторы; 2, 5 - термобатареи; 3, 4 - измерительная и эталонная камеры из серебра; 6 - нагреватель 7 - алюминиевый блок [158].

ющей С термобатареей, к объему и достигнуть большего быстродействия. Схема калориметра приведена на рис. XIII. 61. В каждой ячейке использопаны две плоские термобатареи, одна из них закреплена на неподвижном теплоотводе, вторая - на подвижном, с пружинным поджимом. Плоские образцы - измеряемый и эталонный - вкладываются между батареями, теплоемкость эталонного образца около 4 Дж/К.

Микрокалориметр для дифференциального термического анализа [158] приведен на рис. XIII. 62. Конструктивной особенностью прибора является использование специальных термобатарей (рис. XIII 63), уложенных под реакционными камерами. Батарея изготовлена гальваническ11м осаждением серебра на константановую спираль из проволоки диаметром 0,025 мм. Батарея вмонтирована в диск высотой 2 мм и диаметром 10 мм, для измерений используют небольшие (0,25-0,001 г) образцы. Аналогичный прибор описан и в работе [145].

Микрокалориметр повышенной помехоустойчивости. На рис. XIII. 64 приведена схема такого прибора. Для уменьшения

влияния внешних тепловых воздействий на разрешающую способность прибора спаи дифференциальных термобатарей, обычно вмонтированные к термостату, располагают на промежуточном теплоизолированном блоке [51]. Каждая батарея содержит восемь

секций, равномерно расположенных вдоль радиусов измерительной ячейки. В каждой секции 22 термопары. Тепловой контакт батарей с термостатом осу-

Рис. XIII.63. Термобатарея микрокалориметра для термического анализа:

у - константаиовая спираль; 2 - серебряное покрытие [158].

ществляется в средней части ветвей на равном расстоянии от спаев, поэтому тепловые возбуждения действуют не на спай, а на середину ветвей и могут вызвать пренебрежимо малые термоЭДС, обусловленные только неоднородностью материала ветвей.

Рис. XIII.64. Схема микрокалориметра повышенной помехоустойчивости:

1,2- тепловые стоки; 3 - наружный блок; 4, II - реакционные камеры; S, 10 - термостатирующие экраны; 6, 9 - Термобатареи; 7, 8 - промежуточный блок [51].

Рис. XIII.65. Схема дифференциального микрокалориметра с плоскими реакционными камерами:

/, 3, 4, 6 - термобатареи; 2,5- калибровоч]1ые резисторы; 7 - термостатированный блок; 8, - направление давления; 9 - измеряемый образец; 10 - эталонный образец [135].

Микрокалориметр с плоскими реакционными камерами, расположенными друг под другом [135J, приведен на рис. XIII. 65. В каждой измерительной ячейке между двумя батареями распо-

ложены плоские реакционные камеры или образцы. Термобата. реи содержат полупроводниковые термоэлементы, развивающие

12,5 мВ/К. Две из батарей под- j~l 3

вижные, ими прижимаются реак- -----

ционные камеры. В интервале от 0,1 мВт до 1 Вт постоянство параметров прибора не менее 0,2%.

Микрокалориметр для измерения тепловой анергии, выделяющейся в твердом теле при циклических напряжениях. В приборе использованы (рис. XIII. 66) два полупроводниковых модуля и трубчатые теплоприемники. В одну из трубок помещен испытуемый

Рис. XIII.66. Дифференциальный микрокалориметр для измерения тепловыделений при деформации проволоки:

/, г-полупроводниковые термобатареи; 2,4 - проволочные образцы; 3, 8-цанги; 6 - камера; 7 - изотермический блок [152].

образец, вторая используется для компенсации внешних тепловых возмущений. Высота трубки (камеры) 40 мм, диаметр 2,5 мм. При

Рис, XIII.67. Вариант опрокидывающегося микрокалориметра:

1 - сосуды Дьюара; 2 - каркас; S - горизонтальная полуось: 4 - фермостатированный блок; 5, 6 - термобатареи; 7 - реакциошше ка. меры; в - контрольная термопара [94].