SU702220A2 - Криостат - Google Patents

Description

(54) 1СРИОСТАТ

Изобретение относитс  к приборам криогенной техники и, в частности, к криостатам дл  оптических исследований веществ в широком диапазоне температур, и  вл етс  усовершенствованием известного устройства, описанного в авторском свидетельстве СССР N 263938. В основном изобретении описан криостат дл  исследовани  вещеста в широком диапазоне температур. Этот криостат имеет крио агента, в днище которого закреплено оДёй колено теплоизол ционной U-образной трубы; во втором колене трубы помещен держатель образца с регулируемым нагревателем и теплопроводом , а пары криоагента из этого колена отвод тс  вверх через трубку, снабженную элек тромагнитйым вентилем, дросселем и трубкойкомпенсатором столба жидкого криоагента в сосуде 1. В таких криостатах при изменении темпераауры держател  образца измен етс  температура колена Ц-образной трубы, в котором закреп лен держатель образца, что вызьшает перемеще ние держател  образца вместе -с образцом в плоскости прилегани  образца к держателю изза термического расширетш  трубы. При оптических исследовани х такое перемещение образца поперек оптической оси системы вызывает перемещение изображени , переданного оптической системой по чувствительному элементу приемника, например, по фотокатоду фотоэлектронного умножител . Это увеличивает погрецшость измерени . Кроме того, участок U-образной трубьь размещенный ниже держател  образца, увеличивает габариты кри(. стата и затрудн ет размещение криостата в стандартных спектрометрических приборах из-зй небольшой высоты оптической оси над опорной поверхностью в приборах. Цель дополнительного .изобретени  - повышение точности оптических измерений в широком диапазоне температур, уменьшение габаритов и увеличение скорости изменени  температуры держател  образца. , Это достигаетс  тем, что в криосТате держатель образца вьшолнен в виде двух коаксиальных теплоизолированных труб, укрепленных в корпусе и соединенных с сосудом криоагента

м электромагнитным вентилем посредством полого теплопровода, амежду,коаксиальными трубами установлена направл юща  потока.

На фиг. 1 схематачески показан криостат, «ертикальньгй разрез; на фиг. 2 - разрез А-А ва фиг.. 1.

Криостат состоит из вакуумного кожуха 1 с размещенным в нем сосудом 2 дл  криоагента с коленом 3 в днище, сообщенный с нижней , частью корпуса 4 трубкой 5 из материала вы-, сокой теплопроводности. В корпусе 4 закреплен держатель6 образца 7 с нагревателем 8, выполненный в виде двух коаксиальных тештоизолированньЬс труб 9 и 10 с расположенной между ними направл ющей потока 11. Корпус 4 соединен с полым теплопроводов 12, изго- товленным из материала высокой теплопроводHocnf , имеющим тепловой контакт с сосудом 2 и сообщешаш посредством отвода 13 е 31лектромагнйрй.1М вешилем 14, дросселем 15, и .компенсатором 16, установленным нижним торцом в криоагеите ни линии 17 уровн . Сосуд 2 снабжен патрз ками 18 залйвйн и 19 - дд  отвода и откачки паров криоагента.

Криостат работает следуюпдам образом.

При открытом электрЬмапщтнрм вентиле l4j отрегулированном дросселе 15 и выключенном нагревателе 8 криоагент из сосуда 2 по колену 3 и трубке 5 заполн ет корпус 4 и пространство между коаксиальными тру1бами 9 и 10, смачива  держатель 6 образца 7. Пары криоагента , выход щие из корпуса 4, заполн ют отвод 13, дроссель 15 и трубку 16. Давленке паров в трубке 16 поддерживаетс  на таком Уровне, что криоагент устанавливаетс  в корцусе 4 на линии 17 уровн . При этом температура держател  6 образца 7 равна тёАшературе кипени  криоагента. При таком положении элёктромапштиого вентил  14 и дроссел  15 и включенном на определенную мощность нагревателе 8 образуютс  пары криоагента в корпусе 4, выходу KOTOpbix преп тствуетдроссель 15. Давление в теплопроводе 12, отводе 13 и корпусе 4 увеличитс  и уровень 1ф оагента й (корпусе 4 понизитс . При этом уменьщитс  смоченна  криоагецтом поверхность держател  6 образца 7, следовательно уменьщитс  часть тепла. Полученного от нагревател  8, отводима  в криоагент держателем 6, и установитс  определенна  температура держател  6..

Дроссель 15 служит дл  задани  скорости охлаждени  держател  6 образца 7 изменением сопро.тивлени  истечени  паров криоагента из корпуса 4..

При закрытом ЭЛек тромагнитном вентиле 4 можно получить наибольщую скорость нагрева держател  6, когда полностью прерьшаетс  контакт криоагента с держателем 6, а теплообмен между ними осуществл етс  только через пар криоагента н стенки теплоизолнрош№ . ifeix труб 9 и 10. При зтом положении электромагнитного веншл  14 возможен нагрев держател  6 с посто нной скоростью.

Направл юща  потока 11 увеличивает турбулентность потока; это повьпиает скорость охлаждени  д жател  6.

Прт любых температурах держател  6 сохран етс  посто нна  температура корпуса 4, равна  температуре кипенн  крног.пшта.

Таким образом достигаетс  сохранение положени  держател  6 б плоскости прилегани  образца 7, что необходимо дл  повышени  точности оптических измерений.

Использойшиё предложенного криостата позвол ет повыскп точность оптических измерений зй счет исключени  перемещени  образца в плоскости прилегани  образца к держателю от термического расЩирённ , которое в нзвест ном криостате составл ет около 0,25 мм, лрн одновременном повьппений скорости охлаждени  и уменьщенш размера части криостата, йаход щейсй ниже его оптНческой оси.

Формула нзобретенн 

Криостат по авторскому свидетельству СССР № 263938, отличающийс  тем,что,с целью повь1Ц1еНи  точности оптических измерений в ншроком диапазоне температур ержатель образа вь. полнен в виде двух коаксиальных теплоизолированных труб с расположенной между ними направл ющей пбтока криоагента и снабжен дополнительным полым TeiuionpoB OM, сообщаюцщмс  с элек:фомапштным вентилем.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 263938, кл. G 01 N 25/32, 1968.

7

//L 9 п Нт , ,у

П

J