CN112815563B - 具有依赖于温度的热分流器的低温冷却系统 - Google Patents
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Abstract
一种低温冷却系统(10)包括低温恒温器(12)、两级低温冷头(24)和至少一个热连接构件(136；236；336；436)，该至少一个热连接构件被构造成提供热传递路径(138；238；338；438)的从两级低温冷头(24)的第二级构件(30)到第一级构件(26)的至少一部分。该热传递路径(138；238；338；438)被布置在冷头(24)的外部。热传递路径(138；238；338；438)的所提供的至少一部分在第二低温温度下的热阻大于热传递路径(138；238；338；438)的所提供的至少一部分在第一低温温度下的热阻。
Description
本申请是2016年11月24日提交的名称为“具有依赖于温度的热分流器的低温冷却系统”的中国发明专利申请201680070938.8的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种具有两级冷头的低温冷却系统，并且特别地包括一种用于在磁共振检查设备中使用的超导磁线圈。
背景技术
两级低温冷却器被频繁地用作用于将装置冷却到低温温度的冷却源。使用氦气作为工作流体的市售两级低温冷却器的代表示例为Gifford-McMahon(GM)制冷系统和脉冲管(PT)制冷系统。它们允许对样品、装置和其它设备进行冷却，而没有使用液氦的不便之处和费用。特别地，这种装置可包括超导材料，当被冷却成低于被称为临界温度的特定温度时，该超导材料呈现出它们的超导特性。这种装置的代表示例是一种意在于持久模式中操作时产生静态磁场的超导磁体系统，如本领域中众所周知的那样。
两级低温冷却器的第一级通常被保持于介于50K和100K之间的温度，并且可被热连接到环绕内部区域的热辐射屏蔽件，该内部区域被构造成接收待被冷却到较低温度(例如冷却到4K)的装置。该装置被热联接到该两级低温冷却器的第二级。
通常，第一级的冷却能力与第二级的冷却能力相比大一个或两个数量级。因此，当从室温开始冷却时，将该内部区域冷却到第二级的额定温度所需的时间比将该内部区域冷却到第一级的额定温度所需的时间长得多。
专利文献US 5,111,667A描述了一种具有制冷器的两级低温泵，该制冷器包括第一级、与第一级相比更冷的第二级以及具有冷凝表面的冷凝构件。第一联接器被构造成用于以导热的方式将冷凝构件连接到第二级。包括吸附表面的吸附构件与冷凝构件间隔开。第二联接器被构造成用于以导热的方式将吸附构件连接到第二级。还设置有一种用于在再生该吸附构件的时段期间对该吸附构件进行加热的加热器。第二联接器被设计成，使得它至少在该吸附构件的加热周期期间使吸附构件与第二级以及与冷凝构件充分地隔热，用于防止通过该加热器对该冷凝构件进行加热。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种具有有效操作和用于将环境温度冷却到低温温度的缩短时间的低温冷却系统。
在本发明的一个方面中，该目的通过低温冷却系统来实现，该低温冷却系统包括低温恒温器，该低温恒温器具有外罩和被设置在该外罩内的至少一个热屏蔽件。至少一个热屏蔽件限定内部区域，并且隔热区域由至少一个热屏蔽件和外罩限定并且被限定在至少一个热屏蔽件和外罩之间。
低温冷却系统进一步包括低温冷头，该低温冷头具有：
被至少部分地设置在隔热区域中的第一级构件，其中，第一级构件被构造成在静止状态中在第一低温温度下操作，并包括被热连接到至少一个热屏蔽件的导热连杆构件，
被至少部分地设置在内部区域中的至少第二级构件，其中，该第二级构件被构造成在静止状态下在低于第一低温温度的第二低温温度下操作，和
至少一个热连接构件，其被构造成在低温冷却系统的至少一个操作状态中提供热传递路径的从第二级构件到第一级构件的至少一部分，其中，热传递路径被布置在冷头的外侧，并且热传递路径的所提供的至少一部分在第二低温温度下的热阻大于热传递路径的所提供的至少一部分在第一低温温度下的热阻。
如本申请中所使用的术语“被热连接到第一(第二)级构件”应具体地理解为被热连接到导热构件中的至少一个，该导热构件进而被热连接到第一(第二)级构件，并且被直接地连接到第一(第二)级构件。
如本申请中所使用的术语“热连接”应具体地理解为能够通过导热进行热传递的机械连接。
如本申请中所使用的术语“热传递路径”应具体地理解为一种路径，热量被沿着该路径经由导热进行传递，并且应该明确地排除通过辐射进行的热传递路径。
如本申请中所使用的术语“热阻”应具体地理解为在沿热传递路径的两个位置之间的温差与正在这两个位置之间传递的热功率(每次的热能量)的比率。
如本申请中所使用的术语“低温温度”应具体地理解为低于100K的温度。
低温恒温器系统的操作通常基于一种使用氦气作为工作流体的闭环膨胀循环。一种完整的低温恒温器系统包括两个主要部件：压缩工作流体并从该系统中移除热量的压缩机单元，以及被构造成通过膨胀循环获得工作流体以将其冷却到低温温度的冷头。如本申请中所使用的术语“冷头”应该具体地在这种意义上加以理解。
这里需要指出的是，术语“第一”、“第二”等仅出于区分的目的加以使用，且并不意在用于以任何方式表示顺序或优先级。
由于热传递路径的所提供的至少一部分在第一低温温度下的热阻与在第二低温温度下的相比较低，因此第二级可被经由所提供的至少一个热连接构件更快地且以更为高效的方式进行冷却，在第二级构件处于第二低温温度下的情况下，热传递路径的所提供的至少一部分的热阻可被设计成是足够大的，以防止在第二级构件上的不可接受地高的热负荷。以这种方式，低温冷却头的第一级构件的较高冷却效率可被用于在冷却过程的开始时从第二级构件移除大量的热。可有利地缩短用于将内部区域从环境温度冷却到低温温度的时间。
在一种优选实施例中，热传递路径的所提供的至少一部分在第二低温温度下的热阻比热传递路径的所提供的至少一部分在第一低温温度下的热阻大至少10倍。
更为优选地，在第二低温温度下的热阻比在第一低温温度下的热阻大至少100倍，并且最为优选地大至少1000倍。
以这种方式，可实现用于将内部区域从环境温度冷却到低温温度的时间的大幅缩短。
在另一优选实施例中，至少一个热连接构件包括多个碳纤维，每个碳纤维具有两个端部，并且其中，这多个碳纤维中的碳纤维的一端被热连接到第一级构件，并且这多个碳纤维中的碳纤维的另一端被热连接到第二级构件。
如本申请中所使用的术语“多个”应该被具有理解为数量为至少两个。
在高于50K的温度下，碳纤维可呈现出异常高的导热率。在室温下，导热率可高达1000W/(m*K)，远高于铜的导热率。由此，可以实现介于两个第一级构件和第二级构件之间的低热阻，并且更为强大且更为有效的第一级构件可直接冷却第二级构件及其热负荷，从而快速地降低其温度。
与其它良好的导热材料相比，碳纤维的导热率在较低温度下迅速地下降。可与碳纤维在纵向方向上的导热率相比的石墨的导热率在下面的图1中示出为虚线(来自：Woodcraft等人的低温导热率数据库(A low temperature thermal conductivitydatabase)，CP1185，低温探测器LTD 13，第13届国际研讨会会议记录，AIP 2009)。在用于低温冷却器的相关温度范围(从约300K到4K)中，导热率降低了约四个数量级。
当从环境温度冷却的过程中，至少一个热连接构件的瞬时温度正被降低时，其导热率因此急剧地下降，直到第一级构件和第二级构件几乎被断开热连接。在低于第一低温温度的温度下，第二级构件可随后将内部区域进一步冷却到低于第一低温温度的温度。
优选地，多个碳纤维中的碳纤维并不例如通过使用树脂相互机械地连接，并且也不被封装，使得并不进行通过其它材料的附加传导热传递。由此，可以实现热传递路径的所提供的至少一部分在第一低温温度下和在第二低温温度下的热阻的有益的巨大差异。
纯碳纤维是市售的，例如作为通常包括介于1000(“1K”，67特＝67g/1,000m)和48000(“48K”，3200特)细丝/纱线之间的纱线以及作为织物组织。
在一个实施例中，多个碳纤维被通过至少一个力锁定连接热连接到第一级构件和第二级构件中的至少一个。以这种方式，可以实现介于多个碳纤维与相应级构件之间的界面的低热阻。
在一些实施例中，当多个碳纤维被通过至少一个粘接接头热连接到第一级构件和第二级构件中的至少一个时，可以有益地实现这一点。
在低温冷却系统的另一优选实施例中，至少一个热连接构件包括双金属构件。该双金属构件具有第一端和第二端。第一端被固定地附接且热连接到第二级构件。第二端被构造成，如果第二级构件的温度高于第一低温温度，则朝向被热连接到第一级构件的导热构件和第一级构件中的至少一个施加大于零的机械表面压力。第二端被构造成，如果第二级构件的温度低于第一低温温度，则朝向被连接到第一级构件的导热构件和第一级构件两者施加零机械表面压力。
以这种方式，热传递路径的所提供的至少一部分在第二低温温度下的热阻是无穷大的，并且第一级构件和第二级构件可在第二低温温度下断开热连接，而在第一低温温度下，热传递路径的从第二级构件到第一级构件的至少一部分可设置有低热阻。在介于第一低温温度和第二低温温度之间的温度区域中，双金属构件的第二端和第一级构件的界面的热阻有益地从第一低温温度下的具体值增大到第二低温温度下的无穷大值，这是由于通过双金属构件施加在与热连接于第一级构件的导热构件和第一级构件中的至少一个的接触位置上的可变表面压力。
如果低温冷却系统包括多个热连接构件，则可以关于将内部区域从环境温度冷却到低温温度所需的时间实现倍增效应。每个热连接构件包括双金属构件。每个双金属构件具有第一端和第二端。第一端被固定地附接到第二级构件，
-第二端被构造成，如果第二级构件的温度高于第一低温温度，则朝向被热连接到第一级构件的导热构件和第一级构件中的至少一个施加大于零的机械表面压力，以及
-第二端被构造成，如果第二级构件的温度低于第一低温温度，则朝向被热连接到第一级构件的导热构件和第一级构件两者施加零机械表面压力。
在一个实施例中，至少一个热连接构件或多个热连接构件中的除双金属构件之外的至少一个进一步包括多个碳纤维。每个碳纤维具有第一端和第二端。多个碳纤维中的碳纤维的第一端被永久地热连接到第二级构件。多个碳纤维中的碳纤维的第二端被布置在被热连接到第一级构件的导热构件和第一级构件中的一个与双金属构件的第二端之间。
以这种方式，每个双金属构件可有益地在多个碳纤维在被热连接到第一级构件的导热构件和第一级构件中的一个与多个碳纤维的接触位置上在这多个碳纤维上施加依赖于温度的表面压力。此外，可以降低用于组装至少一个热连接构件或多个热连接构件中的至少一个的公差要求。
重要的是，多个碳纤维被永久地热连接到第二级构件，同时在第一级构件处具有依赖于双金属压力的附接。当第二级构件处于第二低温温度下时，介于多个碳纤维和第一级构件之间的界面的热阻大于处于暖态下，即处于大于第一低温温度的温度下的热阻。由此，双金属有助于将多个碳纤维保持于接近第二低温温度的温度，从而使它们实际上在其整个长度上并不是导热的。
在一个实施例中，至少一个热连接构件或多个热连接构件中的除双金属构件之外的至少一个进一步包括多个碳纤维。每个碳纤维具有第一端和第二端。多个碳纤维中的碳纤维的第一端被永久地热连接到第二级构件。多个碳纤维中的碳纤维的第二端被附接到双金属构件的第二端。
以这种方式，多个碳纤维在其第二端处被附接到双金属构件，该第二端被靠近第一级构件布置。在多个碳纤维上(即在从第一级构件到双金属构件的距离上)的导热率是相对低的，从而导致第二级构件在第二低温温度下的低热负荷。
优选地，多个碳纤维中的碳纤维的第二端被通过使用粘结剂附接到双金属构件的第二端。
在另一优选实施例中，至少一个热连接构件或多个热连接构件中的至少一个包括两个双金属构件，每个双金属构件具有被彼此相反布置的第一端和第二端。
两个双金属构件中的一个被利用第一端热连接到第一级构件。两个双金属构件中的另一个被利用第一端热连接到第二级构件。两个双金属构件的第二端被构造成，如果第二级构件的温度高于第一低温温度，则彼此配合并朝向彼此施加大于零的机械表面压力。两个双金属构件的第二端被构造成，如果第二级构件的温度低于第一低温温度，则朝向彼此施加零机械表面压力。
由此，如果第二级构件的温度高于第一低温温度，则可以在两个双金属构件的第二端之间实现有益地大的接触面积，并且可以降低关于用于至少一个热连接构件或多个热连接构件中的至少一个的组装公差的要求。
优选地，至少一个双金属构件的总厚度被选择成介于0.1mm和2mm之间的范围中。以这种方式，可在第一低温温度下提供热传递路径的所提供的至少一部分的足够低的热阻，以便产生用于将内部区域从环境温度冷却到低温温度的时间缩短的实质性效果。此外，可以实现双金属构件的足够量的弯曲，以在第二低温温度下形成用于双金属构件的第二端和第一级构件的界面的具有无限值的热阻，以及可以实现在第一低温温度下具有低热阻的从第二级构件到第一级构件的热传递路径，用于各种各样的广泛使用的低温恒温器尺寸。
此外，将存在于双金属构件的两种金属之间并且为弯曲该双金属构件所需的热-机械剪切力保持在合理的界限内，使得可以避免材料疲劳或材料损伤。
在本发明的另一方面中，该低温冷却系统进一步包括超导磁线圈，该超导磁线圈被构造成提供准静态磁场并且适于在磁共振检查设备中使用。超导磁线圈被布置在内部区域内并被热连接到第二级构件，并且第二低温温度低于超导磁线圈的临界温度。由此，可以提供一种用于磁共振检查的超导磁线圈，该超导磁线圈可被以快速且有效的方式从环境温度冷却到第二低温温度。
附图说明
本发明的这些和其它方面将从下文中描述的实施例而变得明显并且被参照下文中描述的实施例进行阐述。然而，这种实施例并非必然表示本发明的全部范围，并且参考权利要求和本文用于解释本发明的范围。
在附图中：
图1示出了与其它选定材料相比，处于低温温度的范围中的石墨的导热性能，
图2示出了根据本发明的低温冷却系统的示意图，
图3是根据图1的低温冷却系统的包括热连接构件的两级冷头的示意图，
图4是热连接构件的替代实施例的示意图，
图5是热连接构件的另一替代实施例的示意图，以及
图6是热连接构件的又一替代实施例的示意图。
具体实施方式
图1是作为温度的函数的导热率的图形表示。
图2示出了根据本发明的低温冷却系统10的示意图。低温冷却系统10包括低温恒温器12，该低温恒温器12具有外罩14和被设置在外罩14内的热屏蔽件件16。热屏蔽件件16限定内部区域18，在该内部区域18内布置有低温冷却系统10的超导磁线圈22。该超导磁线圈22被构造成提供一种磁场强度为若干特斯拉的准静态磁场，并且适用于在磁共振检查设备中使用。超导磁线圈22被设计成用于在4K的温度下进行额定操作，该温度充分低于形成超导磁线圈22的绕组的铌-钛(NbTi)超导线材的10K的临界温度。
低温恒温器12的隔热区域20由热屏蔽件16和外罩14限定并且被限定在热屏蔽件16和外罩14之间。隔热区域16可包括隔热材料，例如广泛使用的多层绝缘材料(MLI)。
低温冷却系统10还包括两级低温冷头24。该两级低温冷头24具有被布置在隔热区域20中的第一级构件26。第一级构件26被构造成在静止状态中、在70K的第一低温温度下操作，并包括由连接金属凸缘形成的导热连杆构件28，该连接金属凸缘被热连接到第一级构件26和热屏蔽件16。此外，两级低温冷头24具有被布置在内部区域18中的第二级构件30。第二级构件30被构造成在静止状态中在4K的第二低温温度下操作，该第二低温温度低于第一低温温度并且对应于用于超导磁线圈22的额定操作的温度。超导磁线圈22被通过另一导热构件热连接到第二级构件30，该另一导热构件被通过由铜制成的金属凸缘32形成。
两级低温冷头24可连接到电动压缩机单元34，该电动压缩机单元34被构造成经由气管向两级低温冷头24提供由气态氦形成的压缩工作流体。该技术的这部分在本领域中是众所周知的并且因此在本文中无需更为详细地进行描述。两级低温冷头24能够将超导磁线圈22从约300K的环境温度冷却到4K的第二低温温度。
图3是根据图2的低温冷却系统10的两级低温冷头24的示意图，并示出了热连接构件136，该热连接构件136被构造成在将超导磁线圈22从约300K的环境温度冷却到4K的第二低温温度的低温冷却系统100的操作状态中提供一种热传递路径138，该热传递路径138被从第二级构件30到第一级构件26布置在两级低温冷头24的外部。
热连接构件136包括被形成为12K纱线的多个碳纤维140。每个碳纤维具有两个端部142、144，并且这多个碳纤维140中的碳纤维140的一端142被经由导热连杆构件28通过被形成为螺纹连接的力锁定连接热连接到第一级构件26，碳纤维140的端部142被通过力锁定连接挤压在金属板58和该连接金属凸缘(图3的左手底侧)之间。这多个碳纤维140中的碳纤维140的其它端部144被经由连接铜凸缘32通过粘接接头(图3的右手底侧)热连接到第二级构件30。为此，该连接铜凸缘32包括填充有导热性良好的环氧树脂150的锥形切口148，这多个碳纤维140的端部144已在环氧树脂150的固化过程中被放置到该锥形切口148中。切口148的圆锥形状具有增大的表面积，这在碳纤维140的端部142、144和连接铜凸缘32之间导致较低的热接触电阻。
尽管在该具体实施例中，这多个碳纤维140的端部142、144被通过力锁定连接热连接到第一级构件26，并且多个碳纤维140的其它端部144被通过粘接接头热连接到第二级构件30，同样设想到的是，提供一种用于将多个碳纤维热连接到第一级构件的粘接接头，并且提供用于将多个碳纤维的端部热连接到第二级构件的力锁定连接，或在多个碳纤维的两端提供力锁定连接，或在多个碳纤维的两端提供粘接接头。
由于多个碳纤维140的导热性能，所提供的热传递路径138在第二低温温度下的热阻大于所提供的热传递路径138在第一低温温度下的热阻。
通过图1中提供的碳纤维(“石墨AXM-5Q”)在70K的第一低温温度下和在4K的第二低温温度下的导热性能，可以估计所提供的热传递路径138在第二低温温度下的热阻比所提供的热传递路径138在第一低温温度下的热阻大不止2,000倍。也就是说，在第一低温温度下，提供了从第二级构件30到第一级构件26的有效热传递路径138，而在第二低温温度下，第一级构件26和第二级构件30在实践视角上被断开热连接。
在下文中，公开了根据本发明的热连接构件的若干替代实施例。各个替代实施例被参照特定附图进行描述，并且由从“1”开始的特定替代实施例的前缀数字来进行标识。在所有实施例中功能相同或基本相同的特征由它所涉及的替代实施例的前缀数字所组成的附图标记进行标识，其后是特征的标号数字。如果在对应的图形描述中并未描述替代实施例的特征，则应当参考对前一实施例做出的描述。
图4是热连接构件236的替代实施例的示意图。热连接构件236包括被形成为具有第一端254和第二端256的矩形片材的双金属构件252。双金属构件252的总厚度为0.5mm。在该具体实施例中，双金属构件252包括由铜制成的片材侧以及由不锈钢制成的相反的片材侧。然而，也设想到了对于本领域技术人员而言看起来适用的其它金属组合。
双金属构件252的第一端254被经由该连接铜凸缘32固定地附接于且热连接到第二级构件30。被形成为由铜制成的金属板的导热构件46被固定地附接于且热连接到第一级构件26，并从导热连杆构件28朝向双金属构件252的第二端256突出。图4的顶部示出了处于高于第一低温温度的温度下的热连接构件236。在这种情况下，双金属构件252的第二端256的铜侧与该金属板的侧面机械接触，并朝向导热构件46的侧面施加大于零的依赖于温度的表面压力。由此，从第二级构件30到第一级构件26提供了具有低热阻的热传递路径238。
在从环境温度到第二低温温度的冷却过程期间，当第二级构件30的瞬时温度变为等于第一低温温度时，双金属构件252的第二端256朝向导热构件46施加零机械表面压力。当第二级构件30的瞬时温度低于第一低温温度时，在双金属构件252的第二端256的铜侧和导热构件46之间存在一个间隙，并且所提供的热传递路径238的热阻变得无穷大。在图4的底部中示出了该情况。
在没有进一步说明的情况下，本领域技术人员将很容易理解的是，低温冷却系统10可包括多个热连接构件236，其中，一些热连接构件236可包括先前描述的这种双金属部件252。以这种方式，当第二级构件30的瞬时温度高于第一低温温度时，可以从第二级构件30到第一级构件26提供平行布置的多个热传递路径238。在第二级构件30的低于第一低温温度的瞬时温度下，所提供的平行的热传递路径238的热阻将是无穷大的。
图5是热连接构件336的另一替代实施例的示意图。热连接构件336的替代实施例将被针对单个样本示例性地进行描述。然而，如前所述，低温冷却系统10可包括一个热连接构件336或多个热连接构件336。
除了具有第一端354和第二端356的双金属构件352之外，热连接构件336包括被形成为24K纱线的多个碳纤维340。双金属构件352的第一端354被固定地附接且热连接到由铜制成的连接金属凸缘32，该连接金属凸缘32进而被热连接到第二级构件30。弯曲的双金属构件352的第二端356被朝向形成为金属凸缘的导热连杆构件28引导，该金属凸缘被热连接到第一级构件26。碳纤维340具有第一端342和第二端344。多个碳纤维340中的碳纤维340的第一端342被永久地热连接到该连接金属凸缘32，该连接金属凸缘32进而被热连接到第二级构件30。例如，该热连接可通过夹持接头(未示出)形成。多个碳纤维340中的碳纤维340的第二端344被粘接地附接到双金属构件352的第二端356，并被布置在双金属构件352的第二端356和导热连杆构件28之间。
图5示出了在从环境温度(300K)到4K的第二低温温度的冷却过程期间，第二级构件30的瞬时温度已经下降到低于70K的第一低温温度的情况。双金属构件352已经弯曲地足够远，以使多个碳纤维340移动远离该导热连杆构件28，使得在第一级构件26和第二级构件30之间的导热传递路径3381、3382的热阻是无穷大的。对于第二级构件330的介于环境温度和第一低温温度之间的瞬时温度，双金属构件352被更为伸直，并且双金属构件352的第二端356朝向多个碳纤维340和该导热连杆构件28施加大于零的依赖于温度的机械表面压力，以便从第二级构件30到第一级构件26提供具有低热阻的热传递路径338。
图6是单个热连接构件436的另一替代实施例的示意图，该单个热连接构件436包括被形成为矩形片材的两个双金属构件452、452'，每个双金属构件452、452'包括由铜制成的片材侧以及由不锈钢制成的相反的片材侧。再次，低温冷却系统10可包括一个热连接构件436或多个热连接构件436。
两个双金属构件452、452'被彼此相对布置。第一双金属构件452的第一端454被固定地附接且热连接到铜凸缘32，该铜凸缘32进而被热连接到第二级构件30。第二双金属构件452'的第一端454'被固定地附接且热连接到被形成为金属凸缘的导热连杆构件28，该金属凸缘进而被热连接到第一级构件26。
如果第二级构件30的瞬时温度高于第一低温温度，则两个双金属构件452、452'的第二端456、456'被构造成与它们的铜侧面配合，并且朝向彼此施加大于零的机械表面压力。从第二级构件30到第一级构件26提供具有低热阻的热传递路径438。这种情况被示出在图6中。如果第二级构件30的温度低于第一低温温度，则通过双金属构件452、452'的进一步弯曲，两个双金属构件452、452'的第二端456、456'被构造成朝向彼此施加零机械表面压力。
虽然在附图和先前描述中详细地示出和描述了本发明，但这种图示和描述被认为是说明性的或示例性的且不是限制性的；本发明并不限于所公开的实施例。在实践所要求保护的本发明时，本领域技术人员可通过研究附图、公开内容和所附权利要求理解并实现对于所公开的实施例的其它变型。在权利要求中，术语“包括”并不排除其它元素或步骤，并且不定冠词“一个”或“一种”并不排除多个。某些措施在互不相同的从属权利要求中叙述的事实并不表明不能有力的使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记均不应被解释为限制该范围。
Claims (8)
1.一种低温冷却系统(10)，包括：
-低温恒温器(12)，所述低温恒温器具有外罩(14)以及被设置在所述外罩(14)内的至少一个热屏蔽件(16)，所述至少一个热屏蔽件(16)限定内部区域(18)；
其中，隔热区域(20)由所述至少一个热屏蔽件(16)和所述外罩(14)限定并且被限定在所述至少一个热屏蔽件(16)和所述外罩(14)之间，
-低温冷头(24)，所述低温冷头具有
被至少部分地布置在所述隔热区域(20)中的第一级构件(26)，其中，所述第一级构件(26)被构造成在静止状态中在第一低温温度下操作，并包括被热连接到所述至少一个热屏蔽件(16)的导热连杆构件(28)，
被至少部分地布置在所述内部区域(18)中的第二级构件(30)，其中，所述第二级构件(30)被构造成在静止状态中在低于所述第一低温温度的第二低温温度下操作，以及
至少一个热连接构件(136；236；336；436)，所述至少一个热连接构件被构造成在所述低温冷却系统(10)的至少一个操作状态中提供热传递路径(138；238；338；438)的从所述第二级构件(30)到所述第一级构件(26)的至少一部分，其中，所述热传递路径(138；238；338；438)被布置在所述低温冷头(24)的外侧，并且所述热传递路径(138；238；338；438)的所提供的至少一部分在所述第二低温温度下的热阻大于所述热传递路径(138；238；338；438)的所述所提供的至少一部分在所述第一低温温度下的热阻；
其中，所述至少一个热连接构件(236；336；436)包括具有第一端(254；354；454)和第二端(256；356；456)的双金属构件(252；352；452)，其中，
所述第一端(254；354；454)被固定地附接且热连接到所述第二级构件(30)，
所述第二端被构造成，如果所述第二级构件(30)的温度高于所述第一低温温度，则朝向被热连接到所述第一级构件(26)的导热构件(46)施加大于零的机械表面压力，并且所述第二端被构造成，如果所述第二级构件(30)的温度低于所述第一低温温度，则朝向被热连接到所述第一级构件(26)的导热构件(46)施加零机械表面压力；或者
所述第二端被构造成，如果所述第二级构件(30)的温度高于所述第一低温温度，则朝向所述第一级构件(26)施加大于零的机械表面压力，并且所述第二端被构造成，如果所述第二级构件(30)的温度低于所述第一低温温度，则朝向所述第一级构件(26)施加零机械表面压力。
2.根据权利要求1所述的低温冷却系统(10)，其中，所述低温冷却系统包括多个热连接构件(236；336；436)，每个热连接构件(236；336；436)包括具有第一端(254；354；454)和第二端(256；356；456)的双金属构件(252；352；452)，其中
所述第一端(254；354；454)被固定地附接且热连接到所述第二级构件(30)；
所述第二端(256；356；456)被构造成，如果所述第二级构件(30)的温度高于所述第一低温温度，则朝向被热连接到所述第一级构件(26)的导热构件(46)或所述第一级构件(26)施加大于零的机械表面压力，
所述第二端(256；356；456)被构造成，如果所述第二级构件(30)的温度低于所述第一低温温度，则朝向被热连接到所述第一级构件(26)的所述导热构件(46)或所述第一级构件(26)施加零机械表面压力。
3.根据权利要求2所述的低温冷却系统(10)，其中，所述多个热连接构件(336)中的至少一个或所述至少一个热连接构件(336)进一步包括多个碳纤维(340)，每个碳纤维(340)具有第一端(342)和第二端(344)，其中
所述多个碳纤维(340)中的所述碳纤维(340)的所述第一端(342)被永久地热连接到所述第二级构件(30)，以及
所述多个碳纤维(340)中的所述碳纤维(340)的所述第二端(344)被布置在被热连接到所述第一级构件(26)的所述导热构件(46)和所述第一级构件(26)中的一个与所述双金属构件(352)的所述第二端(356)之间。
4.根据权利要求2或3所述的低温冷却系统(10)，其中，所述多个热连接构件(236；336；436)中的至少一个或所述至少一个热连接构件(236；336；436)进一步包括多个碳纤维(340)，每个碳纤维(340)具有第一端(342)和第二端(344)，其中
所述多个碳纤维(340)中的所述碳纤维(340)的所述第一端(342)被永久地热连接到所述第二级构件(30)，以及
所述多个碳纤维(340)中的所述碳纤维(340)的所述第二端(344)被附接到所述双金属构件(352)的所述第二端(356)。
5.根据权利要求2所述的低温冷却系统(10)，其中，所述多个热连接构件(236；336；436)中的至少一个或所述至少一个热连接构件(236；336；436)包括具有第一端(454’)和第二端(456')的第二双金属构件(452')，并且两个双金属构件(452、452')被彼此相对布置，其中
所述第二双金属构件(452')被利用所述第一端(454')热连接到所述第一级构件(26)，
所述两个双金属构件(452、452')的所述第二端(456、456')被构造成，如果所述第二级构件(30)的温度高于所述第一低温温度，则彼此配合并朝向彼此施加大于零的机械表面压力，并且
所述两个双金属构件(456、456')的所述第二端(456、456')被构造成，如果所述第二级构件(30)的温度低于所述第一低温温度，则朝向彼此施加零机械表面压力。
6.根据权利要求1到3中的任一项所述的低温冷却系统(10)，其中，所述至少一个双金属构件(252、352、452)的总厚度被选择成处于介于0.1mm和2mm之间的范围中。
7.根据权利要求1到3中的任一项所述的低温冷却系统(10)，其中，所述热传递路径(138；238；338；438)的所述所提供的至少一部分在所述第二低温温度下的热阻比所述热传递路径(138；238；338；438)的所述所提供的至少一部分在所述第一低温温度下的热阻大至少10倍。
8.根据权利要求1到3中的任一项所述的低温冷却系统(10)，其中，所述低温冷却系统进一步包括超导磁线圈(22)，所述超导磁线圈被构造成提供准静态磁场并且适于在磁共振检查设备中使用，其中，所述超导磁线圈(22)被布置在所述内部区域(18)内并被热连接到所述第二级构件(30)，并且所述第二低温温度低于所述超导磁线圈(22)的临界温度。
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