DE29809387U1

DE29809387U1 - Kryostat mit hoher elektromagnetischer Hochfrequenz-Transparenz

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Publication number: DE29809387U1
Application number: DE29809387U
Authority: DE
Original assignee: Institut fuer Luft und Kaeltetechnik Gemeinnuetzige GmbH
Current assignee: Institut fuer Luft und Kaeltetechnik Gemeinnuetzige GmbH
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2008-05-27

Description

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Kryostat mit hoher elektromagnetischer Hochfrequenz-Transparenz

Die Erfindung betrifft Kryostate mit hoher elektromagnetischer Hochfrequenz-Transparenz, z.B. für geophysikalische radiomagnetische Sondierungsverfahren, bei denen vorzugsweise HTc-SQUIDs eingesetzt werden.

Bekannte Kryostate bestehen in der Regel aus doppelwandigen Gefäßen, bei denen zur thermischen Isolation der bestehende Zwischenraum zur Minimierung des Wärmeeintrages durch Wärmeleitung evakuiert ist. Zur weiteren Verbesserung der thermischen Isolation, d.h. zur Minimierung des Wärmeeintrages auf Grund der Wärmestrahlung werden in diesem Vakuumraum Spezialfolien angebracht. Diese Folien bestehen nach dem derzeitigen Entwicklungsstand vorzugsweise aus Polyesterfolien, die ein- oder beidseitig mit Aluminium bedampft sind und dadurch als Strahlungsschirme wirken. Diese sogenannten Superisolationsfolien, die handelsüblich eine Stärke von 3 bis 5 &mgr;&igr;&tgr;&igr; haben, werden mehrlagig im Vakuumraum durch Wickeln angebracht, ohne daß sich die einzelnen Lagen gegenseitig berühren. Dazu werden zwischen den einzelnen Lagen sogenannte Spacer in Form von Glasoder Polyestervlies bzw. Nylonnetz angeordnet.

Diese Folien haben neben der thermischen Isolationswirkung auch eine frequenzabhängige Abschirmungswirkung des Innenraumes des Kryostaten gegen elektromagnetische Felder zur Folge. Diese Wirkung ist bei vielen Einsatzfällen wünschenswert und wird durch zusätzliche Maßnahmen noch verstärkt. So wird z.B. in der DE 42 27 878 A1 eine Abschirmhülle für SQUID-Magnetometer gegen elektromagnetische Störfelder vorgeschlagen, bei der elektrisch leitfähiges Schirmmaterial den Kryostaten vollständig umhüllt. Durch einen vorbestimmten Flächenwiderstand soll eine Erhöhung des Magnetometer-Gesamtrauschens verhindert werden.

Auch in der DE 195 48 273 A1 wird eine NMR-Meßeinrichtung mit Pulsrohrkühler beschrieben, bei der Strahlungsschilde und Superisolationfolien eingesetzt werden, um die Kälteverluste des Kryostaten zu minimieren. Hier wird angestrebt, daß durch kryotechnische Maßnahmen keine zusätzlichen Feldstörungen erzeugt werden.

Es gibt aber auch Einsatzfälle für Kryostaten, wo eine metallfreie Umgebung für den Sensor innerhalb des Kryostaten erforderlich ist. Das Streben nach immer genauer und bei kleineren Frequenzen messenden Sensoren hat zur Folge, daß auch der elektromagnetische

Rauschpegel immer besser mitgemessen und damit das Signal-Rauschverhältnis ungünstiger wird.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine neuartige thermische Isolation zu finden, die ausreichende thermische Effekte erzielt und mit der möglichst keine Abschirmung des Sensors gegen elektromagnetische Signale erfolgt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Die Unteransprüche enthalten günstige Ausgestaltungen der Erfindung. Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird es möglich, Kryostate zur Kühlung von Sensoren, insbesondere HTc-SQUIDs einzusetzen, zu deren störungsfreiem Betrieb eine metallfreie Umgebung erforderlich ist. Obwohl mit den beschriebenen Folien nicht die thermische Isolationswirkung der Superisolationsfolien erreicht wird, werden akzeptable Werte hinsichtlich Verdampfungsrate und damit Arbeitszeit und -temperatur erzielt.

An nachfolgendem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Abbildung 1 zeigt einen erfindungsgemäß gestalteten Kryostaten in schematischer Schnittdarstellung. In Abbildung 2 ist eine Einzelheit vergrößert dargestellt.

Der Kryostat besteht aus äußeren und inneren rohrförmigen Wandungen, die so bemessen sind, daß sich ein Zwischenraum 1 bildet, der evakuiert wird. Im unteren, verjüngten Teil des Kryostaten befindet sich der Sensor 2, vorzugsweise ein HTc-SQUID. In diesem Bereich sind zwei Folien 3 aus Kunststoff angeordnet. Es ist aber auch möglich, eine größere Anzahl anzuordnen. Zwischen den Folien 3 befindet sich ein Spacer 4. Im dem übrigen Zwischenraum 1 sind Superisolationsfolien 5 angebracht.

Claims

Schutzansprüche

1. Kryostat mit hoher elektromagnetischer Hochfrequenz-Transparenz, bestehend aus einem doppelwandigen Gefäß, in dessen evakuiertem Zwischenraum Folien zur zusätzlichen thermischen Isolation gegenüber Wärmestrahlung in mehreren Lagen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Sensors (2) die Folien (3) aus Kunststoff bestehen, die mit nichtmetallischen, den Emissionskoeffizienten verkleinernden Zusätzen versehen sind und daß sich zwischen den einzelnen Folien (3) Spacer (4) befinden und daß die übrigen Bereiche des Kryostaten mit bekannter Superisolationsfolie (5) thermisch isoliert sind.

2. Kryostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als den Emissionskoeffizienten verkleinernde Zusätze weiße Hochglanzfarbe eingesetzt wird, die als Schicht auf die Folien (3) aufgebracht wird.

3. Kryostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als den Emissionskoeffizienten verkleinernde Zusätze mineralische, hochreflektierende Teilchen eingesetzt werden, die in das Folienmaterial eingebracht werden.