JPH06335633A - 素子冷却加熱試験装置 - Google Patents
素子冷却加熱試験装置Info
- Publication number
- JPH06335633A JPH06335633A JP12886493A JP12886493A JPH06335633A JP H06335633 A JPH06335633 A JP H06335633A JP 12886493 A JP12886493 A JP 12886493A JP 12886493 A JP12886493 A JP 12886493A JP H06335633 A JPH06335633 A JP H06335633A
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- Japan
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- sample
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- cooling
- heating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 試料の加熱時にヒータからコールドヘッドへ
の伝熱量を少なくすること。 【構成】 コールドヘッド１２を有する冷凍機１１と、
一面がコールドヘッド１２と熱的に結合された第１部材
１８と、一面が第１部材１８の他面と熱的に結合され、
その内部にヒータ２４が配設され、他面に試料ステージ
２５が形成された第２部材２３とを備え、第１部材１８
の第２部材２３との接触面又は第２部材２３の第１部材
１８との接触面に凹部３０又は３１を設けたこと。
の伝熱量を少なくすること。 【構成】 コールドヘッド１２を有する冷凍機１１と、
一面がコールドヘッド１２と熱的に結合された第１部材
１８と、一面が第１部材１８の他面と熱的に結合され、
その内部にヒータ２４が配設され、他面に試料ステージ
２５が形成された第２部材２３とを備え、第１部材１８
の第２部材２３との接触面又は第２部材２３の第１部材
１８との接触面に凹部３０又は３１を設けたこと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、素子冷却加熱試験装置
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５を参照して従来の素子冷却加熱試験
装置について説明する。
装置について説明する。
【０００３】図５に示す素子冷却加熱試験装置７０にお
いて、極低温冷凍機７１のコールドヘッド７２の図示上
面には、加熱ブロック７３がボルト７４により熱的に結
合されている。この加熱ブロック７３の内部にはヒータ
７５が配設され、加熱ブロック７３の図示上面には試料
ステージ７６が形成されている。
いて、極低温冷凍機７１のコールドヘッド７２の図示上
面には、加熱ブロック７３がボルト７４により熱的に結
合されている。この加熱ブロック７３の内部にはヒータ
７５が配設され、加熱ブロック７３の図示上面には試料
ステージ７６が形成されている。
【０００４】この素子冷却加熱試験装置７０において、
試料ステージ７６上に配置された試料が極低温冷凍機７
１のコールドヘッド７２にて発生する冷凍により極低温
（例えば、略１０Ｋ）まで冷却されたり、ヒータ７５に
より加熱される。
試料ステージ７６上に配置された試料が極低温冷凍機７
１のコールドヘッド７２にて発生する冷凍により極低温
（例えば、略１０Ｋ）まで冷却されたり、ヒータ７５に
より加熱される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した装
置７０では、コールドヘッド７２の上面全体が加熱ブロ
ック７３と熱接触しているので、試料をヒータ７５によ
り加熱する際に、ヒータ７５の熱がそのままコールドヘ
ッド７２に伝達される。ここで、試料を高温領域（例え
ば、３００℃程度）まで加熱すると、多量の熱がコール
ドヘッド７２へ伝達され、その影響で極低温冷凍機７１
の膨張シリンダ（図示せず）と膨張ピストン（図示せ
ず）との間に配置されるピストンリング（図示せず）の
シール性が低下する恐れがあり、極低温冷凍機７１を保
護することが困難になる。
置７０では、コールドヘッド７２の上面全体が加熱ブロ
ック７３と熱接触しているので、試料をヒータ７５によ
り加熱する際に、ヒータ７５の熱がそのままコールドヘ
ッド７２に伝達される。ここで、試料を高温領域（例え
ば、３００℃程度）まで加熱すると、多量の熱がコール
ドヘッド７２へ伝達され、その影響で極低温冷凍機７１
の膨張シリンダ（図示せず）と膨張ピストン（図示せ
ず）との間に配置されるピストンリング（図示せず）の
シール性が低下する恐れがあり、極低温冷凍機７１を保
護することが困難になる。
【０００６】尚、上記とは逆に極低温冷凍機７１を保護
しようとすると、試料の加熱温度は１００℃程度が限界
で、試料を高温領域（例えば、３００℃程度）まで加熱
することは困難になる。
しようとすると、試料の加熱温度は１００℃程度が限界
で、試料を高温領域（例えば、３００℃程度）まで加熱
することは困難になる。
【０００７】故に、本発明は、試料の加熱時にヒータか
らコールドヘッドへの伝熱量を少なくすることを、その
技術的課題とするものである。
らコールドヘッドへの伝熱量を少なくすることを、その
技術的課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために本発明において講じた技術的手段は、コールド
ヘッドを有する冷凍機と、一面がコールドヘッドと熱的
に結合された第１部材と、一面が第１部材の他面と熱的
に結合され、その内部にヒータが配設され、他面に試料
ステージが形成された第２部材とを備え、第１部材の第
２部材との接触面又は第２部材の第１部材との接触面に
凹部を形成したことである。
るために本発明において講じた技術的手段は、コールド
ヘッドを有する冷凍機と、一面がコールドヘッドと熱的
に結合された第１部材と、一面が第１部材の他面と熱的
に結合され、その内部にヒータが配設され、他面に試料
ステージが形成された第２部材とを備え、第１部材の第
２部材との接触面又は第２部材の第１部材との接触面に
凹部を形成したことである。
【０００９】
【作用】上記技術的手段によれば、第１部材の第２部材
との接触面又は第２部材の第１部材との接触面に凹部を
形成したので、第１部材と第２部材との接触面積が減少
し、第２部材の内部に配設されたヒータの熱が第１部材
へ伝達され難くなる。その結果、従来技術（図５）と比
較してヒータからコールドヘッドへの伝熱量が少なくな
り、試料を高温領域（例えば、３００℃程度）まで加熱
しても、コールドヘッドの保護が成される。
との接触面又は第２部材の第１部材との接触面に凹部を
形成したので、第１部材と第２部材との接触面積が減少
し、第２部材の内部に配設されたヒータの熱が第１部材
へ伝達され難くなる。その結果、従来技術（図５）と比
較してヒータからコールドヘッドへの伝熱量が少なくな
り、試料を高温領域（例えば、３００℃程度）まで加熱
しても、コールドヘッドの保護が成される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１１】図１は、本実施例に係る素子冷却加熱試験
装置の全体構成図である。
装置の全体構成図である。
【００１２】図１に示す素子冷却加熱試験装置１０にお
いて、極低温冷凍機（例えば、逆スターリング冷凍機，
ギホードマクマホン冷凍機，パルス管冷凍機，共鳴管冷
凍機等）１１は、略０〜２０Ｋの冷凍を発生するコール
ドヘッド１２を有している。
いて、極低温冷凍機（例えば、逆スターリング冷凍機，
ギホードマクマホン冷凍機，パルス管冷凍機，共鳴管冷
凍機等）１１は、略０〜２０Ｋの冷凍を発生するコール
ドヘッド１２を有している。
【００１３】極低温冷凍機１１のシリンダ１３内には、
内部に蓄冷器１４を有するピストン１５が図示上下方向
に摺動自在に配設され、膨張空間１６を形成している。
ピストン１５とシリンダ１３との間にはピストンリング
１７が配設されている。
内部に蓄冷器１４を有するピストン１５が図示上下方向
に摺動自在に配設され、膨張空間１６を形成している。
ピストン１５とシリンダ１３との間にはピストンリング
１７が配設されている。
【００１４】極低温冷凍機１１のコールドヘッド１２の
上面には、冷却ブロック（第１部材）１８がボルト（図
示せず）等を介して熱的に結合されている。図１におけ
る冷却ブロック１８のＡ視図を図２に示す。同図に示さ
れるように、この冷却ブロック１８の下部には、液体窒
素等の冷媒を流すための冷媒通路１９が形成され、その
上方には棒状ヒータ（図示せず）を埋設するための穴２
０が複数形成されている。尚、この穴２０は設けなくて
もよい。又、冷却ブロック１８には、前述のボルト等を
挿入するための４つのボルト挿入穴２１が形成され、冷
却ブロック１８の略中心部には光を通すための貫通穴２
２が形成されている。
上面には、冷却ブロック（第１部材）１８がボルト（図
示せず）等を介して熱的に結合されている。図１におけ
る冷却ブロック１８のＡ視図を図２に示す。同図に示さ
れるように、この冷却ブロック１８の下部には、液体窒
素等の冷媒を流すための冷媒通路１９が形成され、その
上方には棒状ヒータ（図示せず）を埋設するための穴２
０が複数形成されている。尚、この穴２０は設けなくて
もよい。又、冷却ブロック１８には、前述のボルト等を
挿入するための４つのボルト挿入穴２１が形成され、冷
却ブロック１８の略中心部には光を通すための貫通穴２
２が形成されている。
【００１５】冷却ブロック１８の図示左面には、加熱ブ
ロック（第２部材）２３が熱的に結合され、その内部に
は複数の棒状ヒータ２４が埋設されている。ここで、棒
状ヒータ２４には、電力が供給されるようになってい
る。加熱ブロック２３の図示左面には試料ステージ２５
が形成され、試料ステージ２５にはボルト（図示せず）
を介して試料２６が取り付けられる。図１における加熱
ブロック２３のＢ視図を図３に示す。同図に示されるよ
うに、加熱ブロック２３の内部には、前述の棒状ヒータ
２４を埋設するための複数のヒータ挿入穴２７が形成さ
れている。又、加熱ブロック２３の４角には、前述のボ
ルト等を挿入するための４つのボルト挿入穴２８が形成
され、冷却ブロック１８のボルト挿入穴２１と対応して
いる。更に、冷却ブロック１８の略中心部には光を通す
ための貫通穴２９が形成され、冷却ブロック１８の貫通
穴２２と対応している。
ロック（第２部材）２３が熱的に結合され、その内部に
は複数の棒状ヒータ２４が埋設されている。ここで、棒
状ヒータ２４には、電力が供給されるようになってい
る。加熱ブロック２３の図示左面には試料ステージ２５
が形成され、試料ステージ２５にはボルト（図示せず）
を介して試料２６が取り付けられる。図１における加熱
ブロック２３のＢ視図を図３に示す。同図に示されるよ
うに、加熱ブロック２３の内部には、前述の棒状ヒータ
２４を埋設するための複数のヒータ挿入穴２７が形成さ
れている。又、加熱ブロック２３の４角には、前述のボ
ルト等を挿入するための４つのボルト挿入穴２８が形成
され、冷却ブロック１８のボルト挿入穴２１と対応して
いる。更に、冷却ブロック１８の略中心部には光を通す
ための貫通穴２９が形成され、冷却ブロック１８の貫通
穴２２と対応している。
【００１６】図１に示されるように、冷却ブロック１８
の左面即ち加熱ブロック２３との接触面には、加熱ブロ
ック２３に向かって開口する凹部３０が形成されてい
る。図２に示されるように、凹部３０の開口面積は最大
限に大きく設定され、ボルト挿入穴２１まで達しないよ
うになっている。つまり、凹部３０により冷却ブロック
１８との接触面積が最大限に小さくなっている。又、棒
状ヒータ２４からの輻射熱の影響を受け難くするため
に、凹部３０の底面と加熱ブロック２３との距離は最大
限に長くすることが望ましい。
の左面即ち加熱ブロック２３との接触面には、加熱ブロ
ック２３に向かって開口する凹部３０が形成されてい
る。図２に示されるように、凹部３０の開口面積は最大
限に大きく設定され、ボルト挿入穴２１まで達しないよ
うになっている。つまり、凹部３０により冷却ブロック
１８との接触面積が最大限に小さくなっている。又、棒
状ヒータ２４からの輻射熱の影響を受け難くするため
に、凹部３０の底面と加熱ブロック２３との距離は最大
限に長くすることが望ましい。
【００１７】ここで、図４に示されるように、加熱ブロ
ック２３の右面即ち冷却ブロック１８との接触面にも、
冷却ブロック１８に向かって開口する凹部３１を形成し
てもよい。この場合、凹部３０の底面との距離が長くな
るので、凹部３０のみ設けた場合と比較して冷却ブロッ
ク１８が棒状ヒータ２４からの輻射熱の影響を受け難く
なる。尚、加熱ブロック２３の右面のみに凹部を形成し
ても良い。
ック２３の右面即ち冷却ブロック１８との接触面にも、
冷却ブロック１８に向かって開口する凹部３１を形成し
てもよい。この場合、凹部３０の底面との距離が長くな
るので、凹部３０のみ設けた場合と比較して冷却ブロッ
ク１８が棒状ヒータ２４からの輻射熱の影響を受け難く
なる。尚、加熱ブロック２３の右面のみに凹部を形成し
ても良い。
【００１８】上記の如く構成された素子冷却加熱試験装
置１０の作動について説明する。
置１０の作動について説明する。
【００１９】まず、試料ステージ２５上に取り付けられ
た試料２６を加熱する際には、棒状ヒータ２４が通電さ
れて棒状ヒータ２４からの熱が加熱ブロック２３の試料
ステージ２５を介して試料２６に伝達される。尚、試料
ステージ２５即ち試料２６の温度は、温度センサ（図示
せず）等により常時検出され、その検出信号に基づいて
ヒータ２４への通電量が制御されることで、試料が所望
の温度に加熱される。
た試料２６を加熱する際には、棒状ヒータ２４が通電さ
れて棒状ヒータ２４からの熱が加熱ブロック２３の試料
ステージ２５を介して試料２６に伝達される。尚、試料
ステージ２５即ち試料２６の温度は、温度センサ（図示
せず）等により常時検出され、その検出信号に基づいて
ヒータ２４への通電量が制御されることで、試料が所望
の温度に加熱される。
【００２０】ここで、棒状ヒータ２４の熱は加熱ブロッ
ク２３から冷却ブロック１８を介して冷凍機１１のコー
ルドヘッド１２に伝達されるが、冷却ブロック１８の左
面には、開口面積が広い凹部３０が形成されているの
で、加熱ブロック２４と冷却ブロック１８との接触面積
が大幅に減少する。その結果、棒状ヒータ２４の熱が冷
却ブロック１８を介してコールドヘッド１２に伝達され
難くなる。従って、従来技術と比較して棒状ヒータ２４
からコールドヘッド１２への伝熱量が少なくなり、試料
２６を高温領域（例えば、３００℃程度）まで加熱して
も、コールドヘッド１２がその温度の影響を受け難くな
る。故に、コールドヘッド１２からシリンダ１３を介し
てピストンリング１７に伝達される熱量が少なくなり、
ピストンリング１７のシール性が低下することが防がれ
る。
ク２３から冷却ブロック１８を介して冷凍機１１のコー
ルドヘッド１２に伝達されるが、冷却ブロック１８の左
面には、開口面積が広い凹部３０が形成されているの
で、加熱ブロック２４と冷却ブロック１８との接触面積
が大幅に減少する。その結果、棒状ヒータ２４の熱が冷
却ブロック１８を介してコールドヘッド１２に伝達され
難くなる。従って、従来技術と比較して棒状ヒータ２４
からコールドヘッド１２への伝熱量が少なくなり、試料
２６を高温領域（例えば、３００℃程度）まで加熱して
も、コールドヘッド１２がその温度の影響を受け難くな
る。故に、コールドヘッド１２からシリンダ１３を介し
てピストンリング１７に伝達される熱量が少なくなり、
ピストンリング１７のシール性が低下することが防がれ
る。
【００２１】尚、試料２６の加熱時には、冷媒通路１９
には冷媒を流さないものとする。
には冷媒を流さないものとする。
【００２２】次に、試料２６を冷却する際には、棒状ヒ
ータ２４への通電を停止して冷凍機１１を作動させると
共に冷媒通路１９に冷媒を流す。ここで、試料２６は、
冷凍機１１のコールドヘッド１２にて発生する冷凍（０
Ｋ〜２０Ｋ）及び冷媒により急速に冷却され、冷凍温度
まで冷却することが可能である。
ータ２４への通電を停止して冷凍機１１を作動させると
共に冷媒通路１９に冷媒を流す。ここで、試料２６は、
冷凍機１１のコールドヘッド１２にて発生する冷凍（０
Ｋ〜２０Ｋ）及び冷媒により急速に冷却され、冷凍温度
まで冷却することが可能である。
【００２３】本実施例においては、冷却ブロック１８及
び加熱ブロック２３に光を通過させるための貫通穴２
２，２９が形成されているので、試料２６の光照射によ
る透過性又は光と温度による物理的特性等を測定するこ
とが可能になる。
び加熱ブロック２３に光を通過させるための貫通穴２
２，２９が形成されているので、試料２６の光照射によ
る透過性又は光と温度による物理的特性等を測定するこ
とが可能になる。
【００２４】尚、本発明においては、本実施例の構造に
限定される必要は全くなく、従来技術と同様に、冷凍機
１１のコールドヘッド１２の上面に冷却ブロックを熱的
に結合させ、加熱ブロックの上面に加熱ブロックを熱的
に結合させ、加熱ブロックの上面に試料を載置する構造
において、冷却ブロックの加熱ブロックとの接触面又は
加熱ブロックの冷却ブロックとの接触面に凹部を形成し
てもよい。
限定される必要は全くなく、従来技術と同様に、冷凍機
１１のコールドヘッド１２の上面に冷却ブロックを熱的
に結合させ、加熱ブロックの上面に加熱ブロックを熱的
に結合させ、加熱ブロックの上面に試料を載置する構造
において、冷却ブロックの加熱ブロックとの接触面又は
加熱ブロックの冷却ブロックとの接触面に凹部を形成し
てもよい。
【００２５】
【発明の効果】本発明は、以下の如く効果を有する。
【００２６】試料の加熱時にヒータからコールドヘッド
への伝熱量を低減でき、試料を高温領域（例えば、３０
０℃程度）まで加熱した場合においてもコールドヘッド
を保護することができる。
への伝熱量を低減でき、試料を高温領域（例えば、３０
０℃程度）まで加熱した場合においてもコールドヘッド
を保護することができる。
【図１】本実施例に係る素子冷却加熱試験装置の断面図
である。
である。
【図２】図１における冷却ブロックのＡ視図である。
【図３】図１における加熱ブロックのＢ視図である。
【図４】図３における加熱ブロックの変形例を示す図で
ある。
ある。
【図５】従来技術に係る素子冷却加熱試験装置の断面図
である。
である。
１０ 素子冷却加熱試験装置 １１ 極低温冷凍機（冷凍機） １２ コールドヘッド １８ 冷却ブロック（第１部材） ２３ 加熱ブロック（第２部材） ２４ 棒状ヒータ（ヒータ） ２５ 試料ステージ ２６ 試料 ３０，３１ 凹部
フロントページの続き (72)発明者 増 田 薫 東京都文京区本郷１−10−13 テクノロ工 業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 コールドヘッドを有する冷凍機と、 一面が前記コールドヘッドと熱的に結合された第１部材
と、 一面が前記第１部材の他面と熱的に結合され、その内部
にヒータが配設され、他面に試料ステージが形成された
第２部材とを備え、 前記第１部材の前記第２部材との接触面又は前記第２部
材の前記第１部材との接触面に凹部を形成したことを特
徴とする素子冷却加熱試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12886493A JPH06335633A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 素子冷却加熱試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12886493A JPH06335633A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 素子冷却加熱試験装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06335633A true JPH06335633A (ja) | 1994-12-06 |
Family
ID=14995258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12886493A Pending JPH06335633A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 素子冷却加熱試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06335633A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001038947A1 (fr) * | 1999-11-26 | 2001-05-31 | Eyela-Chino Inc. | Regulateur de temperature d'echantillon |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP12886493A patent/JPH06335633A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001038947A1 (fr) * | 1999-11-26 | 2001-05-31 | Eyela-Chino Inc. | Regulateur de temperature d'echantillon |
| GB2362727A (en) * | 1999-11-26 | 2001-11-28 | Eyela Chino Inc | Sample temperature regulator |
| GB2362727B (en) * | 1999-11-26 | 2004-04-21 | Eyela Chino Inc | Sample temperature regulator |
| US6988546B1 (en) | 1999-11-26 | 2006-01-24 | Eyela-Chino Inc. | Sample temperature regulator |
| US7182130B2 (en) | 1999-11-26 | 2007-02-27 | Eyela-Chino Inc. | Sample temperature regulator |
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