JPH0932965A - Adaptive joule thomson cryostat having servo control - Google Patents
Adaptive joule thomson cryostat having servo controlInfo
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- JPH0932965A JPH0932965A JP8144387A JP14438796A JPH0932965A JP H0932965 A JPH0932965 A JP H0932965A JP 8144387 A JP8144387 A JP 8144387A JP 14438796 A JP14438796 A JP 14438796A JP H0932965 A JPH0932965 A JP H0932965A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/02—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using Joule-Thompson effect; using vortex effect
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/02—Gas cycle refrigeration machines using the Joule-Thompson effect
- F25B2309/022—Gas cycle refrigeration machines using the Joule-Thompson effect characterised by the expansion element
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
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- Temperature-Responsive Valves (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はジュールトムソンク
ライオスタット、特にジュールトムソンクライオスタッ
トの性能を改良するシステムおよび技術に関する。FIELD OF THE INVENTION This invention relates to Joule-Thomson cryostats, and more particularly to systems and techniques for improving the performance of Joule-Thomson cryostats.
【0002】[0002]
【従来の技術】本発明を、特定の応用の実施例を参照し
てここで説明するが、本発明はこれに限定されないこと
を理解すべきである。当業者およびここで与えられる技
術のアクセスする者は非常に利用性のある本発明の技術
的範囲内および付加的な分野で付加的な変形、応用、実
施例を認めるであろう。While the present invention is described herein with reference to specific application embodiments, it should be understood that the invention is not limited thereto. Persons of ordinary skill in the art and those who have access to the technology given herein will recognize additional modifications, applications, and examples within the highly applicable technical scope of the present invention and in additional fields.
【0003】クライオスタットは、動作または測定が制
御された温度状態下で行われる局部的な低温環境を提供
する装置である。クライオスタットはまた例えば検出器
および関連する電子部品が小さい収納パッケージに詰込
まれている誘導ミサイルの赤外線検出器の冷却に使用さ
れる。クライオスタットはまた制御された非常に低い温
度が超導電の動作に必要とされる超導電システムでも使
用される。A cryostat is a device that provides a localized low temperature environment in which operation or measurement is performed under controlled temperature conditions. Cryostats are also used, for example, to cool infrared detectors of guided missiles where the detector and associated electronics are packed in a small storage package. Cryostats are also used in superconducting systems where controlled very low temperatures are required for superconducting operation.
【0004】ジュールトムソンクライオスタットは、高
圧力ガスがエンタルピーが保存される不可逆的なスロッ
トルプロセスを経て膨張することを可能にされ、温度を
低下させるバルブ(“ジュールトムソンバルブ”として
技術で知られている)を使用する冷却装置である。The Joule-Thomson cryostat is a valve (known in the art as the "Joule-Thomson valve") that allows high-pressure gas to expand through an irreversible throttle process in which the enthalpy is preserved and reduces the temperature. ) Is a cooling device.
【0005】最も簡単な形態の一般的なジュールトムソ
ンクライオスタットは典型的にクライオスタットの冷却
端部に熱交換装置に固定した寸法のオリフィスを有し、
その結果クライオスタットによる冷却は調節されない。
入力圧力と内部ガス流のダイナミックはクライオスタッ
トを通る冷却剤の流動パラメータを設定した。運動部分
がない点で、通常のジュールトムソンクライオスタット
は簡単な装置であるが、固有の制御されていない流動特
性は、限定された寸法のガス供給源からの急速な冷却と
長期の冷却期間が必要とされる多くの応用に対して固定
したオリフィスタイプのクライオスタットを不適切にす
る。急速な冷却は高速度のガス流と大きな寸法のオリフ
ィスを必要とし、一方、長期の冷却期間は低速度のガス
流と小さい寸法のオリフィスを必要とする。これらの2
つの条件は固定したオリフィスクライオスタットで同時
に満たされることができない。The simplest form of the common Joule Thomson cryostat typically has an orifice sized to be fixed to the heat exchange device at the cooling end of the cryostat,
As a result, the cryostat cooling is not regulated.
The dynamics of input pressure and internal gas flow set the coolant flow parameters through the cryostat. The usual Joule-Thomson cryostat is a simple device in that there are no moving parts, but the inherent uncontrolled flow characteristics require rapid cooling from a gas source of limited size and long cooling periods. It makes fixed orifice type cryostats unsuitable for many applications. Rapid cooling requires high velocity gas flow and large size orifices, while long cooling periods require low velocity gas flow and small size orifices. These two
The two conditions cannot be met simultaneously with a fixed orifice cryostat.
【0006】約1950年代に、可変のオリフィス寸法
における内部の受動的なサーモスタット制御を有する需
要流動ジュールトムソンクライオスタットが使用され
た。これらのクライオスタットは最大のオリフィス寸法
で冷却を開始する能力を有し、それによって高速度のガ
ス流による迅速な冷却で冷凍を行う。冷却の達成後、熱
負荷に必要とされる最小のガス流動速度と冷凍のために
オリフィス寸法は減少される。装置のマンドレル内のサ
ーモスタット素子はガス充満チャンバ内またはその周辺
の温度に基づいてガス流の自己調節を行う。冷却速度は
クライオスタットを通るガス質量の流動速度に比例す
る。ガス充満ベローまたは、温度に基づいて収縮または
膨張する材料のセグメントであるサーモスタット素子は
需要流動ニードルバルブ機構に結合される。温度が低下
すると、ベローは収縮して、ニードルをジュールトムソ
ンオリフィスへ近付け部分的に隣接させる。予め定めら
れた臨界温度で、ベローのサーモスタット機構はニード
ルバルブを完全に閉じることができる。温度が上昇する
と、ベローは再度膨張し、バルブ機構を付勢し、新しい
冷却剤の流動がオリフィスを通って最終的に熱負荷に流
れることを可能にする。In the 1950s, demand-flow Joule Thomson cryostats with internal passive thermostat control at variable orifice sizes were used. These cryostats have the ability to initiate cooling at the maximum orifice size, thereby providing freezing with rapid cooling due to high velocity gas flow. After achieving cooling, the orifice size is reduced for the minimum gas flow rate and refrigeration required for heat loading. A thermostat element in the mandrel of the device self regulates the gas flow based on the temperature in or around the gas filled chamber. The cooling rate is proportional to the rate of gas mass flow through the cryostat. A thermostatic element, which is a gas-filled bellows or segment of material that contracts or expands based on temperature, is coupled to a demand flow needle valve mechanism. As the temperature decreases, the bellows contract, bringing the needle closer and partially adjacent to the Joule-Thomson orifice. At a predetermined critical temperature, Bellow's thermostat mechanism can completely close the needle valve. As the temperature rises, the bellows expand again, energizing the valve mechanism and allowing fresh coolant flow to eventually flow through the orifice to the heat load.
【0007】自己調節の需要流動クライオスタットは冷
却剤の流動に対して制御を与え、温度変動が動作に臨界
的であるシステムで許容不可能にする制限が依然として
存在する。サーモスタットベロー機構(およびある種の
プラスティック等の膨張および収縮材料に依存する類似
の代りの装置)は先天的に大きな性能の許容誤差を受け
る。これによってニードルバブルの臨界的なオン−オフ
温度点で不安定になり変動を起こす。それ故、このよう
なクライオスタットは予期された十分な動作範囲でのガ
ス流動調節において比例しないことが発見されている。Self-regulating demand flow cryostats provide control over coolant flow, and there are still limits that make it unacceptable in systems where temperature fluctuations are critical to operation. Thermostatic bellows mechanisms (and similar alternative devices that rely on expansion and contraction materials such as some plastics) inherently suffer from large performance tolerances. This causes instability and fluctuations at the critical on-off temperature point of the needle bubble. Therefore, it has been discovered that such cryostats are not proportional in gas flow regulation in the expected full operating range.
【0008】付加的に、同一のクライオスタットが異な
った冷却剤を使用するとき異なって反応する。したがっ
て、システム性能は単一の動作期間中に使用される特別
な冷却剤に依存する。別の冷却剤が熱収縮リンクが設計
される冷却剤の代りに使用されるならば、クライオスタ
ットは設計された設定温度を追及して、失敗を繰返す。Additionally, the same cryostat reacts differently when using different coolants. Therefore, system performance depends on the particular coolant used during a single operating period. If another coolant is used instead of the coolant for which the heat shrink link is designed, the cryostat will pursue the designed setpoint and repeat the failure.
【0009】さらに、膨張チャンバ内の温度波はベロー
機構の熱循環を生じる。さらに、ロケット環境では、機
構は加速と減速の影響を受ける。赤外線検出器冷却で
は、クライオスタットによる冷凍の変動による検出器の
不安定性は結合されたビデオディスプレイで発生される
サーモフォンとして知られているタイプの熱雑音を生じ
る。Further, the temperature wave in the expansion chamber causes thermal cycling of the bellows mechanism. Moreover, in a rocket environment, the mechanism is subject to acceleration and deceleration. In infrared detector cooling, detector instability due to fluctuations in cryostat refrigeration results in thermal noise of the type known as thermophones generated in coupled video displays.
【0010】充満チャンバ内が飽和状態に到達したと
き、液体プールが環境力の影響下で動作するならば、液
体ガスのプールはクライオスタットのニードルバルブ動
作の性能に深刻な影響を与える。これによって熱交換装
置の低圧力側でガス流動に急速な蒸気化またはインピー
ダンスが生じ、結果的に液体蒸気圧力の変化およびニー
ドルバルブの突然の開放を発生する。長期間の熱負荷が
使用されるとき、別の作動限界に遭遇する。ガスの充満
チャンバの温度は熱負荷の離れた極限の前まで下がり、
負荷が全体的に冷却される前にニードルバルブを早期に
閉じさせる。When the liquid pool operates under the influence of environmental forces when the filling chamber reaches saturation, the liquid gas pool seriously affects the performance of the cryostat needle valve operation. This causes a rapid vaporization or impedance in the gas flow on the low pressure side of the heat exchanger resulting in a change in liquid vapor pressure and a sudden opening of the needle valve. Another operating limit is encountered when long-term heat loads are used. The temperature of the gas-filled chamber drops to the far end of the heat load,
Allow the needle valve to close early before the load is totally cooled.
【0011】これらの例示の条件局面のいずれもが、ニ
ードルバルブ位置付けとガス流動速度に早期の閉鎖また
は不所望な変化を生じさせる。このことはジュールトム
ソンクライオスタット部品の累積の製造設計を熱負荷素
子と冷却剤パラメータの両者に対して調節させる。Any of these exemplary conditional aspects cause premature closure or unwanted changes in needle valve positioning and gas flow rate. This allows the cumulative manufacturing design of Joule Thomson cryostat components to be adjusted for both thermal load elements and coolant parameters.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】従って、冷却期間に最
大の開口から設定されるガス膨張バルブオリフィスの寸
法を熱負荷の持続冷却用に減少した最小の開口へ調節す
るため、単なるガス充満チャンバ温度ではなく、熱負荷
の感知温度を使用することができるクライオスタットの
活性機構の必要性が存在する。さらに、安定なガス流の
ためのガス膨張バルブオリフィスの寸法の安定された時
間平均された比例制御を行い、安定な冷凍速度と温度制
御を行うためのクライオスタット用の活性機構の必要性
が存在する。理想的には、この制御は、安定な冷却温度
を維持する突然ではなく連続的で漸進的な方法により、
変化する熱環境ならびに変化する熱負荷および入力圧力
条件を変化するように調節できるべきである。理想的に
は、この制御は多数の冷却剤ガスを使用して動作し、安
定な冷却温度と最適な性能を与える必要がある。さら
に、慣性加速等の外部環境効果により生じる温度変動ま
たは内部熱波、または充満チャンバ内の圧力変化に対す
る感度を最小にするクライオスタット用の活性機構の必
要性が存在する。Therefore, in order to adjust the size of the gas expansion valve orifice, which is set from the maximum opening during the cooling period, to the reduced minimum opening for continuous cooling of the heat load, the mere gas-filled chamber temperature is required. Rather, there is a need for a cryostat activation mechanism that can use the sensed temperature of the heat load. In addition, there is a need for an active mechanism for the cryostat to provide stable time-averaged proportional control of gas expansion valve orifice dimensions for stable gas flow and stable refrigeration rate and temperature control. . Ideally, this control would be a continuous, gradual, rather than sudden, method of maintaining a stable cooling temperature.
It should be possible to adjust to changing thermal environments and changing heat loads and input pressure conditions. Ideally, this control should work with multiple coolant gases to provide stable cooling temperatures and optimal performance. Further, there is a need for an activation mechanism for the cryostat that minimizes sensitivity to temperature fluctuations or internal heat waves caused by external environmental effects such as inertial acceleration, or pressure changes in the filling chamber.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記のような技術の必要
性は、熱負荷を冷却するためにニードルバルブ制御のジ
ュールトムソン効果のクライオスタットを使用して、ク
ライオスタット用の活性ガススロットル機構を与える本
発明により解決される。本発明の装置は、そこを通過す
る冷却剤の流動を制御するために、ニードルバルブに接
続される付勢装置を含んでいる。温度センサはそこに隣
接する熱負荷に接続される。センサは感知された温度を
示す信号を与える。サーボ制御装置はその信号を受信
し、それに応答して付勢装置への冷却剤の流動を調節す
る。SUMMARY OF THE INVENTION The need for such a technique is to provide an active gas throttle mechanism for a cryostat using a Joule-Thomson effect cryostat with needle valve control to cool the heat load. It is solved by the invention. The device of the present invention includes a biasing device connected to the needle valve to control the flow of coolant therethrough. The temperature sensor is connected to the heat load adjacent thereto. The sensor provides a signal indicative of the sensed temperature. The servo controller receives the signal and in response regulates the flow of coolant to the energizer.
【0014】動作において、本発明は(a)熱負荷のお
およその温度を感知し、(b)おおよその温度に関して
第1の信号を送信し、(c)クライオスタット中の冷却
剤の流動を調節するためにその信号を第2の信号へ変換
し、(d)第1の信号に直接関連して冷却剤の流動を調
節するステップを含んだジュールトムソン効果のクライ
オスタットにより熱負荷の冷凍を制御する閉ループ方法
を与える。In operation, the present invention (a) senses the approximate temperature of the heat load, (b) sends a first signal for the approximate temperature, and (c) regulates the flow of coolant in the cryostat. Closed loop for controlling the refrigeration of a heat load by means of a Joule-Thomson cryostat including the step of converting the signal into a second signal for the purpose of: (d) adjusting the flow of the coolant in direct relation to the first signal. Give way.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】典型的な一般的ジュールトムソン
クライオスタット10が図1のa、bで示されている。高
圧力アルゴンまたは窒素ガスまたは空気のような冷却剤
がガス入口部1を通ってジュワーパッケージ9の冷却指
部7内の支持マンドレル5を包囲している回復性熱交換
器3へ導入される。熱交換器3はマンドレル5の周囲に
巻付けられ、高圧力ガスが冷却指部7の下端部方向へ移
動するときにそれを特に強力に冷却することを可能にす
る逆流フィン金属管4を基本的に具備している。熱交換
器の管4は通常クライオスタットの冷却端部と呼ばれて
いるマンドレル5の下端部のオリフィス16で終端する。
オリフィス16はジュールトムソンガススロットルバルブ
として動作する。ガスがオリフィス16を通過し、包囲ガ
ス充満チャンバ29に入るとき、低圧力ガスに膨張し液体
形態を生成する。蒸発した液体と低圧力ガスはジューワ
窓11に隣接して位置される熱負荷15を冷却するために使
用される。負荷の冷却はオリフィス16から、熱負荷15と
接触して位置する冷却指7の一部までの液体冷却剤スプ
レーにより達成される。チャンバ29からのガスはクライ
オスタット10の上部の温端部の出口ポート13を通って大
気中へ出る前に熱交換器3の別の低圧力分岐を通ってリ
サイクルされる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A typical general Joule Thomson cryostat 10 is shown in FIGS. A coolant such as high pressure argon or nitrogen gas or air is introduced through the gas inlet 1 into the recoverable heat exchanger 3 surrounding the support mandrel 5 in the cooling fingers 7 of the dewar package 9. The heat exchanger 3 is wrapped around a mandrel 5 and is based on a counter-flow fin metal tube 4 which makes it possible to cool the high pressure gas particularly strongly as it moves towards the lower end of the cooling finger 7. It is equipped with The heat exchanger tubes 4 terminate in an orifice 16 at the lower end of the mandrel 5, commonly referred to as the cryostat cooling end.
Orifice 16 operates as a Joule Thomson gas throttle valve. As the gas passes through the orifice 16 and enters the surrounding gas-filled chamber 29, it expands to a low pressure gas to create a liquid form. The vaporized liquid and low pressure gas are used to cool a heat load 15 located adjacent to the dewar window 11. Cooling of the load is achieved by a liquid coolant spray from the orifice 16 to the part of the cooling finger 7 located in contact with the heat load 15. The gas from chamber 29 is recycled through another low pressure branch of heat exchanger 3 before exiting to the atmosphere through outlet port 13 at the upper end of cryostat 10.
【0016】前述したように、最も簡単な形態の一般的
なジュールトムソンクライオスタットは典型的にクライ
オスタットの冷却端部の熱交換器3に固定した寸法のオ
リフィス16を有し、従ってクライオスタットによる冷却
は調節されない。入力圧力および内部ガス流動ダイナミ
ックはクライオスタットを通る冷却剤の流動パラメータ
を設定する。運動部分を具備せず先天的な制御されてい
ない流動特性を有する簡単な装置は固定したオリフィス
タイプのクライオスタットを限定された寸法のガス供給
源からの急速な冷却と長期の冷却期間が必要とされる多
数の応用に不適切にする。急速な冷却は高速度のガス流
動と大きな寸法のオリフィスを必要とし、長期の冷却期
間は低いガス流動速度と小さい寸法のオリフィスを必要
とする。これらの2つの条件は固定したオリフィスのク
ライオスタットでは同時に満たすことはできない。As mentioned above, the simplest form of a typical Joule-Thomson cryostat typically has an orifice 16 sized to be fixed to the heat exchanger 3 at the cooling end of the cryostat, so that cooling by the cryostat is regulated. Not done. The input pressure and internal gas flow dynamics set the coolant flow parameters through the cryostat. A simple device with no moving parts and inherently uncontrolled flow characteristics requires a fixed orifice type cryostat with rapid cooling from a gas source of limited size and long cooling periods. Make it unsuitable for many applications. Rapid cooling requires high gas flow rates and large size orifices, and long cooling periods require low gas flow rates and small size orifices. These two conditions cannot be met simultaneously by a fixed orifice cryostat.
【0017】約1950年代以降、内部で、受動的なサ
ーモスタット制御の可変オリフィス寸法を有する需要流
動ジュールトムソンクライオスタットが図1のbで示さ
れているように使用された。これらのクライオスタット
は最大のオリフィス寸法で冷却を開始し、それによって
急速な冷却用の高速度ガス流動と冷凍能力を有する。冷
却の達成後、熱負荷で必要とされる最小のガス流動速度
と冷凍のためにオリフィス寸法は減少される。Since the 1950's, internally, a demand-flow Joule-Thomson cryostat with a passive thermostatically controlled variable orifice size has been used, as shown in FIG. 1b. These cryostats initiate cooling at the maximum orifice size, thereby having high velocity gas flow and refrigeration capacity for rapid cooling. After achieving cooling, the orifice size is reduced due to the minimum gas flow rate and refrigeration required under heat load.
【0018】マンドレル5内のサーモスタット素子はガ
ス充満チャンバ29内およびその周辺の温度に基づいてガ
ス流動の自己調節を行う。冷却速度はクライオスタット
を通じるガス質量の流動率に比例する。ガス充填ベロー
または温度に基づいて収縮または膨張する材料セグメン
トであってもよいサーモスタット素子は需要流動ニード
ルバルブ機構19に結合される。温度が低下するとき、ベ
ローは収縮するように適合されニードルをジュールトム
ソンオリフィス16へ延長させて部分的に近接させる。予
め定められた臨界温度で、ベローサーモスタット機構17
は完全にニードルバルブ19に近接することができる。温
度が上昇すると、ベローは再度膨張し、バルブ機構19を
付勢し、オリフィスを通り、最終的に熱負荷15への新し
い冷却剤流動を可能にする。The thermostat element in the mandrel 5 self-regulates the gas flow based on the temperature in and around the gas-filled chamber 29. The cooling rate is proportional to the gas mass flow rate through the cryostat. A thermostat element, which may be a gas filled bellows or a material segment that contracts or expands based on temperature, is coupled to the demand flow needle valve mechanism 19. As the temperature decreases, the bellows are adapted to contract, extending the needle to the Joule-Thomson orifice 16 for partial proximity. At a predetermined critical temperature, the bellows thermostat mechanism 17
Can be completely close to the needle valve 19. As the temperature rises, the bellows expand again, energizing the valve mechanism 19 and allowing new coolant flow through the orifice and ultimately to the heat load 15.
【0019】前述したように、自己調節需要流動クライ
オスタットは冷却剤流動の制御を行い、温度変動が動作
に対して臨界的であるシステムで許容不可能にする限界
がさらに存在する。As noted above, self-regulating demand flow cryostats provide additional control over coolant flow, making it unacceptable in systems where temperature fluctuations are critical to operation.
【0020】サーモスタットベロー機構17(およびある
種のプラスティック等の膨張および収縮材料に依存する
類似の代替装置)は先天的に大きな性能差を受ける。こ
れはニードルバルブの臨界的なオン−オフ温度点の不安
定と変動を起こす。それ故、このようなクライオスタッ
トは予期された十分な動作範囲でガス流動調節において
比例的ではないことが発見されている。The thermostat bellows mechanism 17 (and similar alternative devices that rely on expanding and contracting materials such as some plastics) are inherently subject to significant performance differences. This causes instability and fluctuations in the critical on-off temperature point of the needle valve. Therefore, it has been discovered that such cryostats are not proportional in gas flow regulation over the expected full operating range.
【0021】さらに、同じクライオスタットが異なった
冷却剤を使用するとき異なって反応する。従って、シス
テム性能は単一動作期間中に使用される特別な冷却剤に
依存する。別の冷却剤が熱収縮リンクが設計される冷却
剤の代りに使用されるならば、クライオスタットは設計
された設定温度を追及し、それに到達できない失敗を繰
返す。Moreover, the same cryostat reacts differently when using different coolants. Therefore, system performance depends on the particular coolant used during a single operating period. If another coolant is used instead of the coolant for which the heat shrink link is designed, the cryostat will pursue the designed setpoint and repeat the failure to reach it.
【0022】さらに、膨張チャンバ内の温度波はベロー
機構の熱循環を生じる。さらに、ロケット環境では、機
構は加速と減速の影響を受ける。赤外線検出器の冷却で
は、クライオスタットによる冷凍の変動による検出器の
不安定性は結合されたビデオディスプレイで発生される
サーモフォンとして知られているタイプの熱雑音を生じ
る。Further, the temperature wave in the expansion chamber causes thermal cycling of the bellows mechanism. Moreover, in a rocket environment, the mechanism is subject to acceleration and deceleration. In the cooling of infrared detectors, the instability of the detectors due to fluctuations in cryostat refrigeration causes thermal noise of the type known as thermophones, which is generated in combined video displays.
【0023】充満チャンバ29内が飽和状態に到達された
とき、液体プールが大気力の影響下で動作するならば、
液体ガスのプールはクライオスタットのニードルバルブ
動作の性能に深刻な影響を与える。これは熱交換装置3
の低圧力側でガス流動に急速な蒸気化またはインピーダ
ンスを生じ、結果的に液体蒸気圧力の変化およびニード
ルバルブの突然の開放を生じる。When the liquid pool operates under the influence of atmospheric forces when the inside of the filling chamber 29 has reached saturation,
The liquid gas pool seriously affects the performance of the cryostat needle valve operation. This is the heat exchange device 3
On the low pressure side of the gas flow there is a rapid vaporization or impedance in the gas flow, resulting in a change in liquid vapor pressure and a sudden opening of the needle valve.
【0024】延長した位置で熱負荷15が使用されると
き、別の作動限界に遭遇する。ガスの充満チャンバの温
度は熱負荷15の離れた極限の前まで下がり、負荷が全体
的に冷却される前にニードルバルブ19を早期に閉じさせ
る。Another operating limit is encountered when the heat load 15 is used in the extended position. The temperature of the gas-filled chamber drops to the far limit of the heat load 15 and closes the needle valve 19 early before the load is totally cooled.
【0025】これら例示のいずれかの条件も、ニードル
バルブの位置付けとガス流動速度における早期の閉鎖ま
たは不所望な変化を起こす。このことはジュールトムソ
ンクライオスタット成分の多様な製造設計を熱負荷素子
と冷却剤パラメータの両者に対して調節させる。Any of these exemplary conditions will cause premature closure or unwanted changes in needle valve positioning and gas flow rates. This allows various manufacturing designs of Joule-Thomson cryostat components to be adjusted for both thermal load elements and coolant parameters.
【0026】従って、冷却期間に最大の開口から設定さ
れるガス膨張バルブオリフィス寸法を熱負荷の持続冷却
のために減少した最小の開口へ調節するために、単なる
ガス充満チャンバ温度ではなく、熱負荷の感知温度を使
用することができるクライオスタットの活性機構の必要
性が存在する。Therefore, in order to adjust the gas expansion valve orifice size set from the maximum opening during the cooling period to the minimum opening reduced for sustained cooling of the heat load, rather than just the gas filled chamber temperature, the heat load There is a need for a cryostat activation mechanism that can use the sensing temperature of.
【0027】さらに、安定なガス流のためのガス膨張バ
ルブオリフィス寸法の安定な、時間平均された比例制御
と、安定な冷凍速度および温度制御を行うためのクライ
オスタット用の活性機構の必要性が存在する。理想的に
は、この制御は、安定な冷却温度を維持する突然ではな
く連続的で漸進的な方法により、変化する熱環境ならび
に変化する熱負荷および入力圧力状態を調節できるべき
である。理想的には、この制御は多数の冷却剤ガスと共
に動作し、安定な冷却温度と最適な性能を与える必要が
ある。In addition, there is a need for a stable, time-averaged proportional control of the gas expansion valve orifice size for stable gas flow and an active mechanism for the cryostat to provide stable refrigeration rate and temperature control. To do. Ideally, this control should be able to adjust the changing thermal environment and changing heat load and input pressure conditions in a continuous rather than sudden, gradual manner that maintains a stable cooling temperature. Ideally, this control should work with multiple coolant gases to provide stable cooling temperatures and optimum performance.
【0028】さらに、慣性加速等の外部環境効果により
生じる温度変動または内部熱波、または充満チャンバ内
の圧力変化に対する感度を最小にするクライオスタット
用の活性機構の必要性が存在する。Further, there is a need for an activation mechanism for the cryostat that minimizes sensitivity to temperature fluctuations or internal heat waves caused by external environmental effects such as inertial acceleration, or pressure changes in the filling chamber.
【0029】本発明はこれらの必要性を解決する。本発
明は図1のaで示されているタイプのクライオスタット
の構造に適合されることができる。図2のaはこのよう
なジュールトムソンクライオスタットに内蔵されるとき
の本発明を示している。The present invention solves these needs. The invention can be adapted to the construction of a cryostat of the type shown in Figure 1a. FIG. 2a shows the present invention when incorporated in such a Joule Thomson cryostat.
【0030】本発明は図1のaの従来技術の方法に類似
した真空ジュワーコンテナ9の冷却指7内に含まれてい
る。図2のaを参照すると、マンドレルキャップ部材21
はマンドレルチャンバ23を密封する。通常、キャップ部
材21はチャンバ23からの熱漏洩を防止するためポリウレ
タンのようなカプセルに収納された発砲熱絶縁物25を含
んでいる。The present invention is contained within the cooling finger 7 of a vacuum dewar container 9 similar to the prior art method of FIG. 1a. Referring to FIG. 2A, the mandrel cap member 21
Seals the mandrel chamber 23. Cap member 21 typically includes a foamed thermal insulation 25 encapsulated in polyurethane to prevent heat leakage from chamber 23.
【0031】好ましくはステンレス鋼等から製造される
のが好ましい密封されたさや管27はキャップ部材21から
マンドレルチャンバ23までの長さであり、クライオスタ
ットの冷却端部の冷却剤充満チャンバ29内に接続され
る。冷却剤充満チャンバ29は固定して取付けられたベロ
ーばね31を収納する。好ましい実施例では、低質量で高
いばね定数の装置がベローばね31用に使用される。A sealed sheath 27, preferably made of stainless steel or the like, extends the length of the cap member 21 to the mandrel chamber 23 and connects into a coolant filled chamber 29 at the cooling end of the cryostat. To be done. The coolant-filled chamber 29 houses a bellows spring 31 which is fixedly mounted. In the preferred embodiment, a low mass, high spring rate device is used for bellows spring 31.
【0032】マンドレルキャップ21のキャップチャンバ
33内には電気貫通導体コネクタ35が位置されている。好
ましい実施例では、これはガラス金属貫通導体コネクタ
35である。貫通導体コネクタ35はマンドレルキャップ21
の外部で終端する導線55を有する。ベローばね付勢装置
機構は貫通導体コネクタ35の第1の端部39で終端され
る。ベローばね付勢装置は第1の部分を具備し、これは
好ましい実施例ではバイオメタルワイヤロッド41であ
る。ロッド41はマンドレルキャップ21からさや管27の方
向までの長さであり、電気帰線結合部43でワイヤロッド
45、好ましい実施例ではスチールワイヤロッドに結合さ
れる。比較的頑丈なロッド45、さや27が削除されてもよ
いことに留意する。結合部43に結合する電気帰線ワイヤ
55' もまたマンドレルキャップ21の外部に導かれる。Cap chamber of mandrel cap 21
Located within 33 is an electrical feedthrough connector 35. In the preferred embodiment, this is a glass metal feedthrough connector.
35. The through conductor connector 35 has a mandrel cap 21.
Has a conductor 55 terminating outside thereof. The bellows spring biasing mechanism terminates at a first end 39 of the feedthrough connector 35. The bellows spring biasing device comprises a first portion, which in the preferred embodiment is a biometal wire rod 41. The rod 41 has a length from the mandrel cap 21 to the sheath tube 27, and the electrical return coupling 43 connects the wire rod.
45, which in the preferred embodiment is connected to a steel wire rod. Note that the relatively sturdy rod 45, sheath 27 may be removed. Electrical return wire that joins to joint 43
The 55 'is also guided outside the mandrel cap 21.
【0033】バイオメタルロッド41はトランスデューサ
として動作する。好ましい実施例では、バイオメタルワ
イヤロッド41は電流が通過するときに加熱中に収縮する
チタニウムニッケル形状のメモリ合金のタイプである
(マルテンサイトのAA位相変換)。小さい割合の直流
電流またはパルス幅変調された電流のいずれかが1対の
導線55、55' を経てロッド41を通って与えられてもよ
い。ロッド41は従って、取付けられたスチールワイヤロ
ッド45を使用して冷却剤充満チャンバ29のニードルバル
ブ19へ運動を変換するための小型のトランスデューサと
して動作する。バイオメタルに対する代用はソレノイド
または磁歪合金のような固体状態の電磁装置またはピエ
ゾ電気トランスデューサのような別の固体状態の電気機
械装置である。クライオスタットの応用は最も適切な代
用物を示す。図2のaでは、電流は貫通導体コネクタ35
(図3)を経てワイヤロッド41に供給される。電流はワ
イヤ62、63により加熱素子64へも供給される。The biometal rod 41 operates as a transducer. In the preferred embodiment, the biometal wire rod 41 is a type of memory alloy in the form of titanium nickel that shrinks during heating when an electric current passes through it (Martensite AA phase conversion). Either a small percentage of direct current or pulse width modulated current may be provided through rod 41 via a pair of conductors 55, 55 '. The rod 41 thus acts as a miniature transducer for converting movement to the needle valve 19 of the coolant filled chamber 29 using the attached steel wire rod 45. Alternatives to biometals are solid state electromagnetic devices such as solenoids or magnetostrictive alloys or other solid state electromechanical devices such as piezoelectric transducers. The cryostat application represents the most suitable substitute. In FIG. 2a, the current is through conductor connector 35.
(FIG. 3) and is supplied to the wire rod 41. Current is also supplied to heating element 64 by wires 62,63.
【0034】図2のbを参照すると、電気帰線結合部43
のバイオメタルワイヤロッド41に接続されたスチールワ
イヤロッド45はさや管27を通って、ベローばね31の可動
端部に接続されるベロー圧縮プレート47までの長さであ
る。Referring to FIG. 2b, the electrical return coupling 43
The length of the steel wire rod 45 connected to the biometal wire rod 41 extends through the sheath tube 27 to the bellows compression plate 47 connected to the movable end of the bellows spring 31.
【0035】ベローばね31はベロー圧力プレート47を経
て冷却充満チャンバ29内のニードルバルブ機構19に接続
される。スチールワイヤロッド45を通ってバイオメタル
ロッド41まで接続されるばね31と圧力プレートの結合は
バルブ付勢装置を形成する。図2のbで示されているよ
うに、ニードルバルブ機構19と接続ベローばね31は図1
のbで示されているように当業者により認識されるばね
と類似または同一である。The bellows spring 31 is connected to the needle valve mechanism 19 in the cooling filling chamber 29 via the bellows pressure plate 47. The connection of the pressure plate with the spring 31 connected through the steel wire rod 45 to the biometal rod 41 forms a valve biasing device. As shown in FIG. 2b, the needle valve mechanism 19 and the connecting bellows spring 31 are shown in FIG.
Similar to or identical to springs recognized by those skilled in the art as indicated by b.
【0036】図2のaに戻ると、熱センサ51は熱負荷取
付けプラットフォーム15' (特定の負荷と一体化されて
もよい)上またはそれに隣接して取付けられる。好まし
い実施例では、シリコンダイオード温度センサ51は負荷
15に隣接する熱負荷プラットフォーム15' に固定して取
付けられている。Returning to FIG. 2a, the thermal sensor 51 is mounted on or adjacent to the thermal load mounting platform 15 '(which may be integrated with a particular load). In the preferred embodiment, the silicon diode temperature sensor 51 is a load
It is fixedly attached to the heat load platform 15 'adjacent to 15.
【0037】テキサスインストルメンツ社により製造販
売されているIN914 ダイオードのような市場で入手可能
なセンサは本発明の使用に適している。トランジスタタ
イプのセンサも代りに本発明で使用されてもよい。セン
サ51は充満チャンバ29内の温度よりも負荷環境の周囲温
度に感度があるように取付けられる。Commercially available sensors such as the IN914 diode manufactured and sold by Texas Instruments Incorporated are suitable for use in the present invention. Transistor type sensors may alternatively be used in the present invention. The sensor 51 is mounted so that it is more sensitive to the ambient temperature of the load environment than the temperature in the filling chamber 29.
【0038】図3を参照すると、本発明の装置の動作の
理解を助ける概略図が示されている。例えばミサイルの
赤外線検出器または焦点面アレイの温度制御を必要とす
る熱負荷15は固定して熱負荷プラットフォーム15' に固
定して取付けられている。プラットフォーム15' は図2
のaで示されているようにオリフィス16の付近のクライ
オスタットに隣接して位置されている。Referring to FIG. 3, there is shown a schematic diagram that helps understand the operation of the apparatus of the present invention. A heat load 15, which requires temperature control of, for example, an infrared detector of a missile or a focal plane array, is fixedly mounted on a heat load platform 15 '. Platform 15 'is shown in Figure 2
It is located adjacent to the cryostat near the orifice 16 as indicated by a.
【0039】サーボ制御装置53は導線55、55' (帰還)
によりベローばね付勢装置57と温度センサ51に結合され
ている。Qxの矢印により示されているように、負荷を
構成する種々の熱源が存在する。負荷15とそのプラット
フォーム15' 、Qfpa、そのQrad、Qcond、
Qvalveとして示されている他の負荷環境の熱提供
装置はバルブ付勢装置から発生される熱を表している。
クライオスタットにより抽出される熱は−Qcryoで
示されている。温度センサ51は負荷15、15' 環境からの
フィードバックをバルブ制御付勢装置57のサーボ制御装
置53に提供する。サーボ制御装置53の動作パラメータは
感知された温度に基づいてバイオメタルロッド41の長さ
を制御するように設計されている。導線55、55' により
バイオメタルワイヤロッド41に現在結合されるサーボ制
御装置の付勢装置53はバイオメタルワイヤロッド41のト
ランスデューサ動作を駆動する。それにより、バイオワ
イヤロッド41に取付けられたスチールワイヤロッド45は
ベローばね31と、ニードルバルブ19のジュールトムソン
オリフィスと、負荷15への冷却剤の流動を制御する。The servo control device 53 is provided with conductors 55 and 55 '(return).
Is connected to the bellows spring urging device 57 and the temperature sensor 51. There are various heat sources that make up the load, as indicated by the Qx arrows. Load 15 and its platform 15 ', Qfpa, its Qrad, Qcond,
Another load environment heat-providing device, shown as Qvalve, represents the heat generated from the valve energizer.
The heat extracted by the cryostat is indicated by -Qcryo. The temperature sensor 51 provides feedback from the load 15, 15 'environment to the servo controller 53 of the valve control biasing device 57. The operating parameters of servo controller 53 are designed to control the length of biometal rod 41 based on the sensed temperature. Servo controller biasing device 53, which is currently coupled to biometal wire rod 41 by conductors 55, 55 ', drives the transducer action of biometal wire rod 41. Thereby, the steel wire rod 45 attached to the biowire rod 41 controls the flow of the coolant to the bellows spring 31, the Joule-Thomson orifice of the needle valve 19, and the load 15.
【0040】動作方法は図4で示されたブロック図で示
されている。参照符号101 で示されているように、バル
ブ制御付勢装置57のサーボ制御装置53は冷却剤ガスがガ
ス入口部1を通って熱交換器3へ入力されるときに付勢
される。バイオメタルロッド41への電流はロッド41で使
用される予め選択されたバイオメタル材料の相変換温度
のすぐ下の予め定められた温度に到達するようにオンに
切換えられる。冷凍サイクルの冷却位相期間中に、ニー
ドルバルブ19はガス流動と冷凍効果を最大にするために
通常広く開口される。参照符号103 で示されているよう
に、負荷温度がその予め定められた基準値に近付く時、
温度センサ51は参照符号105 により示されているように
温度エラーフィードバック信号をバルブ制御付勢装置57
のサーボ制御装置59へ与える。サーボ制御装置59はまた
導線55と貫通導体コネクタ35を経てバイオメタルワイヤ
ロッド41へ付加的な電流を発生し始める。ロッド41が加
熱すると、バイオメタル材料は収縮する。この収縮はス
チールワイヤロッド37とベロー圧力プレート47を通じて
伝達され結合されたニードルをバルブオリフィスへ挿入
し、ガス流動を減少させ、その結果ジュールトムソンク
ライオスタットの冷凍効果を減少させる。The method of operation is illustrated by the block diagram shown in FIG. As indicated by reference numeral 101, the servo control device 53 of the valve control activation device 57 is activated when the coolant gas is input to the heat exchanger 3 through the gas inlet 1. The current to the biometal rod 41 is switched on to reach a predetermined temperature just below the phase conversion temperature of the preselected biometal material used in the rod 41. During the cooling phase of the refrigeration cycle, needle valve 19 is normally wide open to maximize gas flow and refrigeration effects. When the load temperature approaches its predetermined reference value, as indicated by reference numeral 103,
The temperature sensor 51 sends a temperature error feedback signal to the valve control energizer 57 as indicated by reference numeral 105.
To the servo control device 59. Servo controller 59 also begins to generate additional current to biometal wire rod 41 via conductor 55 and feedthrough connector 35. When the rod 41 is heated, the biometal material contracts. This contraction is transmitted through the steel wire rod 37 and the bellows pressure plate 47 to insert the connected needle into the valve orifice, reducing gas flow and, consequently, the refrigerating effect of the Joule-Thomson cryostat.
【0041】負荷温度が熱センサ51により検出される基
準レベルより上に上昇するまでガス流動の削減が継続す
る。結果としてバイオメタルワイヤ41への電流は減少さ
れ、さらに冷凍を発生するように逆反応を生成し、ニー
ドルバルブ19のオリフィスを開く。温度は振動するが、
その振動はバルブ制御付勢装置57を通じてのフィードバ
ックがニードルバルブ19のオリフィスを冷凍速度が所望
の基準温度範囲内の熱負荷に一致する大きさに調節する
ときに、温度エラー信号が適切にゼロになるまでであ
る。The reduction of gas flow continues until the load temperature rises above the reference level detected by the thermal sensor 51. As a result, the current to the biometal wire 41 is reduced, creating a reverse reaction to generate further refrigeration and opening the orifice of the needle valve 19. Temperature fluctuates,
The oscillations cause the temperature error signal to be properly zeroed when feedback through the valve control bias 57 adjusts the orifice of the needle valve 19 to a size where the refrigeration rate matches the thermal load within the desired reference temperature range. Until.
【0042】図5は導線対56により温度センサ51へ結合
される微細なサーボ制御装置61を含むバルブ制御付勢装
置57の別の実施例を示している。また示されているよう
に、微細サーボ制御装置素子61はクライオスタットチャ
ンバ23の冷却端部内に位置する加熱素子64を駆動し、ま
たは図5で示されているように、代りに熱負荷15付近に
取付けられている。第2の微細サーボ制御装置素子61の
機能は、特定の負荷に対して微細な誤差の基準温度範囲
内に負荷温度を維持するため付加的に必要な熱を付加す
る。FIG. 5 shows another embodiment of the valve control biasing device 57 which includes a fine servo controller 61 which is coupled to the temperature sensor 51 by a wire pair 56. As also shown, the fine servo controller element 61 drives a heating element 64 located within the cooling end of the cryostat chamber 23, or alternatively, as shown in FIG. Installed. The function of the second fine servo controller element 61 is to add the additional heat required to maintain the load temperature within a fine error reference temperature range for a particular load.
【0043】同様に、図5の実施例の動作は図6のブロ
ック図で示されている。すなわち、フィードバックを有
する二次的なサーボループはより厳密な許容誤差内で温
度を一定に維持するように熱負荷に付加される少量の電
気加熱電力を使用する。Similarly, the operation of the embodiment of FIG. 5 is illustrated by the block diagram of FIG. That is, the secondary servo loop with feedback uses a small amount of electrical heating power added to the thermal load to keep the temperature constant within tighter tolerances.
【0044】この方法で、熱負荷用の一定状態の温度環
境を維持するための能動的でサーボ制御された極低温冷
凍が飽和されていない極低温動作モードで達成される。
飽和されていない極低温動作モードでは、過剰な液体冷
却剤は生成されず、それ故、充満チャンバ29で液体冷却
剤のプールは存在しない。本発明は飽和されていないモ
ードで動作するので、基準温度が冷却剤の沸点範囲より
も高い限り、冷却剤の沸騰圧力または温度にそれ程依存
しないので、本発明は真空空間を含んだ広範囲の周囲環
境圧力で動作しなければならない。In this way, active, servo-controlled cryogenic refrigeration for maintaining a constant temperature environment for the heat load is achieved in an unsaturated cryogenic operating mode.
In the non-saturated cryogenic mode of operation, no excess liquid coolant is produced and therefore there is no pool of liquid coolant in the filling chamber 29. Since the present invention operates in a non-saturated mode, it does not depend so much on the boiling pressure or temperature of the coolant as long as the reference temperature is above the boiling range of the coolant, so the present invention covers a wide range of ambients, including vacuum spaces. Must operate at ambient pressure.
【0045】本発明はまたほぼ飽和した動作モードで動
作する能力も有する。例えば、液体冷却剤沸騰温度より
も僅かに高いサーボ制御基準温度を使用するが、しきい
値温度に到達したときサーボ制御装置をゼロのサーチモ
ードから固定した予め定められた出力電流を伝送するモ
ードへ変換することにより、クライオスタットは僅かに
過剰な液体冷却剤を発生するように、持続した冷却期間
中、減少されたが固定したオリフィスにより動作させら
れる。The present invention also has the ability to operate in a nearly saturated mode of operation. For example, a mode that uses a servo control reference temperature slightly higher than the liquid coolant boiling temperature but transmits a predetermined output current that locks the servo controller from a zero search mode when the threshold temperature is reached. By converting to, the cryostat is operated with a reduced but fixed orifice during a sustained cooling period to generate a slight excess of liquid coolant.
【0046】これらの特徴により、本発明は例えばミサ
イルシステムで最小の寸法と重量のガス供給システムか
ら高速な冷却と長期の冷却を与えるジュール−トムソン
冷却システムで便利である。These features make the present invention useful, for example, in a Joule-Thomson cooling system that provides fast cooling and long term cooling from a gas supply system of minimum size and weight in a missile system, for example.
【0047】本発明を特定の応用の特定の実施例を参照
してここで説明した。当業者および本発明の方法のアク
セスする者は付加的な変形、応用、実施形態を本発明の
技術的範囲内で認めるであろう。それ故、特許請求の範
囲により本発明の技術的範囲内にこれらの全ての応用、
変形、実施例を含むことを意図するものである。The present invention has been described herein with reference to a particular embodiment for a particular application. Those skilled in the art and those who have access to the method of the present invention will recognize additional variations, applications, and embodiments within the scope of the present invention. Therefore, all these applications are within the scope of the present invention by the claims.
It is intended to include modifications and examples.
【図1】典型的な一般のクライオスタットおよび、そこ
で使用される典型的な需要流動のニードルバルブの断面
図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a typical conventional cryostat and a typical demand flow needle valve used therein.
【図2】ジュールトムソンクライオスタットに内蔵され
た本発明の装置の断面図および、その一部の詳細図。FIG. 2 is a sectional view of a device of the present invention incorporated in a Joule Thomson cryostat and a detailed view of a part thereof.
【図3】図2で示された本発明の装置の概略図。FIG. 3 is a schematic view of the device of the present invention shown in FIG.
【図4】図2および3で示された本発明の装置の動作の
フローチャート。FIG. 4 is a flow chart of the operation of the apparatus of the present invention shown in FIGS.
【図5】図2で示された本発明の装置の別の実施形態の
概略図。5 is a schematic view of another embodiment of the apparatus of the present invention shown in FIG.
【図6】図5で示された実施形態の装置の動作のフロー
チャート。6 is a flowchart of the operation of the apparatus of the embodiment shown in FIG.
フロントページの続き (72)発明者 ジョセフ・エル・ハラバ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92677、ラグナ・ニゲル、ドーバー・プレ イス 47 (72)発明者 ダニエル・ダブリュ・ブルントン アメリカ合衆国、アリゾナ州 85730、タ クソン、イー・ゴルフ・リンクス・ロード 11650Front Page Continuation (72) Inventor Joseph El Haraba, California 92677, USA, Laguna Niger, Dover Place 47 (72) Inventor Daniel W. Brunton, Arizona, USA 85730, Taxon, E.E. Golf Links Road 11650
Claims (5)
制御のジュールトムソン効果のクライオスタットを使用
するクライオスタット用の絞り弁機構において、 前記ニードルバルブへ接続されて冷却剤の流動を制御す
る第1の手段と、 熱負荷に接続され、前記負荷の付近の温度を感知し、感
知された温度を示す信号を与える第2の手段と、 前記信号を受信し、それに応答して前記第1の手段を調
節する第3の手段とを具備していることを特徴とする絞
り弁機構。1. A throttle valve mechanism for a cryostat using a needle valve controlled Joule-Thomson effect cryostat for cooling a heat load, comprising first means connected to the needle valve to control a flow of a coolant. Second means connected to a heat load for sensing a temperature in the vicinity of the load and providing a signal indicative of the sensed temperature; and receiving the signal and responsively adjusting the first means. And a third means for controlling the throttle valve mechanism.
めに前記トランスデューサ手段の先端部に接続されてい
るニードルバルブ付勢手段とをさらに具備している請求
項1記載の機構。2. A means for controlling the flow of the coolant is connected to a transducer means for receiving a regulated signal, and a tip of the transducer means for imparting movement to the needle of the needle valve. The mechanism of claim 1, further comprising a needle valve biasing means.
ンダイオード温度センサを具備している請求項1記載の
機構。3. The mechanism of claim 1, wherein the means for sensing temperature further comprises a silicon diode temperature sensor.
答して出力信号を供給するように構成されたサーボ制御
装置と、 前記サーボ制御装置から前記出力信号を受信し、付勢信
号をそれに応答して冷却剤の流動を制御する前記手段へ
与えように構成されているトランスデューサ付勢手段と
をさらに具備している請求項1記載の機構。4. A servo controller configured to receive the signal from the temperature sensing means and provide an output signal in response thereto, the adjusting means further comprising: And a transducer energizing means configured to receive the energizing signal and to provide an energizing signal to the means for responsively controlling the flow of the coolant.
ューサ素子と、 第1の端部が前記トランスデューサ手段と接続され、遠
隔端部が前記ニードルバルブ付勢手段と接続され、トラ
ンスデューサの膨張および収縮を前記ニードルバルブに
伝送する伝送手段とをさらに具備している請求項2記載
の機構。5. The transducer means further comprises: a transducer element that expands or contracts in response to the adjustment signal; a first end connected to the transducer means and a remote end connected to the needle valve biasing means. 3. The mechanism of claim 2 further comprising a transmission means connected to transmit expansion and contraction of the transducer to the needle valve.
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Also Published As
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