RU46084U1 - Низкотемпературная вставка в криостат с откачкой паров гелия-3 для работы в диапазоне 0,3-300 к - Google Patents
Низкотемпературная вставка в криостат с откачкой паров гелия-3 для работы в диапазоне 0,3-300 к Download PDFInfo
- Publication number
- RU46084U1 RU46084U1 RU2005102913/22U RU2005102913U RU46084U1 RU 46084 U1 RU46084 U1 RU 46084U1 RU 2005102913/22 U RU2005102913/22 U RU 2005102913/22U RU 2005102913 U RU2005102913 U RU 2005102913U RU 46084 U1 RU46084 U1 RU 46084U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- helium
- insert
- pumping
- cryostat
- temperature
- Prior art date
Links
Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к криогенной технике и предназначена для проведения низкотемпературных исследований полупроводников, нормальных и сверхпроводящих металлов в диапазоне температур 0,3-300 К в гелиевых криостатах со сверхпроводящими соленоидами. Вставка содержит одноградусную камеру, охлаждаемую жидким гелием-4, и объема, заполняемого гелием-3 с откачкой криосорбционным насосом. В отличие от известных конструкций вставка не содержит дросселя, соединяющего одноградусную камеру с основным объемом гелия-4, а криосорбционный насос для откачки жидкого гелия-3 вынесен за корпус вставки. Это существенно упрощает и удешевляет конструкцию, повышает ее надежность, и значительно ускоряет процедуру замены образцов.
Description
Полезная модель относится к криогенной технике и позволяет проводить низкотемпературные исследования полупроводников, нормальных и сверхпроводящих металлов, в том числе и высокотемпературных сверхпроводников. Задачей полезной модели является обеспечение возможности работы в широком диапазоне температур в гелиевых криостатах со сверхпроводящими соленоидами при минимальном испарении криогенных жидкостей - гелия-3 и гелия-4, а также возможности максимально быстрой замены образца.
Для получения низких температур в криогенной технике используются криостаты с откачкой паров гелия-3 (см., например, Лоунасмаа О.В. «Принципы и методы получения температур ниже 1 К». М., Мир, 1977). В них газообразный гелий-3 конденсируется на стенках т.н. одноградусной камеры, в которой температура около 1 К достигается путем откачки паров гелия-4, с последующей откачкой паров гелия-3 для получения температур порядка 0,ЗК. Одна из конкретных реализации криостата, работающего на этом принципе, описана в работе Гершензона М.Е., Журавлева Ю.Е. и Фалея М.И. (ПТЭ, №4, стр.202, 1986). Основным недостатком таких криостатов является то, что в них для смены образца необходим отогрев всего криостата с последующим его охлаждением. В современных металлических криостатах со сверхпроводящими соленоидами это неизбежно приводит к большим расходам жидкого гелия и требует обычно нескольких дней. Наиболее рациональным решением проблемы является использование низкотемпературной вставки, которая монтируется в криостате без его отогрева. Наиболее близким к предлагаемому решению является вставка с откачкой паров гелия-3, описанная в работе Савельева Б.И. и Цымбаленко В.Л. (ПТЭ, №4, стр.223, 1987). В ней забор жидкого гелия-4 в одноградусную камеру производится из основного объема криостата через дроссель, а во вставке имеется криосорбционный насос для откачки гелия-3. При этом полость, заполняемая гелием-3, имеет индиевое вакуумное уплотнение, находящееся при гелиевой температуре. Основным недостатком данной конструкции являются наличие дросселя, который в процессе работы периодически забивается примесями, присутствующими в
гелиевой ванне, а низкотемпературное вакуумное соединение, необходимое во вставке с дросселем, часто дает течь. Кроме того, следует отметить, что конструкция с дросселем и внутренним криосорбционным насосом достаточно дорога и сложна в изготовлении.
Технический результат, достигаемый настоящим решением, состоит в существенном упрощении конструкции, что приводит к повышению надежности эксплуатации устройства, к понижению стоимости его изготовления и к возможности более быстрой замены образцов.
Сущность предлагаемого решения состоит в том, что низкотемпературная вставка в криостат с откачкой паров жидкого гелия-3 для работы в диапазоне 0,3-300К, состоящая из корпуса вставки, разделенного на две части, содержащие гелий-3 и гелий-4, одноградусной камеры, охлаждаемой жидким гелием-4, и объема, заполняемого гелием-3 с откачкой криосорбционным насосом, не содержит дросселя, соединяющего одноградусную камеру с основным объемом гелия-4, а криосорбционный насос для откачки жидкого гелия-3 вынесен за корпус вставки.
На чертеже представлена конструкция низкотемпературной вставки в криостат с откачкой паров жидкого гелия-3 для работы в диапазоне 0,3-300К.
В ее состав входят: корпус 1, цилиндрическая одноградусная камера 2;
сборник 3 жидкого гелия-3; держатель образца 4, закрепленный на трубке 5, припаянной к дну камеры 1; трубка 6 для заливки жидкого гелия из транспортного дьюара; штуцер 7 для напуска газообразного гелия-3 из баллона и для его откачки криосорбционным насосом. Полости гелия-4 и гелия-3 разделены в верхней части вставки перегородкой 8, через которую проходят две трубки 9. По этим трубкам в полость гелия-3 через разъем, устанавливаемый на штуцере 10, вводятся тонкие измерительные провода 11, идущие к образцу. Откачка паров гелия-4 осуществляется через штуцер 12, соединенный с форвакуумным насосом. Верхняя часть вставки соединяется с нижней с помощью соединения 13.
Вставка работает следующим образом: В одноградусную камеру 2 заливается жидкий гелий-4, который откачивается до температуры около 1,2 К форвакуумным насосом. На внешней поверхности камеры 2 конденсируется гелий-3, который скапливается в объеме 3, где расположен исследуемый образец. После этого начинается откачка гелия-3 внешним криосорбционным насосом 14 через штуцер 7. Через 15 минут достигается температура 0,5 К, а
еще через 30 минут - 0,3 К. Низкотемпературная вставка позволяет при небольшом объеме заливаемого гелия-4 (~ 0,5 л) сконденсировать до 50 см3 жидкого гелия-3 и работать более 10 часов при температуре 0,3 К с откачкой паров гелия-3 или в диапазоне температур от 0,3 до 300 К при нагреве держателя образца. Для смены образца из вставки криосорбционным насосом выкачивается весь гелий-3. Вставка вынимается из криостата и отогревается. Затем снимается соединение 13 и освобождается допуск к образцу. Разъемные соединения во вставке выполнены на вакуумных кольцевых уплотнениях, что позволяет при смене образца быстро монтировать всю систему за время не более 1 часа.
Универсальность конструкции вставки дает возможность проводить комплексные исследования образцов в широкой области частот: от измерений удельного сопротивления на постоянном токе и динамической восприимчивости в радиочастотном диапазоне до измерений всех компонент тензора поверхностного импеданса и проводимости в сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн, а при использовании световода - и для оптических измерений.
Claims (1)
- Низкотемпературная вставка в криостат с откачкой паров жидкого гелия-3 для работы в диапазоне температур 0,3-300К, состоящая из корпуса, разделенного на две части, содержащие гелий-3 и гелий-4, одноградусной камеры, охлаждаемой жидким гелием-4, и объема, заполняемого гелием-3 под откачкой криосорбционным насосом, отличающаяся тем, что одноградусная камера заполняется непосредственно из транспортного дьюара и криосорбционный насос для откачки паров жидкого гелия-3 вынесен за корпус вставки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005102913/22U RU46084U1 (ru) | 2005-02-08 | 2005-02-08 | Низкотемпературная вставка в криостат с откачкой паров гелия-3 для работы в диапазоне 0,3-300 к |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005102913/22U RU46084U1 (ru) | 2005-02-08 | 2005-02-08 | Низкотемпературная вставка в криостат с откачкой паров гелия-3 для работы в диапазоне 0,3-300 к |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU46084U1 true RU46084U1 (ru) | 2005-06-10 |
Family
ID=35835064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005102913/22U RU46084U1 (ru) | 2005-02-08 | 2005-02-08 | Низкотемпературная вставка в криостат с откачкой паров гелия-3 для работы в диапазоне 0,3-300 к |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU46084U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU208875U1 (ru) * | 2021-03-02 | 2022-01-19 | Ильнур Илхамович Гимазов | Установка для регистрации магнитных свойств высокотемпературных сверхпроводников в широких диапазонах температур и магнитных полей в непрерывном режиме |
-
2005
- 2005-02-08 RU RU2005102913/22U patent/RU46084U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU208875U1 (ru) * | 2021-03-02 | 2022-01-19 | Ильнур Илхамович Гимазов | Установка для регистрации магнитных свойств высокотемпературных сверхпроводников в широких диапазонах температур и магнитных полей в непрерывном режиме |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108870821B (zh) | 一种以制冷机为冷源的低温冷却设备 | |
US10175315B2 (en) | NMR apparatus comprising a superconducting magnet assembly and cooled probe components | |
US9732907B2 (en) | Cooling apparatus comprising a thermal interface and method for recondensing a cryogen gas | |
CN110617650A (zh) | 低温冷却系统 | |
RU46084U1 (ru) | Низкотемпературная вставка в криостат с откачкой паров гелия-3 для работы в диапазоне 0,3-300 к | |
CN110776036B (zh) | 一种稀有气体分离装置及其控制方法 | |
US3950963A (en) | Portable refrigerating unit for freeze drying apparatus | |
CN101856630B (zh) | 超流氦恒温浴装置 | |
Ootuka et al. | One-day dilution refrigerator | |
Edelman | A dilution microcryostat-insert | |
RU65194U1 (ru) | Гелиевый проточный криостат для эпр-спектроскопии | |
CN111879539A (zh) | 可视化低温脉动热管实验装置 | |
RU2304745C1 (ru) | Криостат | |
RU88420U1 (ru) | Гелиевый криостат для оптических исследований | |
Talpe et al. | Low dead time 1 K cryostat | |
Brownstein | A SIMPLE THERMOSTATED PROBE ASSEMBLY FOR HIGH RESOLUTION NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTRA | |
Katovic | Vacuum-line techniques | |
RU2198356C2 (ru) | Криостат | |
Klipping | Cryogenic centres—their tasks and their organization | |
SU729484A1 (ru) | Криостат дл механических испытаний образцов | |
Bohan et al. | Combined 3He Cryostat and Pulsed ESR Spectrometer | |
RU2820222C1 (ru) | Криостат для проведения физических экспериментов | |
CN110567873B (zh) | 一种可脱气处理的比色皿 | |
Daunt et al. | A simple type of helium cryostat | |
SU761875A1 (ru) | Устройство для низкотемпературных механических испытаний на растяжение-сжатие ί |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130209 |