160147. lajstromszámú szabadalom • Alacsonyhőmérsékletű variálható héliumkriosztát
160147 K ^tűzött célokat a következő megoldások^ érjük el: j0 , z alapkriosztátot öt szerkezeti egységből, a Séh y hélium tartályból, a folyékony nitrolet - ^tályból, a folyékony nitrogén hőmérsék^j re hűtött árnyékoló burából, a felső és az l ° tömítő peremet hordozó vákuumköpenyből 4jví^ká az átvezetéseket tartalmazó fedélből •'tjük össze. Az árnyékoló búra kivitelével Vért^6n szer ^ ez ® t i egység rozsdamentes acélból l0 i,^ a °gáz alatti ívhegesztéssel illetve keményfor^^tássai készül, külső és belső felülete opti*l*s vastagságú — öt mikron — aranyréteg* galvanikus úton van (bevonva. A rozsda. 'elites acélból előállíjtott egységeket összeszere- 15 j^5 e lőtt polírozzuk, utána —196 °C-ig terjedő . ^tési próbának majd"héliumos vákuum-lyuk^•esésnek vetjük alá. A hibamentes egységeket 2után a nagyvákuumtedhnika szokásos gyár/*s i higiéniája szerinít kezeljük. Az alapkriosz- 20 ^t részegységeinek átmérő- és hosszúság mérteit a folyadéktartályok kívánt űrtartalma Ss:erint, falvasítagságát pedig úgy állapítottuk ^eg, hogy a próbákhál és a normál használatnál előforduló igénybevételeket biztonsággal 2E elviseljék. Ennek érdekében a hengerhéjakon Síörgőzéssel több merevítő hornyot állítottunk ^lő. Ily módon a folyadéktarítályok tömege és hőkapaeitása kicsiny, lehűtésükhöz kevés előhűtőközeg és hűtőközeg szükséges, és az alajp- 30 kriosztát össz-súlya — ezzel a drága szerkezeti anyagok felhasználása — jelentékenyen csökkent. A folyékony hélium tartály felső nyakcsövének átmérője és falvastagsága, a nyakcső teljes hossza és a teljes hosszúság különböző 35 hőmérsékletű helyek közötti osztása a mérési követelmények figyelembevételével és a hőtani jelenségek analizálásával lett megállapítva. A különböző igények kielégítésére a nyakcsőnél négy átmérőt határoztunk meg — 20, 22, 30 40 és 40 mm-4, egységesen 0,2 mm falvastagsággal. A nyakcsövek jobb kihasználása érdekében a szerkezet a nyakcső excentrikus elhelyezését is lehetővé teszi, a nyakcsőnek a kriosztát geometriai középvonalától számított excent- 45 ricitása minden átmérőnél egyaránt 4 mm lehet. Ezzel a megoldással már a 22 x 0,2 mm-es nyakcsőben közepes — 8 mim — mintaátmérőnél — a mérésekhez szükséges minden kellék a kívánt sorrendben elhelyezhető. A folyékony go hélium tartály alsó nyúlványa és az árnyékoló búra alsó nyúlványt közötti távköztartásra 120°-os osztással három vékony — 0 1 x 0,2 mm — rozsdamentes acélcsövet keményforrasztással a folyékony hélium tartály alsó nyúl- 55 ványára rögzítettünk. A hélium tartály alsó nyúlványának anyagát felhasználás — beépítés — előtt ellenőrizzük abból a szempontból, hogy a kriosztát működési hőmérsékletét is paramágneses tulajdonságú legyen. 60 A fedélen levő kivezetéseknél rossz hővezető anyagból — újezüstiből vagy rozsdamentes acélból — nagy hővezetési ellenállású közdarabokat — hőhicfakat — alkalmaztunk. es A hőszigetelő vákuum statikus fenntartására szolgáló adszorbert — előnyösen aktív szenet — a szokásos megoldásokkal ellentétben kizárólag a folyékony nitrogén tartállyal hoztuk hőkontaktusba, így az adszorpciós hő csak a nagy párolgáshőjű folyékony nitrogén előhűtőközegbe abszonbeálódik. A szerkezeti egységek egymáshoz való kapcsolását a vákuumköpenyen belül bontható csavaros kötésekkel, a fedél hőhídjain pedig alacsony hőmérsékleten olvadó jóminőségű lágyforrasztással oldottuk meg. A tömítőgyűrűket a fellépő legkisebb hőmérséklet alapján kell megválasztani, az alapkriosztátnál a folyékony hélium tartály nyakcsövének felső végén levő tömítőgyűrű kivételével körkeresztmetszetű végtelenített kereskedelmi perhunán vagy szilikon gumigyűrűket alkalmazunk, míg az előbbi gyűrűt teflonból célszerű elkészíteni. Az alapkriosztát működéséhez nélkülözhetetlen segédeszközök csatlakoztatása a következő módon történik. A vákuumköpeny oldalán levő függőleges felületű munkalécre csatlakozik a vákuumszelep, a zárt anyával ellátott menetes csonkra a vákuummérő detektorait szereljük, a köpeny alsó végén levő tömítőperemhez a mérésnek megfelelő végdarab erősíthető. A fedélen a jobboldali csonkon boritható csavaros kötéssel és gumigyűrű tömítéssel csatlakozik a többpólusú elektromos- vákuumátvezető, a középső csonkon teflon tömítéssel az ábrán látható — a hélium betöltésére, párologtatására, a hélium szintjelző és a mintaállító bevezetésére, továbbá a folyadékszabályozó tűszelep tömszelencéjének rögzítésére szolgáló — sík fedél helyett a cseppfolyós hélium vákuumozását, a hélium tartályból különböző mérővezetékek tömített kihozatalát továbbá a mintaállító elhelyezését is lehetővé tevő váikuumozó csatlakozót rögzíthetjük. A fedél baloldali kivezetésére a termopárok megszakítás nélküli kilhozatalát araldit ragasztással vagy gumitömítéssel oldja meg. A folyékony nitrogént a baloldali íves hajlású csövön keresztül lehet betölteni, a nitrogén szintjelzőjét a jobboldali derékszögelágazású cső függőleges részén vezetjük be, a párolgás a vízszintes elágazáson keresztül valósul meg. A nitrogén tartály kivezető csövei kicsiny keresztmetszetű — 0 8x0,2 mm — rossz hővezető — előnyösen újezüst vagy rozsdamentes acél — csövek. Az alapkriosztát fenti szerkezeti megoldása a követelmények nagy részét maradéktalanul kielégíti. A mérések változó igényei szerint szükséges variálhatóságot pedig a következő megoldásokkal érjük el: . A folyékony hélium tartály nyakcsövének mérete és excentricitása mellett az alsó nyúlvány jellemző méretei és fenéklapjának szerkezete is variálható. A folyékony hélium tartály, az árnyékoló búra és a vákuumköpeny alsó csatlakozó felületeihez vezetési jelenségek, mag mágneses rezonancia — MMR —, Mössbauereffektus és optikai mérésekhez a kívánt hőmér-2
