180839. lajstromszámú szabadalom • Hűtőberendezés anyagminták fizikai jelemzőinek mérésére vákuum technikai berendezésekben
Il 180839 12 elpárologtató 56 hőcserélőjének működési hőmérséklettartományában a további elpárologtató 56 hőcserélő normál forrásponti vagy ahhoz közel eső hőmérsékletének folyamatos fenntartásához szükséges hűtőfolyadék mennyiséget bocsátja át. Az elpárologtató 33 hőcserélő és a további elpárologtató 56 hőcserélő közötti hőátvitelt a lehető legkisebb értékre kell leszorítani. Erre a célra a 16 hűtőcellának vékonyfalú, rossz hővezető anyagból — előnyösen rozsdamentes acélból — készített összekötő 57 csöve, 45, 50 burája és 53 csöve, szuperszigetelő 46 rétege és hőszigetelő 14 vákuumtere van. A 61 sugárforrás hűtése két hőátviteli effektus révén valósul meg. Az egyik effektus a további elpárologtató 56 hőcserélő belső hengeres nyílásában fellépő — gyakorlatilag homogén hőmérsékletmezőt biztosító — hősugárzás, a másik effektus a kontakt hővezetés, amelynek közvetítésére a további elpárologtató 56 hőcserélő és 61 sugárforrás 55 mozgatótengelye között rugalmas 59 hőhíd — előnyösen jó hővezető, rugalmas lágy fém (pl. réz) fólia — van kontaktálva. A mozgató 60 szerkezet a 16 hűtőcella hőszigetelő 14 vákuumteréhez csatlakozó hermetikus 58 tartályban van elrendezve. A 16 hűtőcella külső és belső 11 ablaka(i) a Mössbauer méréstechnikának megfelelő vékony anyagból — előnyösen nagytisztaságú alumíniumból vagy berilliumból — vannak elkészítve. A 4. ábra szerinti hűtőberendezésben a 16 hűtőcella kiviteli alakja és szerkezete — az ismertetett eltéréseken túlmenően — továbbá a hőmérsékletszabályozás megegyezik a 3. ábrán bemutatott hűtőberendezésével. A kiviteli alak ismert eltéréseiből következik, hogy a 35 minta elpárologtató 33 hőcserélője elé kapcsolt 48 elosztókamrában a hűtőközeg közlekedő rendszer két egymástól különálló szakaszából érkező — esetenként azonos, esetenként eltérő fázisú és ennek megfelelően esetenként azonos, esetenként eltérő hőmérsékletű — hűtőközeg keveredik, a hőmérséklet kiegyenlítődik, majd az egyesült hűtőközeg áram az elpárologtató 33 hőcserélőbe áramlik A 3. ábra szerinti berendezésnél ismertetett előnyökön kívül további igen lényeges előnye az, hogy a hűtött 61 sugárforrás — változtatható hőmérsékletű 35 minta vagy a változtatható hőmérsékletű 61 sugárforrás (a 61 sugárforrás hőmérséklete kisebb a 35 minta azonos időben mért hőmérsékleténél) — változtatható hőmérsékletű minta mérési igényt egy hűtőcellával kielégíti, és korszerű kétoldalas mozgató 60 szerkezet és hermetikus 58 tartály alkalmazásával lehetőséget biztosít még egy további — szobahőmérsékletű — sugárforrás kihasználására. A találmány szerinti áramoltatásos hűtőberendezés alkalmazása a következő előnyökkel jár: Hosszú folyamatos mérési idő, amely alatt változatlan marad a berendezés hőegyensúlya és a készülék beállítása, a minta azonban függőleges tengelye körül teljesen körbeforgatható és tetszőleges szöghelyzetbe állítható, továbbá percek alatt cserélhető. Nagy hőmérséklet-homogenitás és nagy hőmérsékletstabilitás a hűtött objektumok teljes tömegében. A közvetett és a közvetlen hőelvonás (hűtés) lehetősége, amely révén a minták hőterhelése széles tartományban változhat. A hűtőberendezés kevés számú egységből épül fel, nincs szükség energiatárolóra és túlnyomástárolóra, egyes elrendezéseknél töltőcsőre. A túladagolás kiküszöbölése mellett lehetséges a hűtőszükséglet szerinti hűtőközeg adagolás. Folyékony hélium hűtőközeggel és egyidejű vákuumozással igen kicsiny — 1,2 K körüli — mérési hőmérsékletek is nagy biztonsággal előállíthatok. Az alkalmazott folyékony hűtőközeg normál forráspontj ínál kisebb és nagyobb hőmérsékleteknél azonos — kon\encionális, egyszerű — szívásszabályozó és vákuumrendszer (vákuumszivattyú) használata. A laboratóriumi méréseknél általánosan előforduló néhány gramm tömegű minták esetén, továbbá közvetlen hütőközegtárolóba szerelt elrendezésnél nincs szükség a hűtőközeg kiegészítő mennyiségi szabályozására, azaz tűszelepre. A közvetlen hűtőközegtárolóba szerelt elrendezésnél nincs szükség töltőcsőre. A szupravezető mágneses rendszerhez készített hűtőcellák ragy mágneses térben kicsiny szolenoid nyílás esetén (0 10 mm) a 4,2 K hőmérsékletű környezetben 2.. .300 K, illetve 1,2.-300 K közötti hőmérsékletek előállítását teszik lehetővé. Az egyik hűtőcellával a hűtőberendezés a legkisebb változtatás nélkül szobahőmérsékletű környezetben is azonos — 11,2.. .300 K — mérési hőmérsékletet produkál. A szupravezető mágneses rendszerhez készített kiviteli alakoknál a folyékony hűtőközegnek külső hűtőközegtárolóból való áramoltatása nagy mértékben növeli a szupravezető mágneses rendszer stabilitását. Egy hütőcellán belül két különböző és egymástól független hőmérsékletű elpárologtató hőcserélőt lehet egyidőben működtetni. Mössbauer-effektus mérésénél a hűtött sugárforrás változtatható hőmérsékletű minta vagy változtatható hőmérsékletű sugárforrás (a sugárforrás-hőmérséklete kisebb a minta azonos időben mért hőmérsékleténél) — változtatható hőmérsékletű minta igény kielégítésével egyidőben lehetőséget biztosít még egy további — szobahőmérsékletű — sugárforrás kihasználására. A hűtőcellák (mérőfejek) modul-rendszerű kivitele a hermetikus ablakok cseréje esetén többfajta mérésnél való alkalmazásukat is lehetővé teszi. Szabadalmi igénypontok 1. Hűtőberendezés anyagminták fizikai jellemzőinek mérésére vákuumtechnikai berendezésekben hűtőközeg áramoltatásával, amelynek hőszigetelő vákuumtérrel körülvett hűtőközegtárolója és hűtőcellája, továbbá a hűtőcellán belül elhelyezett mintatartója, azonkívül fűtőtesttel és hőmérsékletérzékelővel ellátott elpárologtató hőcserélője, valamint a fűtőtesttel és a hőmérsékletérzékelővel összekapcsolt hőmérsékletszabályozó készüléke van, azzal jellemezve, hogy a hőszigetelő vákuumtérrel (14) körülvett hűtőközegtárolója (31) és a mintatartóval (34) rendelkező hűtőcellában (16) elrendezett elpárologtató hőcserélő (33) között, az elpárologtató hőcserélő (33) előtt folyékony hűtőközeget (15) továbbító kriogén fojtócsöve (37), továbbá a hőmérsékletérzékelővel (12) ellátott elpárologtató hőcserélője (33) körül elrendezett elektromos fűtőteste (36) és a hűtőcellán (16) kívül elhelyezett szívásszabályozója (29) van. (1. ábra) 2. Az 1. igénypont szerinti hűtőberendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a hűtőközegtárolóban (31) szűrőszerv (38) is van. (1. ábra) 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti hűtőberendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a hűtőközegtároló (31) külön egységet képez, és a hőszigetelő vákuumtérrel (14) körülvett töltőcsőnek (19) tüszelepe van. (1. ábra) 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti hűtőberendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy szupravezető mágneses szerkezet esetén a mintatartó (34) és az elpárologtató hőcserélő (33) közös szerkezeti egységet képez és a folyékony hűtőközeg (15) hőszigetelt töltőcsövön (19) közlekedik a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6C 6.1 6
