Криостат Советский патент 1978 года по МПК F25D3/10 

1

Изобретение отиосится к области электрои радиотехники иизких температур, в час1 ности к конструкции криостатов с вводом постоянного тока к-Ьриостатируемому объекту.

Известен криостат, содержащий внутренний и внешний сосуды, вакуумную полость между ними и ввод постоянного тока к криостатируемому объекту. В известном криог тате ввод постоянного тока, предназначенны для передачи энергии постоянного тока к объектам, криостатируемым при температуре 10°К и ниже, закреплен на крышке криостйта к выполнен в виде центрального токоне-сущего проводника и экранирующей трубки, расположенной концентрично токонесущему проводнику.

Целью изобретения является устранение избыточной теплопроводности к криостатируемому объекту и повышение надежности криостатов, в которых осуществляется подвод энергии постоянного тока к охлаждаемому объекту, что определяется исключением температурных деформаций, обусловленных наличием длинных сплошных проводников.

Для этого в криостате ввод выполнен в виде закрепленного на внутренней поверхности внешнего сосуда автоэлектронного катода и анода, закрепленного на внешней поверхности внутреннего сосуда и электричеоки соединенного с объектом.

На чертеже изображен предлагаемый криостат, разрез.

Криостат содержит внутренний 1 и внешний 2 сосуды, а сверху закрыт крышкой 3 и может быть при помощи вентиля 4 присоьдинен к высоковакуумному наСосу. В криостате размещен объект 5, расположенный в охлаждаемой среде, и соединенный при помощи пружинных контактов 6 с внутренним сосудом 1. На внешнем сосуде с выступающим фланцем 7 закреплен при помощи фланца 8 автоэлектронный катод 9, ра&мещенный на металлическом держателе 1О, выполненном, например, в виде проволочной дужки, присоединенной,например, при помощи точечной электроискровой сварки к двум металлическим выводам 11, укрепленным, например, при помощи вакуумных изоляционных вставок, например, стеклянных с металлиаацией, на фланце 8. К выводам 11 можег быть подсоединен внешний источник тока. Фпанцы 8 и 7 разделены вакуумной про кладкой 12, например, медной. На внутренне сосуда 1 при помощи изоляционных вставоУ 13, например, стеклянных с металлизацией, закреплен проводник 14, соединенный с объе том 5. На проводнике 14 закреплен анод 15, расположенный напротив рабочей поверхности автоэлектронного катода 9 и имеющий например, полусферическую форму. Криостат с предложенным вводом постоян ного тока работает следуюплгм образом. При подаче напряжения на выводы 11, на которых при помощи держателя 1О закрепле катод 9, между катодом и анодом, который соединен с криостатируемым объектом Ъ, подключенным контактами 6 к заземленному внутреннему сосуду 1, возникает, разность потенциалов и протекает ток автоэлектронной эмиссии. Таким образом, к криостатируемому объекту подводится постоянный ток. При этом, прикладывая к катоду и аноду импульсное напряжение, можно подводить к кри остатируемому объекту импульсы тока прак- тически любой длительности. . Отсутствие гальванических контактов меж ду криостатируемым объектом и внешними электрическими цепями исключает возникновение дополнительных теплопритоков к криостатируемому объекту и гелиевой ванне. Теплоприток в этом случае определяется параметрами самого криостата. При использовании предлагаемой конструкции постоянного тока образуется канал, величина которого находится в строгом соответствии с пропускаемым током, чего невозможно дотбиться при помощи проводниковых токовво- дов в случае малых токов. Так расчеты показывают, что для. подвода тока 10 мкА к криостатируемому объекту в известном криостате диаметр необходимого для этой цели медного проводника должен составлять 0,4 мкм, что практически невозможно. При сня тии напряжения между катодом и анодом про исходит автоматическое исчезновение токового канала и цепи. Цепь как тепловая, так и электрическая оказываются надежно разом нутыми. Этого также трудно добиться при использовании криостатов с проводниковыми токовводами. При помощи высоковакуумного яасоса, подсоединенного к корпусу криостата через вентиль 4, в корпусе (с учетом того, что внутренний сосуд 1 контактирует с дающей жидкостью, например жидким азотом) создается вакуум порядка 10 тор, что вполне достаточно для длительной работы автоэлектронного эмиттера. Таким образом, предлагаемая конструкция криостата обладает следующими положительными качествами: 1)высокий вакуум в корпусе криостата, необходимый для его нормальной работы, автоматически благоприятствует функционированию автоэлектронного катода без прим&тнения специальных мер; 2)криогенная жидкость, наливаемая в рабочий объем криостата, способствует поддержанию высокого вакуума между внутренними и внешними сосудами корпуса криостата в соответствии с принципами крионасоса; 3)автоэмиссионный токоввод служит автоматическим индикатором вакуума в корпусе криостата и в этом случае нет необходимости применять специальную ионизационно-термопарную вакуумметрическук) лампу, так как в случае ухудшения вакуума увеличивается работа выхода катода и величш а автоэмиссйонного тока; уменьшается. При необходимости поверхность автоэлектронного катода может быть очищена. . Формула изобретения Криостат, содержащий внешний сосуд, внутренний сосуд, вакуумную полость между ними и ввод постоянного тока к криостатируемому объекту, отличающийся тем, что, с целью уменьщения теплопритоков к объекту и повышения надежности, ввод постоянного тока выполнен в виде закрепленного на внутренней поверхности внешнего сосуда автоэлектронного катода и анода, закрепленного на внешней поверхности внутреннего сосуда и электрически соединенного с объектом.

.-/I