Охлаждение криостатов

Охлаждение криостата. Принципы охлаждения любого прибора до 4К жидким гелием или до 20 К жидким водородом весьма просты, и мы уже перечислили некоторые требования к конструкции криостатов. Здесь рассмотрены более подробно практические вопросы, связанные с техникой матричной изоляции. [c.43]

Самый старый способ охлаждения криостата - переливание жидкого гелия или водорода из сосуда для хранения хладагента в объем, дно которого находится в хорошем тепловом контакте с объектом, подлежащим охлаждению. Процесс переливания не так легок, как можно было бы предполагать, поскольку необходимо устранить любую возможность попадания воздуха в систему и притока тепла к переливаемому хладагенту. [c.43]

Важной задачей при разработке различного криогенного электрооборудования является организация эффективного охлаждения токовводов. Основной способ ее решения заключается в использовании паров испаряющегося в криостате гелия для продольного охлаждения проницаемого токоввода. Одна из первых конструкций -это токоввод из собранного в жгут набора проволочных оплеток. [c.17]

Электрические характеристики принято определять двояким путем. Первый способ состоит в снятии требуемых характеристик в ходе нагревания образцов в термостате или при охлаждении их в криостате. Второй способ заключается в определении характеристик материалов в нормальных условиях до и после пребывания образцов в термостате или криостате. Тем самым устанавливается влияние на материалы высоких или низких температур. Порядок испытания и измеряемые величины должны быть указаны в стандарте или в технических условиях на материал. Для электроизоляционных материалов и для конструкций изоляции электрооборудования установлены общие методы определения нагревостойкости, [c.138]

В большинстве установок и криостатов для низкотемпературных исследований используется способ охлаждения путем непосредственного контакта 1S8 образца с охлаждающей средой. [c.188]

Лом охлаждали двумя способами погружением в жидкий азот и охлаждением в противотоке холодного газообразного азота с последующим обрызгиванием жидким азотом. В первом случае использовали криостат вместимостью 19 л, в который в корзине из медной проволоки погружали образцы вместе с термопарой хромель—алюмель. [c.360]

Испытания при низких температурах более сложны, чем такие же испытания при комнатной температуре. При их проведении необходимо охлаждение образцов с помощью холодильных камер и криостатов, использование специальных средств измерения температуры и деформации образцов. [c.59]

Безэлектродные лампы можно заполнить криптоном, гелием или любыми другими веществами. Отсутствие внутренних электродов удлиняет срок службы ламп, заполненных инертными газами. Эти лампы, как и лампы с накаленными электродами, можно поместить в криостат для охлаждения до температуры тройной точки азота. Из-за недостаточно точных сведений о значении плотности тока, проходящего при разряде, и невозможности правильно вычислить поправки к длине волны безэлектродные л ампы не применяют для воспроизведения первичной эталонной длины световой волны. Однако для воспроизведения вторичных эталонных длин [c.63]

При низкотемпературных испытаниях можно использовать установку, схематически изображенную на рис. 1.32 [33]. Образец 2 нижним концом закреплен в захвате /. Крутящий момент от двигателя 7 передается образцу с помощью вала 4 через кривошипно-шатунную пару 8 и жесткую пластину 10. Образец вместе с валом 4 совершает знакопеременное кручение. Число циклов регистрируется счетчиком 9. Образец помещают в герметичный криостат 3, снабженный уплотняющим узлом 12 и термопарой 6. Для предварительного охлаждения системы используют сосуд Дьюара 5. Величина крутящего момента измеряется с помощью тензодатчиков 11. [c.46]

Если паяемое изделие должно работать при низких температурах или в условиях глубокого холода, то испытуемые образцы помещают в криостат, устанавливаемый на обычные разрывные или другие испытательные машины. После охлаждения до заданной температуры образец подвергают механическим испытаниям непосредственно в криостате. [c.220]

Криостаты должны быть достаточно емкими, чтобы обеспечить охлаждение образцов в установленный срок, так для одновременного охлаждения 20 образцов необходим криостат вместимостью 1 л. [c.188]

Фиг. 111. Криостат для охлаждения образцов

Продолжительность переноса и установки на опоры копра охлажденного образца с момента извлечения его из криостата до удара молотом не должна превышать 5 сек. Щипцы или другие какие-либо приспособления для захватывания образцов необходимо подвергать охлаждению вместе с ними. [c.189]

Если продолжительность переноса и установки охлажденного образца с момента извлечения из криостата до нанесения удара молотом составляет от 2 до 5 сек, то ориентировочно могут быть назначены следующие величины переохлаждения [c.189]

Испытания в камере (48 ч при 18—20 °С и влажности ф = 98%) привели к снижению сопротивления пленки до 100—140 ом. Последующая сушка образцов при 80 °С в течение 2 ч полностью восстановила изоляционные свойства фосфатной пленки. Подобные результаты получены и при испытании пленок при пониженной температуре. После нахождения испытуемых образцов в криостате при —50 °С в течение 2 ч сопротивление пленки снизилось с 200 ООО до 50—100 ом. Спустя 1-0 ч после нахождения тех же образцов в обычных (комнатных) условиях сопротивление пленки восстановилось до исходного значения (200 ООО ом). Длительное хранение до 6 месяцев — фосфатированных образцов при ф = 60% и 18—20 °С, а также периодическое охлаждение их до —50 °С в течение 30 мин с последующим нагревом до 100 С в течение 30 мин — не повлияли на изменение электроизоляционных свойств пленки. Было также установлено, что фосфатирование электротехнической стали не влияет на ее магнитные свойства. [c.56]

Получение температур ниже температуры кипения азота сопряжено с большими методическими трудностями. При использовании жидкого водорода испытания должны проводиться в специально оборудованном помеш,ении с четырехкратным обменом воздуха в течение минуты применение гелия, ввиду его высокой летучести, требует сложной системы термоизоляции криостата и специальной технологии охлаждения. Чрезвычайно удобным хладоагентом является жидкий неон. При одном и том же объеме неон обеспечивает теплоотвод, в 3,3 раза превышающий теплоотвод водорода и в 41 раз — теплоотвод гелия. Однако ввиду дефицитности и сложной техники ожижения неон в качестве хладоагента при механических испытаниях практически не применяется. [c.259]

При достижении образцом необходимой температуры выключают стонорный замок. Рабочий ход молота происходит под действием силы тяжести и подачи воздуха в пневмоцилиндр. В начале движения молота вследствие ослабления тяг наковальня опускается и плотно ложится на динамометр. При ударе ножа молота по образцу датчик деформации и тензодатчики динамометра передают электрические сигналы на осциллограф. После разрушения образцы попадают в приемный бункер. В конце хода молот тормозится гидроамортизатором и автоматически быстро возвращается в исходное положение. Кассетное устройство позволяет при одной заливке хладагента испытывать 12 стандартных образцов. Расход жидкого гелия при испытании 12 образцов из стали 12Х18Н10Т после предварительного охлаждения криостата жидким азотом составляет 0,8 л на образец. [c.61]

При высокотемпературных исследованиях образец следует тщательно подготовить. В частности, он не должен содержать летучие примеси, которые могут легко испаряться, что затрудняет анализ спектра или препятствует образованию подлежащих исследованию частиц. Ксдатейнер для образца и все нагреваемые части испарителя также должны быть очищены от загрязнений. Но Даже после этого по спектрам могут быть обн ужены следы воды, СО 2 и других веществ вследствие незначительных загрязнений образца при его приготовлении и переносе в прибор. Указанные соединения, а также окись углерода, выделяющаяся при нагревании металлических частей испарителя, могут быть удалены только продолжительным обезгажи-ванием в высоком вакууме, проводимым (до охлаждения криостата) при температуре, несколько более низкой, чем требуется для испарения образца. [c.57]

Чтобы быть уверенным в том, что сужение находится при тон же температуре, что и соль, полый цилиндр окружал J полностью и был приклеен к нему при помощи пластика, твердеющего при охлаждении. Гелий мог конденсироваться в /, поступая по тонкому капилляру L. Другой блок соли (не показанный на фиг. 102) был прикреплен к L и служил тепловым экраном. В серебряном слое покрытия криостатов и вакуумной рубашки были оставлены узкие щели, так что уровень гелия М можно было наблюдать, пользуясь небольшой ртутной лампой с фн.льтрамп, пропускающими только зеленый свет. Если свет не падал прямо на щель и если освещение включалось только в моменты наблюдения уровня (на несколько секунд), то полное время отогрева достигало получаса. [c.572]

В некоторых криостатах охлаждение достигается применением замкнутой системы, в которой циркулирует фреон Ср2С12, сильно сжимаемый компрессором в одной части системы и быстро расширяющийся в другой. [c.138]

Основой огромного большинства слоистых пластиков низкого давления и некоторых видов материалов высокого давления является эпоксидная смола. Наиболее вероятными кандидатами для матриц стеклопластиков низкого давления, работающих при низких температурах, являются эпоксидные системы. Система Polaris (Е-787, 58-68R), не содержащая пластификатора, но литературным данным, обладает наилучшими свойствами при низких температурах [6]. Система Е-815/Versamid 140 имеет средние характеристики. По мере увеличения содержания пластификатора вплоть до соотношения 1 1 эластичность материала возрастает. В работе [9] имеются сведения относительно поведения системы при низких температурах. Однако главное, что привлекает внимание к этой системе, это сочетание достаточной прочности при комнатной температуре со стойкостью к термическим ударам при охлаждении. Смолу успешно используют в неметаллических сосудах Дьюара и криостатах. [c.76]

Собственно криокамеру, или криостат, т. е. конструкцию с рабочим объемом, в котором непосредственно размещается испытуемый объект (образец) и происходит его охлаждение до требуемой температуры. Под криостатом условно понимают конструкцию с рабочим объемом, заполняемым жидким хладагентом, В криокамере рабочий объем заполняется парами хладагента или охлажденным газом [c.307]

Более низкие температуры получают в гелиевых криостатах (рис. 27). Отличительной чертой этих конструкций является двухступенчатое охлаждение, для чего гелиевая емкость I окружена рубашкой 4 с жидким азотом. Тепловую изоляцию создают ва-куумированием полости 2. Нижнюю тягу вводят через сильфон 3. [c.310]

КРИОСТАТ (от Греч, kryos — холод, мороз и sta-tos — стоящий, неподвижный) — прибор для проведения низкотемпературных физ. исследований или термостата рования разл. объектов при низких (90—0,ЗК) и сверхнизких (7 <0,3 К) темп-рах. К. различаются как по физ. процессу, приводящему к охлаждению либо к поддержанию заданной темп-ры, так л по используемому хладагенту. [c.493]

Достоинством С. м. по сравнению с обычными резистивными электромагнитами является малое потребление энергии, в оси. на компенсацию теплоты, поступающей через теплоизоляцию криостата, по несверх-проводящии токовводам, а также на тепловыделение в омических контактах между отрезками сверхпроводящих проводов. В С. м. с пост, индукцией расход анергии по крайней мере в тысячу раз меньше, чем омические потери в резистивных обмотках обычных электромагнитов такого же назначения. Капитальные затраты на еоздание крупных С. м. сопоставимы с затратами на создание резистивных электромагнитов — относитель-во высокая стоимость сверхпроводящей обмотки компенсируется отсутствием необходимости в мощных всточниках питания и громоздких системах её водя-1010 охлаждения. Макс, размеры С. и. ограничиваются № энергетич. соображениями, а прочностью материалов, из к-рых изготовляют бандаж С. м. Существуют проекты С. м. с характерными размерами до неск. со-тев метров. [c.445]

При температурах порядка —53,9°С вязкости можно определять IB стандартных модифицированных вискозиметрах Оствальда. При этом применяют самые разнообразные бани. Вполне удовлетворительным, например, оказывается охлаждение в сосуде Дьюара с ацетоном сухим льдом при перемешивании механической мешалкой. Температура регулируется вручную добавлением в баню небольших кусочков сухого льда. Выпускаются также хорошие криостаты, действующие автоматически. Температуру можно измерять прецезионным ртутно-таллиевым термометром, термопарой или термометром сопротивления. Для получения точных и воспроизводимых данных температуру нужно тщательно регулировать [82]. [c.97]

Вкладыш с полусферой вначале охлаждается жидким азотом, а затем в полость 5, расположенную с внешней стороны полусферы, подается жидкий гелий. В качестве рабочей среды в установке также используется жидкий гелий, нагнетаемый под давлением в полость 11. Для удобства монтажа образца и подсоединения коммуникаций к криостату съемную крышку 10, к которой присоединена труба 9, связанная с рабочей камерой 4, устанавливают на специальную подставку. В верхней части трубы смонтирован охлаждающий резервуар 8 с жидким азотом, являющийся э]фаном для тепловых потоков, поступающих в зону криостата по трубопроводам системы охлаждения и нагружения, размещенных в трубе. Рабочая камера 4 изготовлена толстостенной для предотвращения стенок iqjHo rraTa от повреждений при разрушении полусферы. Установка укомплектована автоматизированной системой измерения деформаций, температуры и давления. [c.341]

Для охлаждения или нагрева образцов служат криостаты или печи. Охлаждение в кри остате производится смесью жидкого азота или твердой углекислоты с не замерзающей при температуре испытания нетоксичной жидкостью (этиловый спирт). Доля кислорода в жидком азоте не должна превышать 10 % (по массе). Специальные испытания при температуре ниже —100 °С выполняют по ГОСТ 22848—77. [c.218]

Алюминий и его сплавы, не имея порога хладноломкости, остаются вязкими при -253... - 269 °С. При охлаждении Ств у них повышается на 35-60 %, — на 15 - 25 %, а ударная вязкость монотонно уменьшается до 0,2 - 0,5МДж/м (см. рис. 15.16). Вязкость разрушения Ki практически не уменьшается, а значит, алюминиевые сплавы при охлаждении менее чувствительны к надрезам, чем при 25 °С. Из-за большого теплового расширения (значительной теплопроводности) алюминия при жестком закреплении элементов конструкций в них неизбежны значительные термические напряжения. Для их уменьшения применяют компенсаторы деформации или отдельные части конструкции (например, горловины криостатов) изготовляют из материалов с меньшей теплопроводностью, например из аустенитных сталей или пластмасс. [c.516]

ЛПМ Криостат с условным обозначением ЛПМИ-75 в 1975 г. демонстрировался на Международной выставке в Мюнхене (Германия). Лазер использовался в основном для накачки перестраиваемого по длинам волн ЛРК типа ЛЖИ-504 (Л = 530-900 нм). Основные параметры ЛПМ Криостат следующие оптимальная ЧПИ 10 кГц, средняя мощность излучения 3-6 Вт, диаметр пучка излучения 12 мм, время готовности 60 мин, мощность, потребляемая от выпрямителя ИП-18, 2,3-2,5 кВт (питание от трехфазной сети), минимальная наработка АЭ не менее 200 ч, срок сохраняемости 5 лет, габаритные размеры АЭ диаметр и длина 80 и 1300 мм, масса 5 кг, для излучателя размеры 1680 х 240 х 300 мм и масса 50 кг, и для ИП-18 — соответственно 600 х 600 х 1700 мм и 350 кг. Излучатель включает в себя АЭ ТЛГ-5 с коаксиальным кожухом охлаждения, несущий алюминиевый двутавр и зеркала оптического резонатора с механизмами юстировки на торцах. Глухое вогнутое зеркало резонатора с многослойным диэлектрическим покрытием (коэффициент отражения превышает 99%) имеет радиус кривизны i = 5 м, выходное зеркало представляет собой плоскопараллельную пластину из стекла К8 с коэффициентом отражения 8%. Источник питания ИП-18 состоит из блока высоковольтного трансформатора и выпрямителя, блока регулировки напряжения, подмодулятора, высоковольного модулятора, блока вентиляторов и системы водяного охлаждения. Высокие удельные массогабаритные показатели (на единицу мощности) выходного излучения являются одним из заметных недостатков этого ЛПМ. [c.30]

Конструктивное оформление типового криостата показано на фиг. 111. В металлическом сосуде 1 с двойными стенками, запол-ненньши изоляцией, помещена решетка 6 для укладки образцов 5. Температура охлаждающей жидкости 2 контролируется термометром 4. Равномерность охлаждения достигается мешалкой 3. [c.188]

Термостаты бывают водяные, паровые и другого типа [9]. Для низких температур применяют криостаты [10, И], в которых охлаждение достигается с помощью эвтектических (криогидратных) смесей из льда и солей. При 0 С используют дистиллированную воду с большим количеством льда. В интервале 0—90° С применяют воду. Для устранения испарения при температурах выше 50° С на поверхность воды наливают слой минерального масла или парафина. При более высоких температурах термостаты заполняют минеральным маслом, глицерином или растворами солей (MgOa, a lj, Na l и др.), расплавами солей и металлов. Паровые бани, основанные на постоянстве температур кипения различных веществ при неизменном атмосферном давлении, могут обеспечить термостатиро-вание в широком интервале температур (этиловый эфир 34,6° С бензол 80,5° С толуол 110,3° С нитробензол 210,8° С и т. д.). Однако [c.64]

Основные детали криостата, позволяющего поддерживать температуру с точностью 0,ООГК в интервале температур 1,5—20° К (включая интервал 4,2—14° К) как в процессе нагревания, так и при охлаждении, показаны на рис. 2. Держатель образца заключен в медном блоке, хорошо изолированном от гелиевой ванны опорной трубкой из нержавеющей стали. Образцы, угольное сопротивление Аллен—Бредли j и спай термопары (Аи —Со с Ад — Аи) имеют хороший тепловой контакт с держателем образца и омываются циркулирующим газообразным гелием. Второе угольное сопротивление и термопара помещены в медном блоке. Медная оболочка является кожухом вакуумной камеры. Жидкий гелий, окружающий камеру, имеет постоянное давление немного ниже 1-10 (1 атм). Повышение или понижение температуры легко осуществляется регулированием количества тепла, выделяющегося в безындуктивных проволочных нагревателях, расположенных на медном блоке, или механическим регулированием отвода тепла. [c.102]

Для низкотемпературных испытаний между захватами мащины устанавливают сосуд с теплоизолирующими стенками, содержащий охлаждающую жидкость (рис. 52,6). Емкость криостата должна быть достаточно больщой для того, чтобы обеспечить быстрое охлаждение и возможность поддержания заданной температуры образца при испытании. До 213 1К в качестве охлаждающей среды используют смесь этилового спирта разных сортов с сухим льдом. Диапазон температур от 213 до 173 К получается в смесях чистого этилового спирта с жидким азотом. Использование жидкого азота без спирта позволяет получить температуру 77 К. Изменение температуры охлаждающих смесей достигается за счет изменения (в соотношении компонентов. Кроме жидких охладителей, используются холодильные камеры с воздушной атмосферой. Допускаемые отклонения от заданной температуры испытания не должны быть больше 2 до 213 К и 5 — ниже 213 К. Время выдержки при температуре испытания обычно составляет 5— 20 мин — в зависимости ют размера образца. [c.110]

Лазерное охлаждение. Рассмотрим совокупность частиц, совершающих фононные переходы 1-2 с энергией перехода Ш вследствие наличия конечной температуры образца оптические переходы 2-3 с энергией 1гсоз2 и 1-3 с энергией 1и з вследствие спонтанных и вынужденных процессов при непрерывной накачке лазером на переходе 2-3 и импульсной накачке на переходе 1-3 (рис. 2.7). Образец должен находиться в оптическом криостате при температуре жидкого [c.95]

Дилатометр Шевенара. Прибор состоит из головки прибора (собственно дилатометра), печи для нагрева (или криостата для охлаждения) и регистрирующего устройства (рис. 58). [c.103]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...