Устройство стабилизации криогенной температуры объекта в электроннозондовом приборе

(сссе 300 ента, АЦИИ ЪЕКг 1 О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Ленинградский ордена Ленина эротехнический институт им. В. И, Улья(56) 1. Авторское свидетельство СССР340217, кл. Н 01,1 37/26, 1964.2. Коваленко С. И., Годованный ВКриостат для электроннографическихдований в температурном интервале4,2 К. - Приборы и техника эксперим1967,2, с. 235 (прототип),(54) (57) УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗКРИОГЕННОЙ ТЕЧПЕРАТУРЫ ОБ ЯО 1069030 А ТА В Э 1 ЕКТРОННО-;301-1;ОВОЧ ПРИБОРЕ, содержацее объектодержатель, установленный в охлажда(чв корпусе, связанном в тепловом отпопенин с источником х;адоггент( через мпист 1)а;и его под(чи и отво,(а, и эгектронагр(вате(ь, разме(ценный вокру периферийных поверхностей объектодержателя, отличающее( тем, что, с цел(яо повлписния точности стабилизации при упр(пцсчии устройства, опо содержит те пл О из О, и р у О и, и й эл (. м е и т, 1 а 3 м е Ие н и ь й между корпусом и объектодержателем и выпо,(ненний из кераиеского атериа,и с максимагьным коэффициентом теплопроводносги при температуре испарения хладоагента. и корпус сн(бжен внутренней осесимметричной полостькь соединенной с магистралям идачи и отвода хладоагента1И зоб рстснис о ГРоситс 5 к технике электронно-зон,ОВБх Гриооров и мокст быть ;1 ользОВ;1 ИО 1 Г анализе Обектов Б ус 0 Б И 51 Х К Р И 0 ГС Н Н Ь Х ТС Х 1 П С Р с) Т сР.Извс"тнь хстрОЙства стЯОилизации низ- КХ ТСМНСРсТМР В ),СКТРОННО-ЗОНДОБЫХ РИ 00 РсХ, Б КОТОРЬХ ОСМИЕСТБГ 5 ЕТСЯ ПОСТ 05 НИс 51 ПОДс 3 ХгсДОсСНТЯ Б ЗОНУ РЯСИОЛО(СИ 5 Об ЬСКТ(;С)КсГ(,151, СБЯЗЯНОГО С ОХЛЯЖ ,ШСЪОИ 110 БСРХНОСГЬ 10 сСРСЗ ТСПЛОВЫС 510 С- ть;1. 15 ТсКХ СрОЙСТБс 1 Х НСЛЬЗИ ИО.ХИТ 1 СТяОИ,1 Ь 1( 10 ТС)11 сря, рм ОбЬсктс Б Зада ИНОМ ;Иснс)ОНС, ССОССИНО В ОбляСтИ ГСЛИСВЫХ ТСЫПСРсГГУР.11 яиболсс близких к изобретен ик) по сх нисскОЙ сыщности 5 вл 5 стс 5 устрОЙстВО стяоил изя пи и кр иогснюй тем пературы, 00;С)Жсцсс ОбЪСКтодсржатСЛЬ, уетяНОВ- ,(.Н НЫИ Б ОХГ 3 ЖДЯЕМ ОМ КОРПХСС, СВ 5 З 31 НОМсочико .ЛЯДО- с СНТс 1 сС РС 3 с 1 сГИ(.ТРс,И (.10 ПОДсЧИ И ОТ - ВОДЯ, И ЭЛСКГРОНЯ ГРСБЯС. Ь, РЯЗЫСЩ(ННЫЙ вокруг периферийных поверхностей объекто.сржяе, я 21 звсстнос устройство обеспечивает боыую стабильность температуры, однако системы Ох.яж ения и нагрева характеризуются 1 овышснной инерционностью, а все угтройсгвс имеет достаточно сложнуо кон,трукн,ию.;)то приводит к снижению точ кс п сяоилиза ци и температуры, увели- Н ВсС) РсСХОХ ЯДОЯГС НТЯ.сс,н 10 изобретения является повышение ТОНОСТИ СТЯОИГизсНИ И Т(МГ 1 СРЯТУРЫ ИРИ (1 ронснии , ст)ОЙ;тВя.х каза 1 Ни ц ль достигается тем, что уст)Ойство,т(билизяции криогенюй темперагуры 0ьскта Б электронно-зондовоы приООрс, Содержапсе ОбЬСКТО;ЕрксГСЛЬ, уетанснлснпый Б Ох,яждасмом корусс, связан Н)(1 Б ТСИ,ОНОМ ОТНОПСНИИ С ИСТОЧНИКОМ Х,Я.)осГС Нти ЧСРСЗ ХЯГИСтРЯЛИ ЕГО ПОДаЧИ И ОТВО;с, И ЭЛСКТРОНс 1 ГРСБЯТЕГ 1 Ь, РЯЗХСЦСННЫЙ Бокр)1 нсрифсрийных поверхОстей обьсктодержагсля, дополнитсльнс) содержит теплоизолпруюиий элемент, размсценный между ц)рнхсо) 11 (к) ьсктодсржа Гс;см и Бь 110:пснЫ 13 К С Р с Хс СК 0 О, 3 Т С) И Я Л с С .3 К С И -с 1,ЬН) КОЭ( (1(.1 ОХ ГС .ОПРОВОДНОСТИ) Г(.)11 С) " РС ИСс П 1 51 ХЛЯДОЯГСРТЯ, я корпус сняб)жс и Внутренней осесимметрич- НОЙ 1 ОгО(."1 ЬК, СОС,И НС 1 НОЙ С Ы с) ГИСТРЯ;151 МИ ОДсИ Р ОТБО с Х сДО ЕНТс 1.с 1 сСРТСЖС ИРС,СТЯБЛСНс 1 СХС)11 (СТРОЙ ства.Кор Т( 1 ыс"р 0 с Гвя с Оссс им ыГ 1 ри Иои 1 Олость( 2 р 3,5)1(ис Бьытрн ксысрь эгс. КТРОННО-ЗОН,ОБО 0 ИИООРс И И ССТ Бпс 1-С 1 (СТ Б С 1) С ТС ); 5 51р 0 Х 0 д с Э. С. 1 С Г П 01 - НОГОКЯ. б 1(РЛ Одсря(сГС,Ь 4 уСТсНОБЛЕН Б Бс) хи(11 1 с и копимсяи с Б 51 за н " н;1:; срсз тепои,)01 Ирх и,й злсыснт 5, выш)л 1(. 1 Н Л 11 И 3с( Р с Х И К И, И Ы ( ОС Й Ъ Я К С И М Я Г Ь -069030 45 50 55 5 10 15 20 25 зо 35 40 ный коэффициент теплопроводности в области низких температур. Этому условию удовлетворяет стеатитовая керамика марок СЦ, СКи др. На теплоизолирующем элементе 5 нанесен электрона греватель 6, выполненный, например, в виде графитовой двойной спирали. Между элементом 5 и корпусомДля улучшенР 51 теплоВОГО контакта может быть установлена индиевая прокладка 7. Полость 2 корпуса соединена с источником хладоагента магистрали 8 его подачи и отвода, которые могут быть выполнены с возможностью перемецения относительно стенок 9 камеры прибора. Корпус 1 окружен,ополнительными экранами 10, укрепленными на основании 11, и азотными экранами 12 с трубопроводами 13.В таком устройстве эффект повышения точности стабилизации обеспечивается за счет уменьшения тепловои инерции конструкции при использовании проточной системы охлаждения корпуса 1 через его полость 2 и системы нагрева через тепловую развязку Б виде теплоизолирующего элемента 5. При низких температурах коэффициент теплопроводности элемента 5 максимален, происходит быстрое охлаждение объектодержателя 4 и стабилизация температуры на уровне, соответствующем скорости прокачки хладоагента. В сл х чае необходи мости стабилизации температуры на более Высоком уровне включается электронагреватель 6 и происходит быстрое увеличение температуры объектодержател я за счет увеличения коэффициента теплопроводности элемента 5 и уменьшение отвода тепла от объектодержателя. Таким образом, устройство позволяет стабилизировать температуру на различных уровнях вплоть до гелиевых температур. При этом точность стабилизации по существу определяется точностью используемых датчиков температуры. Например, при использовании термометра сопротивления арсенид-галлиевого типа ТСАД 2-1 получена точность +0,02 К в диапазоне 4- 15 К и + 0,05 К в диапазоне 15-100 К. При измерении температуры: помощью р-п перехода германиевого транзистора типа ГТполучена точность стабилизации + 0,05 К в диапазоне 20-300 К.Предложенное устройство иеет более простую конструкцию, так как не требует специального криостата, обеспечивающего теплоотвод от объектодержателя через тепловые мосты, дает возможность ввести прецизионные перемещения корпуса с объектодержатслеы, а также более экоомично по расходу дорогостоящего хладоагента, поскольку при нагреве объектодержателя не требуется испарения большого количества хладоагента. Использование такого устройства позволит расширить ф(нкциональные возможности приборов- повысить качество получаемой информации.