Измерительный криостат

Союз Советских Социалистичесина Республик(51) М. Кл.Р 25 0 3/00 Г 25 Р 3/10 066 исоединениемПриоритетОпубликовано дарственный комитСССРизобретенийкрытнй оо деламя от 0881 Бюллетень Ио 621.565 (088.8) аопубликоваиияописания 23088 72) Авторы изобретеии Бережной, В.И,Ко В.Ю к 71) Заявител(54 БРИТ КРИОСТ екта почастиуры,чтоасходу Изобретение относится к криогенной технике и может быть испольэова но при конструировании металлических криостатов, предназначенных для охлаждения, например СВЧ трактов, работающих в широком диапазоне частот и температур и служащих для измерения параметров СВЧ устройств.Известны криостаты, используемые для измерения параметров СВЧ устройств при криогенных температурах, содержащие корпус с крышкой, ванны для хладагентов (азот, гелий), изоляцию и элементы ввода и вывода хладагентов. СВЧ тракт вводится и выводится из криостата через крышку, а измеряемое СВЧ устройство помещается внутри ванны с хладагентом,Криостат позволяет измерять параметры СВЧ устройства в широком диапазоне температур от 4,2 К до 3 ОО К 11.Однако при смене измеряемого объекта требуется периодически разгерметизировать криостат, что значитель но снижает производительность измерений,. Известен измерительный криостат, содержащий герметичный корпус с размещенными в нем измерительной камерой, ваннами для хладагентов, вакуумной изоляцией, радиационными экранами и регулятором температуры, и съемный вакуумный отсек с индивицуальными средствами откачки. В этом крностате смена образца происходит без нарушения герметизации вакуумного объема криостата (2).Однако за время смены объвышается температура нижнейэкрана и регулятора температп иво ит к дополнительному р рхладагента.Цель изобретения - повышение про изводительности измерений и снижение расхода хладагентов.Поставленная цель достигается тем, что в измерительном криостате, содержащем герметичный корпус с раз мещенными в нем измерительной камерой, ваннами для хладагентов, вакуумной изоляцией, радиационными экра нами и регулятором температуры, и съемный вакуумный отсек с индивидуальными средствами откачки, между измерительной камерой и съемным вакуумным отсеком установлен вакуум- плотный подвижный фланец, а съемный отсек снабжен подвижным зажимом дляобразца.857667 Формула изобретения На чертеже схематично изображено устройство.Криостат состоит из криогенной части 1 и измерительной камеры 2 и содержит верхнюю 3 и нижнюю 4 крыш, ки, вакуумплотносоединенные с герг метичным корпусом 5. Азотная б и гелиевая 7 ванны расположены в криогенной части криостата и жестко соединены с верхней крышкой криостата. На верхней крышке расположены элементы ввода 8 и 9 и вывода 10 и 11 хладагентов. Охлаждаемый СВЧ тракт введен и выведен через боковые стенки криостата и содержит входной 12 и выходной 13 гермовводы на герметичных сильфонах 14 и 15, предназначенных для развязки СВЧ тракта от механических деформаций при изменении температуры. Гермовводы с помощью тонкостенных нержавеющих волноводов 16 и 17 соединены с измеряемым СВЧ Устройством 18, а последнее конструктив" но связано с регулируемым теплообменником 19Охлаждение нержавеющих (развязывающих) волноводов производится тепловыми мостами 20 и 21. Регулирование температуры измеряемого СВЧ устройства производится теплообменником 19 с вентилем - распределителем 22, работающим в режимах паржидкость, и электрическим нагревателем 23, Охлажденное СВЧ устройство окружено защитными (радиационными) экранами 24 с отверстиями 25 для прохода цангового держателя 26 с объектом измерения 27. Замена объекта измерения производится через герметичный шлюз 28, содержащий съемный вакуумный отсек 29 с вакуумплотным подвижным фланцем 30, открывающим шлюз при замене объекта измерения, Шлюз вакуумплотно соединен с нижней крышкой криостата. Вал 31 фланца и шток 32 цанги помещены в вакуумноплотные зажимы 33 и 34.Криостат работает следующим образом.После сборки СВЧ тракта.и элементов криостата последний откачивают до давления 10 - 10 мм рт.ст. и заполняют вначале азотную б (при этом давление в криостате снижается до 10мм рт.ст,), затем гелиевую 7 ванны. При установлении рабочей температуры на измеряемом СВЧ устройстве 18 помещают объект измерения 27 в цанговый держатель 26 и направляют последний в отсек 29 шлюза 28 который откачивают (с помощью штуцера 35) до давления 10- 10мм рт.ст. Затем ручкой 36 открывают ьпюз (уби" рают фланец 30 в канал 37) и помеща 4ют рбъект 27 измерения с помощью штока 32 цанги в измеряемое СВЧ устройство 18 После этого цанга выводитсяв съемный отсек, который закрываетсяфланцем. После установления требуемой рабочей теМпературы на СВЧ устройстве криостат готов к измерениям.СВЧ сигнал подается к измеряемому СВЧ,устройству через гермоввод 12, а выводится через гермоввод 13. Рабочую р температуру измеряемого СВЧ устройства регулируют ручкой 38 вентиляраспределителя 22, устанавливая режим работы теплообменника 19 фпарфили жидкость (т.е. через теплообменник пропускают жидкий или газообразный хладагент), и мощностьюэлектрического нагревателя 23. Порядок замены объекта измерения такойже, как и при первоначальной уста-.новке.20 Изобретение позволяет измерятьпараметры СВЧ устройства в диапазоне температур 5-300 К, уменьшить потери охлажденного СВЧ тракта до0,5 дБ и коэффициента стоячей волны 25 до 1,1-1,15 и проводить замену объекта измерения без нарушения режимаработы криостата, что значительноповышает точность и производительяость измерений в широком диапазоне Зо температур и одновременно уменьшаетрасход хладагентав,Измерительный криостат, содержащий герметичный корпус с размещенными в нем измерительной камерой, ваннами для хладагентов, вакуумной изоляцией, радиационными экранами и ре 40 гулятором температуры, и съемный ва куумный отсек с индивидуальными средствами откачки, о т л и ч а ю щ н йс я тем, что, с целью повышенияпроизводительности измерений и сниже 45 ння расхода хладагентов, между изме-,рительной камерой и съемным вакуумным отсеком установлен вакуумплотныйподвижный фланец, а съемный отсекснабжен подвижным зажимом для образ 5 О ца,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Е.ЯЬцедгай. )щрейапгшеввцпдап Караг 1 СИСв йхойеп Ье 1 МЫгоюе 11 еп .1 ш ТеврегайцйЬеге 1 сЬ чоп 4,2 К Ь 1 в300 К. Ргеццепг, 21 (1967), 1, р. 13192. Патент франции 9 2139624,кл. Г 25 П 3/00, 1973 (прототип).857667 Составитель С.АндреевН.Пушненкова Техред М.Табакович Корректор Ю. Иакаренодлисное Пкомитета СССРи открытийаушская наб.,7214/63 Тираж 566 ВНИИПИ Государственного по делам изобретени 113035, Москва, Ж, 4/5 роектная, 4 илиал ППП фПатент,г. Ужго