Криостат для охлаждения детекторов

И АН ОП С ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соеетскик Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 15,05,78 (21) 2 б 14819/28-26 (51)М, Кл. с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетГ 25 О 3/10 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(54) КРИОСТАТ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ДЕТЕКТОРОВ Изобретение относится к технике исследований при низких температурах н касается консттзукиий криостатов, используемых для охлаждения детекторов.Известен криостат, содержащий резервуар с гелием, окруженный радиационным экраном и эактзепленный на трубках в наружном кожухе, снабжен О ный проходящей через оезервуар с гелием тонкостенной трубкой со штоком для перемещения образца, на конце которой укреплен контейнер с теплообменником. причем теплообменник и держатель образца соединены гибким хладопроводом, что позволило повысить эффективность теплопередачн между образцом и теплообменником, а также обеспечить возможность получения более низких температур образца. Поскольку держатель образца прикреплен к штоку, находится в контакте с трубкой череэ притертые поверхности, то возннкакщие в криос тате колебания передаются на образец, что приводит к погрешностям птзи измерении (11Известен также криостат для охлаждения детекторов, состоящий из сосуда Дьюара, выполненного с зауженной нижней частью, в которой установлена камера с детектором и адсорбционного угольного насоса для откачки межстеиного пространства сосуда, в котором адсорбционный угольный насос установлен внутри сосуда, а на его корпусе размещен стакан, заполняемый жидким хладагентом 2устройство предотвращает конден" сацию паров воды и углекислого газа на поверхности детектора во время запуска и обеспечивает раздельное охлаждение насоса и детектора, Жид" кий хладагент по трубке поступает непосредственно к медной площадке, на которой крепится детектор, Для жесткого фиксирования медной площадки с детектором в заданном положении применена центрирукщая шайба из фтооопласта. Внутри сосуда рас" положен адсорбционный насос, на корпусе которого сверху закреплен стакан. По мере заполнения стакана хладагентом адсорбцнонный насос откачивает межстенное пространство со:суда Дьюара.После заполнения хладагентом стакана происходит заполнение сосуда и20 40 охлаждение детектора. Такое последовательное заполнение сосуда хлад- агентом устранило конденсацию паров воды и углекислого газа на поверхностях детектора.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является криостат для охлаждения детекторов, содержащий сосуд Дьюара, охлаждаемый адсорбционный насос и камеру с детектором, размещенную у днища сосуда Дьюара, и сообщающуюся с сосудом посредством патрубка и металлического хладопровода 3К недостаткам аналога и прототипа следует отнести механические вибрации, возникающие в криостате, они вызывают микрофонный эффект в петекторе, что ухудшает энергетическое разрешение регистрирующей аппаратуры например спектрометра рентгеновского излучения.Белью изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. предотвращение перепачи механических вибраций к детектору, вызывающих мик рофонный эффектПоставленная цель достигается темчто патрубок, соединяющий сосуд и камеру с детектором, снабжен выполненной из материала с низкой тепловой и звуковой проводимостью гоф" рированной эластичной кольцевой пер" форированной мембраной, с юстировочным устройством, в которой закреплен хладопровод, выполненный в виде пучка гибких проводов,Кроме того, хладопровод снабжен коаксиально установленным радиационным экраном, сосчд Дьюара снабжен центрирующим элементом, выполненным в виде плоской кольцевой перфорированной мембраны иэ матернала с низ" кой тепловой и звуковой проводимостью, размещенной у днища сосуда.Материалом, из которого изготовлены мембраны, служит фторопласт.На фиг. 1 изображен в разрезе общий вид криостата, на Фиг. 2 - чертеж детекторной части криостата, на Фиг. 3 - чертеж узла нижней части экрана.Криостат содержит сосуд 1 для хладагента, окруженный промежуточным радиационным экраном 2, и закрепленный в кожухе 3 с датчиком давления 4 и вентилем 5 для откачки межстенного пространства, образованного стенкой сосуда для хлалагента и ко" жухом. В плоском дне 6 сосуда 1 выдавлена кольцевая канавка 7 для размещения адсорбционного насоса 8. Адсорбент помещен в кольцевой гофрированный каркас, выполненный из сетки и имекщий П"образную в сечении формч, введенный в канавку 7. Канавка 7 цилиндрическими поверхностями образует отсеки 9 и 10, последовательно заполняемые жидким хладагентом. 530 15 25 30 35 45 50 55 60 Отсек 9 снабжен крышкой 11 с отверстием для заливки хладагента и последовательного охлаждения алсорбционного насоса 8 и детектора 12, который с помощью разборного корпуса13 закреплен с хорошим тепловым контактом на съемном хладопроводе 14,кроме детектора в корпусе расположена часть предусилителя сигналов, поступающих с детектора. Хладопровод 14выполнен с большим значением постоянной затухания акустических волн ввиде пучка гибких проводов, напримермногожильного шнура из луженого мед"ного провода, концы которого закреплены в наконечниках 15 и 16. Радиационный трубчатый экран 17 с помощьюрезьбового соединения 18 и уступа 19прижимает наконечник 15 к выступу 20,расположенному на боковой нижней части сосуда 1. На наконечнике 16, выполненном в виде ступенчатого винта,закреплены последовательно эластичная мембрана 21 и корпус 13. Гофрированная съемная кольцевая мембрана21 с отверстиями для откачки выполнена из малотеплопроводного и малоэвукопроводного материала, напримериэ фторопласта, с радиальной конусной поверхностью, которая центрируется по конусной поверхности отверстия патрубка 22 и с помощью юстировочного устройства 23 закрепляется науступе ступенчатого отверстия патрубка 22, Экран 17, уменьшая нагревание хладопровода, одновременноуменьшает охлаждение мембраны, сохраняя ее свойство гасить акустические колебания. Юстировочное устройство 23 состоит из резьбового кольца24 с зажимными 25 и юстировочнымивинтами 26, расположенными по окружности, и пружинного кольца 27 с отогнутыми лепестками 28, противостоящими юстировочным винтам 26. Юстировочное устройство обеспечивает хорошийтепловой контакт, способствует гашению акустических колебаний. На торцовой поверхности патрубка 22, закрепленного в отверстии на боковойповерхности кожуха 3, герметично закреплена камера детектора 29. Дляцентрирования сосуда 1 и гашения вибраций сосуда относительно кожуха 3применен центрирующий элемент 30 ввиде кольцевой плоской мембраны измалотеплопроводного и малозвукопроводного материала, например иэ фторопласта, с рядами отверстий 31, который по периметру зажат в кольцевойканавке 32 кожуха 3 с помощью разрезного пружинного кольца 33 с винтовойраспоркой и в центре винтом 34 вгайке-винте 35 на дне сосуда 1. Ряды отверстий 31 служат для улучшения условий гашения акустических волн идля откачки. Ацгорбционный насос 8крепится в кольцевой канавке 7 сосуда 1 с помощьи поддона 36 и гайки 37.Нижняя часть промежуточного радиационного экрана 2 выполнена в виде кольца и закреплена на его цилиндрическом уступе 38 с помощью, например, съемной диафрагмы Калина 39, уменьшающего охлаждение элемента 30 и тем самьач способствующего сохранению его свойства гашения акустических колебаний, при обеспечении гигиены сборки и экономии хладагенКриостат работает следующим образом.Жидкий хладагент заливают в отсек 9 сосуда 1 через отверстие в крышке 11 для охлаждения адсорбционного насоса 8, который откачивает межстениое пространство сосуда Дьюара, и объем, в котором располагаются часть предусилителя и детектор 12, укреп" ленные с помощью корпуса на эластическом хладопроводе 14 с трубчатым экраном 17, до высокого вакуума. Пред варительно объем откачивается через вентиль 5 до низкого вакуума. Первоочередное охлаждение адсорбционного насоса до температуры жидкого хладагента предотвращает конденсацию паров воды и углекислого газа на детекторе, который является идеальным геттером при охлаждении.Конструкция криостата благодаря наличию гибкого металлического хладопровода, а также кольцевых мембран для крепления корпуса детектора с хладопроводом и резервуара с хладагентом к кожуху, выполненных из материалов с большим значением постоянной затухания акустических волн, значительно ослабляют акустические волны, возникающие в криостате прн кипении хладагента и при механихческих воздействиях на криостат извне, тем самым уменьшая микрофонный эфФект в детектирующем блоке. Это в свою очередь, приводит к улучшению энергетического разрешения устайовки для регистрации излучений и к уменьшению времени набора инФормации от источника излучений. Кроме того, конструкция криостатаобеспечивает гигиену сборки и возможность осевой и угловой юстировкидетектора относительно объекта излучений. Формула изобретения1. Криостат для охлаждения детекторов, содержащий сосуд Дьюара, охлаждаемый адсорбционный насос, камеру с детектором, размещенную у дни.ща сосуда Дьюара и сообщающуюся ссосудом посредством патрубка и металлического хладопровода, о т л н 5 ч а ю щ и й с я тем, что с цельюпредотвращения передачи механическихвибраций к детектору, вызывающих микрофонный эффект, патрубок снабженвыполненной из материала с низкой20 тепловой и звуковой проводимостьюгофрированной эластичной кольцевойперфорированной мембраной с юстировочным устройством, в которойзакреплен хладопровод, выполненный5 в виде пучка гибких проводов.2. Криостат по п. 1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что хладопровод снабжен коаксиально установленным радиационным экраном.3. Криостат по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что сосуд Дьюара снабжен центрирующим элементом,выполненным в виде плоской кольцевой перфорированной мембраны из материала с низкой тепловой и звуковой проводимостью, размещенной уднища сосуда.4. Криостат по пп.1 и 3, о т л ич а ю щ и й с я тЕм, что мембранывыполнены из фторопласта.40 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 437893, кл. Г 25 О 3/10, 1972.2. Авторское свидетельствоСССР4 Р 326422, кл. Г 25 О 3/10, 1969.3. Журнал "йебг 1 дегай 1 оп апдСопд 1 й 1 оп 1 пд". 1970, т,73, Р 868,с. 42 (прототип),Р а Эака нсн ССР д. 4/5 П ВН КИПИпо д113035,илиал П Тиражосударлам изМосква ель Г. ОльшанскаяА.Бойкас Ко ектор М. Демчн 75 Подп твенного комитета С бретений и открытий ЖРа окая наб вв, г. ужгсрод, ул, Проектная