一种低温恒温器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110455611A(43)申请公布日2019.11.15(21)申请号201910761940.5(22)申请日2019.08.19(71)申请人中国电子科技集团公司第四十一研究所地址266555山东省青岛市黄岛区香江路98号(72)发明人张鹏举史学舜庄新港刘红博刘长明王恒飞(74)专利代理机构青岛智地领创专利代理有限公司37252代理人肖峰(51)Int.Cl.G01N1/42(2006.01)G01N1/44(2006.01)G05D23/32(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种低温恒温器(57)摘要发明公开了一种低温恒温器，具体涉及低温恒温器技术领域。该低温恒温器包括制冷机，制冷机的外部设有支架，支架的上部连有真空罩，真空罩内设有与制冷机相连的冷头、热沉和样品台，冷头、热沉和样品台自下而上依次设置，冷头连接一级冷屏，热沉连接二级冷屏，样品台的正上方安装样品低温屏，一级冷屏、二级冷屏和样品低温屏的中心位于同一中心轴线上，二级冷屏设置于样品低温屏的上方，一级冷屏设置于二级冷屏的上方，样品低温屏固定于样品台上，二级冷屏通过第二绝热支撑杆固定于一级冷屏上，一级冷屏通过第一绝热支撑架固定于真空支架上。CN110455611ACN110455611A权利要求书1/1页1.一种低温恒温器，其特征在于，包括制冷机，制冷机的外部设有支架，支架的上部连有真空罩，真空罩内设有与制冷机相连的冷头、热沉和样品台，冷头、热沉和样品台自下而上依次设置，冷头连接一级冷屏，热沉连接二级冷屏，样品台的正上方安装样品低温屏，一级冷屏、二级冷屏和样品低温屏的中心位于同一中心轴线上，二级冷屏设置于样品低温屏的上方，一级冷屏设置于二级冷屏的上方，样品低温屏固定于样品台上，二级冷屏通过第二绝热支撑杆固定于一级冷屏上，一级冷屏通过第一绝热支撑架固定于真空支架上。2.如权利要求1所述的一种低温恒温器，其特征在于，所述冷头与一级冷屏的连接处采用第一柔性导冷材料连接，冷头与热沉通过第二柔性导冷材料连接。3.如权利要求1所述的一种低温恒温器，其特征在于，所述一级冷屏、二级冷屏和样品低温屏之间采用环形封闭设计，能够有效减小外界对样品台上的样品的热辐射，减少热辐射的幅度为300K到4K。4.如权利要求1所述的一种低温恒温器，其特征在于，所述样品台与热沉之间通过弱导热薄壁管连接，有效减小热沉和样品台之间通过薄壁管进行温度交换形成的波动，提高对样品台进行控温时的温度稳定性。5.如权利要求1所述的一种低温恒温器，其特征在于，所述冷头处设置一个温度传感器，热沉处设置一个温度传感器，样品台下方安装一个加热器，用于控制样品台温度，样品台上安装三个高精度温度传感器，用于监控样品台上温度稳定性和温度均匀性，各个温度传感器的温度通过温控仪显示，并通过温控仪和加热器控制样品台的温度变化。6.如权利要求1-5任一所述的一种低温恒温器，其特征在于，先对低温恒温器进行抽真空，抽真空到一定程度，开启制冷机降温，直至冷头达到3K-4K，由于冷头、热沉和样品台依次连接，热沉和样品台温度会随冷头的温度降低而降低，最终样品台会达到5K-6K；此时，制冷机的制冷作用使样品台温度不断下降，但温度变化极其缓慢，此时通过外部仪表及加热器对样品台加热，并监控其温度变化，通过温度反馈，使制冷机制冷和加热器加热达到动态平衡，最终使样品台的温度恒定在设定温度，为样品测试提供一个稳定的低温环境。2CN110455611A说明书1/4页一种低温恒温器技术领域[0001]本发明涉及低温恒温器技术领域，具体涉及一种低温度高稳定性的低温恒温器。背景技术[0002]低温恒温器是指利用低温流体或其他方法使样品处于恒定的，或者按照需要的方式进行变化的低温温度下，并可以在恒温器内对样品进行一种或者多种物理量进行测量的器件。低温恒温器广泛用于光学物理研究、材料在低温下的性能研究和实验、超导特性实验、材料的磁热特性研究、低温下的热物理性质研究等领域。通常实验的目的、要求的不同，对低温恒温器温度、稳定性各方面的要求也不同。[0003]低温恒温器按照工作原理可以分为：贮液式低温恒温器、连续流动式低温恒温器、带制冷机的低温恒温器。贮液式低温恒温器需要消耗低温液体，如液氦、液氢、液氮等，每次使用都需要消耗一定量的液体，比较浪费，且氦作为最不活泼的元素，其极难液化，在卫星飞船发射、导弹武器工业、低温超导研究、半导体生产等方面有重要用途，我国的氦含量很少，一直依赖进口，液氦作为一种战略资源，比较昂贵和稀少。贮液式低温恒温器不太适合极低温的需要进行长时间、大量重复实验所需的低温恒温器，但其具有较好的温度梯度和稳定性。连续流动式低温恒温器需要贮存容器和恒温