Криостат

 

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИИДЬСТВУ (») eoaai4 (6!) Дополнительное к авт. саид-ву(22} Заявлено 15.07.76 (21) 2386360/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритето†(51) М. Кл. т 25 1} 3/10

Гооударстаенный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (43) Опублнковано25.04,78. Бюллетень|4 15 (53) УДК

62 1.59(088.8) (45) Дата опубликования описания 03.04.78 (72) Авторы изобретения

Л. Л. Ананьев, В. М. Жук"в, A. М. Пожаров и Г. Н. Фурсей

Ленинградский электротехнический институт связи им. профессора М. А. Бон -Бруевг а (71} Заявитель (54) КРИОСТАТ

Изобретение относится к области электрон радиотехники низких температур, в частности к конструкции криостатов с вводом постоянного тока к .криостатируемому объекту.

Известен криостат, содержащий внутрен» ний и внешний сосуды, вакуумную полость между ними и ввод постоянного тока к криостатируемому объекту. B известном криог тате ввод постоянного тока, предназначенный1О дпя передачи энергии постоянного тока к объектам, криостатируемым при температуре

10 К и ниже, закреплен на крышке криостао та и выполнен в виде центрального токонесущего проводника и экранирующей трубки, 15 расположенной концентрично токонесущему проводнику.

1Яелью изобретения является устранение избыточной теппопроводности к криостатируемому объекту и повышение надежности 20 криостатов, в которых осуществляется подвод энергии постоянного тока к охлаждаемому объекту, что определяется искпючением температурных деформаций, обусловленных наличием длинных сплошных проводников.

Дпя этого в криостате ввод выполнен в виде закрепленного на внутренней поверхности внешнего сосуда автоэпектронного катода и анода,закрепленного на внешней поверхности внутреннего сосуда и электричеоки соединенного с объектом.

На чертеже изображен предлагаемый криостат, разрез.

Криостат содержит внутренний 1 и внешний 2 сосуды, а сверху закрыт крышкой 3 и может быть при помощи вентиля 4 присоединен к высоковакуумному наСосу. B криостате размещен объект 5, расположенный в охлаждаемой среде, и соединенный при помощи пружинных контактов 6 с внутренним сосудом 1. На внешнем сосуде с выступающим фпанцем 7 закреплен при помощи фланца 8 автоэлектронный катод 9, раэмещенный на металлическом держателе 10, выполненном, например, в виде проволочной дужки, присоединенной, йапример, при помощи точечной эпектроискровой сварки к двум металлическим выводам 11, укрепленным, например, при помощи вакуумных изоляционных вставок, например, стекпянных с метал60381 4 лизацией, на фланце 8. К выводам 11 может быть подсоединен внешний источник тока. Фланцы 8 и 7 разделены вакуумной прокладкой 12, например, медной. На внутреннем сосуде 1 при помощи изоляционных вставо

13, например, стеклянных с металлизацией, закреплен проводник 14, соединенный с объек том 5. На проводнике 14 закреплен анод

15, расположенный напротив рабочей поверхности автоэлектронного катода 9 и имеющий, 0

l например, полусферическую форму.

Криостат с предложенным вводом постоянного тока работает следующим образом.

При подаче напряжения на выводы 11, на о которых при помощи держателя 10 закреплен катод 9, между катодом и анодом, который соединен с криостатируемым объектом б, подключенным контактами 6 к заземленному внутреннему сосуду 1, возникает, разность потенциалов и протекает ток автоэлектрон- 20 ной эмиссии. Таким образом, к криостатируемому объекту подводится постоянный ток.

При этом, прикладывая к катоду и аноду импульсное напряжение, можно подводить к криостатируемому объекту импульсы тока прак- 35 тически любой длительности.

Отсутствие гальванических контактов между криостатируемым объектом и внешними электрическими цепями исключает возникновение дополнительных теплопритоков к кри- 30 остатируемому объекту и гелиевой ванне.

Теплоприток в этом случае определяется параметрами самого криостата. При использовании предлагаемой конструкции постоянного тока образуется канал, величина которого находится в строгом соответствии с пропускаемым током, чего невозможно до-. биться при помощи проводниковых токовводов в случае малых токов. Так расчеты показывают, что для подвода тока 10 мкА к 40 криостатируемому объект в известном криостате диаметр необходимого для этой цели медного проводника должен составлять 0,4 мкм, что практически невозможно. При снятии напряжения между катодом и анодом про- исходит автоматическое исчезновение токового канала и цепи. Цепь как тепловая, так и электрическая оказываются надежно разомк4 нутыми. Этого также трудно добиться при иопользовании криостатов с проводниковыми токовводами.

При помощи высоковакуумиого насоса, подсоединенного к корпусу криостата через вентиль 4, в корпусе (с учетом того, что внутренний сосуд 1 контактирует с .охлаждающей жидкостью, например жидким азотом)

-0 создается вакуум порядка 10 тор, что вполне достаточно для длительной работы автоэлектронного эмиттера.

Таким образом, предлагаемая конструкция криостата обладает следующими положительными качествами;

1) высокий вакуум в корпусе криостата, необходимый для его нормальной работы, автоматически благоприятствует функционированию автоэлектронного катода без приме-. нения специальных мер;

2) криогенная жидкость> наливаемая в рабочий объем криостата, способствует поддержанию высокого вакуума между внутренними и внешними сосудами корпуса криостата в соответствии с принципами крионасоса;

3) автоэмиссионный токоввод служит автоматическим индикатором вакуума в корпусе криостата и в этом случае нет необходимости применять специальную ионизационно-термопарную вакуумметрическую лампу, так как в случае ухудшения вакуума увеличивается работа выхода катода и величина автоэмиссионного тока: уменьшается.

При необходимости поверхность автоэлектронного катода может быть очищена .

Формула изобретения

Криостат, содержащий внешний сосуд, внутренний сосуд, вакуумную полость между ними и ввод постоянного тока к криостатируемому объекту, отличающийся тем, что, с целью уменьшения теплопритокоп к объекту и повышения надежности, ввод постоянного тока выполнен в виде закрепленного на внутренней поверхности внешнего сосуда автоэлектронного катода и анода,. закрепленного на внешней поверхности внутреннего сосуда и электрически соединенного с объектом.

603814

Составитель Г. Ольшанская

Редактор Е. Пашонова Техред Э. Чужик Корректор Jf, Небола

Заказ 2041/31 Тираж 666 П одписное

ЦНИИ11И Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

1.13035, Москва, ?K-35, Раушская наб. ° д. 4/5

Филиал 11(1П 11атент, г. Ужгород ул. Проектная 4

/, ., р 1 4,.1 г