Криостат для сквид-магнитометров

 

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к немагнитным гелиевым безазотным криостатам, используемым, в частности, для обеспечения рабочих условий размещаемых в них сверхпроводящих магнитометров и градиентометров, предназначенных для измерения абсолютных значений внешних магнитных полей или их градиентов, что имеет место в геофизике или при исследовании биообъектов. Целью изобретения является повышение ресурса криостата без увеличения магнитных шумов. Сквид-магнитометр помещается в полимерный сосуд /С/ 2 с жидким гелием, установленный в полимерном корпусе 1. К горловине С 2 прикреплены радиационные экраны 5,6 из теплопроводных немагнитных элементов, экран 5 установлен таким образом, что зазор 7 между ним и С 2 составляет 0,002-0,02 от высоты С 2. Наружная поверхность С 2 и поверхность экрана 5 покрыты металлической пленкой из немагнитного материала, например алюминиевой с низкой степенью черноты, разделенной на ячейки. Пленка защищает содержимое С 2 от радиационных и продольных теплопритоков. При этом за счет исключения экранно-вакуумной изоляции на сосуде уменьшаются магнитные шумы, появляется возможность увеличить диаметр С 2, что повышает ресурс криостата. Этому же способствует и определенная величина зазора 7 между С 2 и экраном 5. 2 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЯ 1АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ, СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

llPM П<НТ СССР

1 (21) 41 69687/31-13 (22) 24,11 .86 (46) 30.05.89. Бюл. К- 20 (7!) Опытно-конструкторское бюро Физико-технического института низких . температур АН УССР (72) В.В.Шаповаленко, В,Ф.Гетманец и P.С.11ихальченко (53) 621.565(088.8) (56) Willims S. Goree "Gryogenies for

field applications" Proceedings

of the Workshop Held 2-4 June 1980, "Squid applications to geophysics", Los Alamos, New Mexico, р.р.85-92.

ÄÄSUÄÄ 1483213 А1

25 D 3/10

2 (54) КРИОСТАТ ДЛЯ СКВИД-МАГНИТОМЕТР0В (57) Изобретение относится к криогенной технике, а именно к немагнит- . ным гелиевым безазотным криостатам, используемым, в частности, для обеспечения рабочих условий размещаемых в них сверхпроводящих магнитометров н градиентометров, предназначенных для измерения абсолютных значений внешних магнитных полей или их градиентов, что имеет место в геофизике или при исследовании биообьектов.

;Цельm изобретения является повыше14832 ние ресурса криостата без /величения магнитных шумов. Сквид-магнитометр помещается в полимерный сосуд (С) 2 с жидким гелием, установленный в ndлимерном корпусе 1, К горловине С 2 прикреплены радиационные экраны 5, 6 из теплопроводных немагнитных элементов, экран 5 установлен таким образом, что зазор 7 между ним и С 2 составляет 0,002-0,02 от высоты С 2.

Наружная поверхность С 2 и поверхность экрана 5 покрыты металлической

15 пленкой из немагнитного материала, например алюминиевой с низкой степенью черноты, разделенной на ячейки, Пленка защищает содержимое С 2 от радиационных и продольных теплопритоков.

При этом за счет исключения экранновакуумной изоляции на сосуде уменьшаются магнитные шумы, появляется возможность увеличить диаметр С 2, что повышает ресурс криостата. Этому же способствует и определенная величина зазора 7 между С 2 и экраном 5. 2 ил.

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к немагнитным гелиевым безазотным криостатам, используемым, в частности, для обеспечения рабочих условий размещаемых в них сверхпроводящих магнитометров и градиентометров, предназначенных для измерения абсолютных значений внешних магнитных полей или их градиен- 10 тов, что имеет место, например, в геофизике или при исследовании биообъектов (при изучении сердечной, мозговой, мышечной и т,п, деятельности) и космических исследованиях магнитных полей и их распределения в пространстве„

Цель изобретения — повышение ресурса крностата без увеличения магнитных шумов . 20

На фиг.1 схематично изображен криостат для сквид-магнитометров, общий вид; на фиг.2 — узел I на фиг.!Криостат для сквид-магнитометров содержит полимерный корпус 1, внут- 25 ри которого расположен полимерный сосуд 2 для жидкого гелия с горловиной 3 закрытой вставкой 4. К горло— вине 3 прикреплены радиационные экраны 5 и 6, охлаждаемые парами жид- 30 кого гелия,.Радиационный экран 5 установлен таким образом, что зазор 7 между ним и сосудом 2 составляет

0,002-0,02 от высоты последнего. На экранах 5 и 6 размещены 30-40 слоев вакуумной изоляции 8 и 9. На горловине 3 установлена крышка 10. Сквидмагнитометр 11 размещают на днище сосуда 2. Наружная поверхность сосуда

2 и поверхность экрана 5 покрыты ме- таллической пленкой 12 из немагнитного материала, например, алюминиевой, толщиной 0,025-0,06 мкм со степенью черноты Е =0,01-0,03, разделенной на ячейки, что создается например путем нанесения продольных и.поперечных разрезов, которые нарушают сплошность металла. При этом, существенно уменьшается как теплопроводность по слою металла, так и вихревые токи, следствием которых являются магнитные шумы, Каждый экран содер. жит теплопроводные немагнитные элементы 13, вмонтированные в полимерную основу 14, Пленка 12 может быть нанесена, например, напылением или обклейкой поверхности алюминизированным майларом.

При работе сквид-магнитомеры размещают в полимерном сосуде 2 и заполняют его жидким гелием. От радиационных теплопритоков, обусловленных более высокой температурой стенки 1 корпуса 1 криостата, сосуд 2 защищает покрытие сосуда и экрана метал" лической пленкой 12 с низкой степенью черноты. Однако, при понижении уровня гелия в сосуде 2 при работе криостата при сплошной пленки могли бы появиться продольные теплопритоки. Снижение радиационных и продольных теплопритоков обеспечивается тем, 14832 на порядки.

10 е», 15

25

Q7 12

Фиг. 2 что пленка с нп. кой степенью черноты выполнена ячеистой. Если площадь всех щелевых эле»ентон между ячейками находится на уровне 1-27, то теплопроводность металлической пленки в продольной направлении падает

Нанесение на поверхность экрана 5 и сосуда 2 по одному отражательному слою толщиной 0,04 мкм немагнитной металлической пленки позволяет уменьшить степень черноты этих поверхностей приблизительно с 0,9 (для полимерной поверхности) до 0,01-0,03.

В этом случае энергия излучения поверхностей при прочих равных условиях уменьшается в десятки и сотни раз. Это позволяет уменьшить количество слоев изоляции (без увеличения расхода гелия), а за счет освобо1 дившегося пространства дополнительно увеличить диаметр гелиевого сосу-. да 2, соответственно объем и ресурс криостата. Одновременно, уменьшение количества слоев изоляции (на 1О и более слоев) позволяет уменьшить и магнитные шумы криостата по причине уменьшения общего количества металла, напыленного на полимерную

13 6 пленку, которая является основной слоистой изоляции.

При этом, для сохранения хорошего вакуума вокруг сосуда 2 величина зазора не должна быть меньше 0,002 от высоты сосуда 2, В то же время ве личина зазора не должна быть больше

0,02 этой высоты, чтобы не уменьшался последний объем сосуда 2 с гелиФормула изобретения

Криостат для сквид-магнитометров, содержащий полимерные корпус и сосуд для жидкого гелия, радиационный экран из теплопроводных немагнитных элементов, установленный с образованием зазора между ним и сосудом, и вакуумно-многослойную изоляцию, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения ресурса криостата без увеличения магнитных шумов, поверхности сосуда для жидкого гелия и экрана покрыты металлической пленкой с низкой степенью черноты, разделенной на ячейки, при этом экран установлен так что зазор между ним и сосудом составляет 0,002-0,02 высоты последнего.