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計(jì)量學(xué)全金屬化4.2K至1.3K液氦杜瓦瓶裝置(二)

點(diǎn)擊次數(shù):941 更新時(shí)間:2021-03-05

20um)和21層尼龍布間隔迭包的多層絕熱;
(3)在內(nèi)膽下段設(shè)置活性炭槽,以吸附剩余氣體, 它在用液氮預(yù)冷及輸入液氨時(shí)起作用, 可把真空度提高一個(gè)數(shù)量級(jí)(例如10-Torr→10~Torr) 以上, 從而提供了一個(gè)高真空區(qū); (4) 瓶口設(shè)置10層隔板(銅、導(dǎo)磁性不銹鋼、泡沫塑料的圓片間隔排列),以切斷氦氣對(duì)流,減少輻射漏熱。由于采取了以上措施,根據(jù)測(cè)量和計(jì)算,平均蒸發(fā)率達(dá)到0.2l/h的水平。為了進(jìn)一步隔絕液氦杜瓦瓶內(nèi)膽上口與大氣之間的熱傳導(dǎo),在內(nèi)膽入口處加裝一個(gè)液氮槽,提供77K冷屏,使效果更好。對(duì)于計(jì)量學(xué)杜瓦裝置而言, 防磁是重要的問(wèn)題, 美國(guó)的同類(lèi)裝置的剩磁只有6m0ell。我們采取了以下幾項(xiàng)措施:
(1)內(nèi)筒用無(wú)(弱)磁材料制造;
(2)在真空夾層中設(shè)置一層由0.5mm厚鐵板做成的鐵磁屏蔽層,以屏蔽直流磁場(chǎng)(瓶口的10層導(dǎo)磁性不銹鋼也是為同一目的而設(shè)置的);
(3)真空夾層中的20層鋁箔和瓶口處的10層銅片可屏蔽交流磁場(chǎng)。實(shí)踐的結(jié)果,雖然磁測(cè)實(shí)驗(yàn)較困難,根據(jù)數(shù)據(jù)認(rèn)為剩磁約為25m0e左右。為了使用方便,設(shè)計(jì)上采取了以下措施:
(1)真空夾層為可拆式密封,抽氣口安裝高真空閥門(mén); (2)內(nèi)膽上段頸部設(shè)置4個(gè)氮?dú)饣貧饪?4.2K),亦即減壓抽口(4.2K~1.3
K);
(3)蓋板上設(shè)三根吊桿、一塊壓力真空表、一個(gè)33芯密封插頭、一個(gè)安全閥、三個(gè)安放輸液管或液面計(jì)的活動(dòng)密封插口;些措施使整個(gè)裝置具有良好的使用性能。
技術(shù)性能如下:
(4)用推車(chē)可方便移動(dòng),車(chē)上安裝有防震彈簧。這
(1)杜瓦瓶**高度:1780mm
(2)杜瓦瓶?jī)?nèi)筒**高度:1650mm
(3)樣品室**直徑:中200mm
(4)杜瓦瓶**直徑:中620mm
(5)杜瓦瓶?jī)?nèi)筒**直徑:中350mm
(6)杜瓦瓶外筒直徑:526mm
(7)**輸入液氨量:60l
(8)平均蒸發(fā)率:約0.2l/h
(9)剩余磁場(chǎng)強(qiáng)度:約25m0c
(10)安全性:由于全金屬化,外簡(jiǎn)有加強(qiáng)篩,上蓋有安全閥,確保安全。
為確定4.2K時(shí)的平均蒸發(fā)率,采用H.玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量氨回氣流量,8小時(shí)平均指示值為3.51l/min, 對(duì)1小時(shí)而言為3.51×60=210.6l/h。但根據(jù)氣體比重!之比可
以算出:PYHa/ YH。=10.08987/0.1785=0.70956
故得:氨氣流量=210.6x0.70956_=0.14943m*/h1000
這個(gè)數(shù)值被氣液比(大約0.7m³的氦氣可折合為1l的液氦)去除,得:0.14943/0.723965=0.2064l/h
因此液氨平均蒸發(fā)革取0.2l/h。
3.使用方法
首先,在長(zhǎng)期擱置后準(zhǔn)備使用時(shí),應(yīng)先抽夾層真空。以機(jī)械泵、擴(kuò)散泵系統(tǒng)抽氣,應(yīng)能達(dá)到6×10-Torr左右。否則應(yīng)檢查漏氣原因。

 其次,應(yīng)用液氨進(jìn)行預(yù)冷,以保證液氨蒸發(fā)率低。輸入液氮可為30l左右,然后開(kāi)口放置4~8小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間。這樣可使液氦杜瓦瓶高溫區(qū)的溫度分布近于灌注液氦后的溫度分布,縮短杜瓦瓶的熱平衡時(shí)間。
在灌注液氨前,應(yīng)將液氮排于凈。在預(yù)先插好液氦輸液管的情況下,用機(jī)械泵從減壓口
(即回氣口) 對(duì)內(nèi)筒抽真空, 壓強(qiáng)應(yīng)達(dá)到0.1Torr左右。這樣做可以達(dá)到以下目的:(1) 抽除氮?dú)?,保證氦氣純度高,不會(huì)造成污染;
(2)用抽氣檢查是否還有液氮,防止它殘留在底部,當(dāng)輸入液氦時(shí)成為干冰,以大的潛熱消耗大量液氨;
(3)抽氣本身是檢查密封性的方法。抽氣后,夾死管道,撤除機(jī)械泵,把減壓口(回氣口)與回氣道相聯(lián),即可輸入液
氨。在工作條件下,液面可用電容式液面計(jì)連續(xù)監(jiān)測(cè),或用超導(dǎo)電阻式液面計(jì)作定點(diǎn)監(jiān)測(cè)。當(dāng)杜瓦凝水或外膽結(jié)霜,若液氨蒸發(fā)事明顯增大,可檢查夾層真空度。

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