專利名稱：一種與液氦溫度低溫靶配套的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制冷及低溫領(lǐng)域，涉及一種用于沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)，通過與液氦溫度低 溫靶配套使用實(shí)現(xiàn)獲得3.6K 80K之間任一溫度均勻穩(wěn)定液態(tài)樣品的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
氫、氦元素是宇宙豐度最高的元素，其高溫、高密度下的物態(tài)方程在地球物 理、天體物理和武器研究等方面有著廣泛的應(yīng)用背景，因此國(guó)內(nèi)外均高度重視對(duì)氫、氦 等元素的高溫高密度物態(tài)方程的研究。沖擊壓縮技術(shù)是研究物質(zhì)高溫、高密度物態(tài)方程 的主要實(shí)驗(yàn)途徑，國(guó)外自上世紀(jì)60年代以來相繼開展了有關(guān)低溫液體的沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)。 美國(guó)LIVERMORE實(shí)驗(yàn)室分別研制了用于工作環(huán)境為ICT3Pa下的液氦、液氘、液氫、液 氮、液氧和液氬等多種物質(zhì)的沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)的低溫靶及其配套的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。由于二級(jí)輕氣炮實(shí)驗(yàn)技術(shù)接口的特殊原因，液氦溫度低溫靶(詳見一種用于沖 擊壓縮實(shí)驗(yàn)的液氦溫度低溫靶專利)需要在約IOOPa的低真空、室溫環(huán)境下工作，環(huán)境通 過靶板對(duì)樣品室漏熱更大，樣品液化的難度更高，因此對(duì)于與液氦溫度低溫靶配套的實(shí) 驗(yàn)系統(tǒng)要求也更高，主要技術(shù)要求如下1、在3.6K 80K較大溫區(qū)精確可控，能夠直 接液化高純氦、氫和氘等樣品氣體，直接用于液氦、液氫和液氘等低溫靶實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。2、 樣品液化后溫度穩(wěn)定、密度均勻。3、由于沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)會(huì)使靶室產(chǎn)生瞬間高溫高壓， 盡量保護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備不受沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)破壞，提供可重復(fù)使用。因此，為了滿足上述技術(shù) 要求，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須考慮1、精確的檢測(cè)、控溫系統(tǒng)；2、較好的排氣及減壓系 統(tǒng)；3、合適的真空系統(tǒng)；4、較好的系統(tǒng)保護(hù)。鑒于以上原因，我們研制出了與應(yīng)用于IOOPa真空度環(huán)境下沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)液氦溫 度低溫靶配套的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，由于本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配套的液氦溫度低溫靶具有以下幾個(gè)獨(dú)有的 設(shè)計(jì)1、具有真空夾層設(shè)計(jì)，且對(duì)真空度要求較高；2、具有加熱絲的設(shè)計(jì)。因此與液 氦溫度低溫靶配套的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)相比，具有以下幾個(gè)其它現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 不具備的子系統(tǒng)1、液氦溫度低溫靶具有真空夾層的設(shè)計(jì)且真空度要求較高，因此本實(shí) 驗(yàn)系統(tǒng)需具有一個(gè)高真空子系統(tǒng)。2、液氦溫度低溫靶具有加熱設(shè)計(jì)，因此本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 需具有一個(gè)控溫子系統(tǒng)。3、液氦溫度低溫靶的工作原理基于減壓降溫，因此本實(shí)驗(yàn)系 統(tǒng)需具有一個(gè)排氣及減壓系統(tǒng)。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過與液氦溫度低溫靶的結(jié)合使用實(shí)現(xiàn)獲得 3.6K 80K任一穩(wěn)定溫度，并實(shí)現(xiàn)獲得3.6K 80K之間任一溫度的均勻穩(wěn)定液態(tài)樣品。 此外，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過柔性接頭和泵閥同步控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)保護(hù)了實(shí)驗(yàn)設(shè)備(液氦溫度 低溫靶除外)不受沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)的破壞，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備(液氦溫度低溫靶除外)的可重復(fù) 使用，使沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)?zāi)茌^經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種與液氦溫度低溫靶配套的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，克服低溫下可 拆卸密封、高真空獲得、壓強(qiáng)控制、溫度控制和設(shè)備保護(hù)等困難，實(shí)現(xiàn)獲得3.6K 80K之間任一溫度的均勻穩(wěn)定液態(tài)樣品，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備(液氦溫度低溫靶除外)的可重復(fù)使 用。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于樣品氦的沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供的與液氦溫度低溫靶配套的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其包括一靶室20，所述靶室20頂端含有一個(gè)法蘭接口 ；一液氦溫度低溫靶21 ；所述液氦溫度低溫靶21置于上述靶室20之內(nèi)，所述液 氦溫度低溫靶21包括一氣冷屏內(nèi)筒，所述氣冷屏內(nèi)筒筒壁上刻有螺旋形凹槽；一緊密地套裝于所述氣冷屏內(nèi)筒外壁上的氣冷屏外筒；所述氣冷屏外筒內(nèi)壁與 所述氣冷屏內(nèi)筒筒壁上的螺旋形凹槽之間形成螺旋形氣冷屏腔體10 ；所述氣冷屏內(nèi)筒和 氣冷屏外筒等長(zhǎng)形成氣冷屏后端面和氣冷屏前端面；分別蓋于所述氣冷屏后端面和氣冷屏前端面的后擋板18和前擋板13 ；所述后擋 板18和前擋板13的中心處分別設(shè)有中心孔；裝于所述前擋板13中心孔上并向氣冷屏內(nèi) 筒延伸的一頸管11;連接于所述頸管11端面上位于所述氣冷屏內(nèi)筒之內(nèi)的一組件；連接 于所述組件和所述后擋板18之間的一波紋管1，所述波紋管1的內(nèi)孔與所述后擋板18中 心孔相對(duì)并相通；所述組件包括一凸形柱體和一凸形圓筒體；所述凸形柱體由直徑大的圓柱形后部和直徑小的圓筒形前部組成，所述圓柱形 后部前端與所述圓筒形前部后端固定連接成一體；所述圓柱形后部后端面中心處設(shè)有一 圓形凹槽，一后蓋19蓋于所述圓形凹槽，所述圓形凹槽與后蓋19之間形成一密閉液氦側(cè) 池5;圓筒形前部的內(nèi)筒深至所述圓柱形后部之內(nèi)，所述圓筒形前部的內(nèi)筒內(nèi)裝有一圓 形靶板8，所述圓筒形前部的內(nèi)筒筒底與所述圓形靶板8之間形成密封樣品室6 ；所述凸形圓筒體套裝于所述凸形柱體的圓筒形前部筒壁之外，所述凸形圓筒直 徑小的端面與所述圓柱形后部的前端面相連接，兩者外徑相等；所述凸形柱體的圓筒形 前部的前端面連接于所述的凸形圓筒體的筒底；所述凸形圓筒體的筒底設(shè)有與所述圓筒 形前部的筒徑尺寸相等中心孔；所述凸形圓筒體與所述凸形柱體的圓筒形前部之間形成 液氦池9 ；所述氣冷屏內(nèi)筒與位于其內(nèi)的各部件之間的空間形成真空夾層2 ；所述圓柱形 后部的柱面上環(huán)繞有加熱絲4 ；所述的樣品室6底面上設(shè)有中心連線呈兩個(gè)同心圓上的12個(gè)通孔，其中六個(gè)通 孔均勻分布在兩個(gè)同心圓的內(nèi)圓上，其余六個(gè)通孔均勻分布在兩個(gè)同心圓的外圓上，所 述外圓上六個(gè)通孔中有兩個(gè)孔的中心連線與所述內(nèi)圓上六個(gè)通孔中的兩個(gè)孔的中心連線
相互垂直；所述后蓋19分布與所述上述12個(gè)通孔對(duì)應(yīng)的12個(gè)通孔；12根探針3分別從所述后蓋19上的12個(gè)通孔和樣品室6底面上的12個(gè)通孔穿 過，處于外圓上通孔中的探針頂部與靶板接觸，處于內(nèi)圓上通孔中的探針頂部與靶板之 間存有間隙；所述探針3的尾部位于所述波紋管1的內(nèi)孔之內(nèi)；所述頸管11管壁上環(huán)繞有回氣繞管12，所述回氣繞管12的一端與所述液氦池9 相連通，所述回氣繞管12另一端與所述螺旋形氣冷屏腔體10相連通；
所述氣冷屏外筒筒壁上設(shè)有與所述螺旋形氣冷屏腔體(10)相連通的氦蒸氣出口 管16 ；一低溫靶接頭17穿過所述氣冷屏外筒裝于所述氣冷屏內(nèi)筒筒壁上，該低溫靶接 頭17內(nèi)腔與所述真空夾層2相通；所述凸形柱體的變截面上設(shè)有三個(gè)通孔；所述密封液氦側(cè)池5的環(huán)壁上均勻分布有四個(gè)孔，其中一個(gè)孔為通孔，其余為 盲孔；所述通孔與穿過所述低溫靶接頭17的氦氣進(jìn)口管15相連通；所述3個(gè)盲孔分別與 所述凸形柱體的變截面上的三個(gè)盲孔相連通；所述樣品室6環(huán)壁上設(shè)有一個(gè)孔，該孔與穿過所述低溫靶接頭17的樣品氣進(jìn)口 管14相連通；所述液氦進(jìn)口管15和所述樣品氣進(jìn)口管14位于所述低溫靶接頭17的內(nèi)腔；所 述液氦進(jìn)口管15和樣品氣進(jìn)口管14均處于與真空夾層2相通的真空環(huán)境中；連接于所述低溫靶接頭17之上的一柔性接頭22，所述液氦進(jìn)口管15和所述樣品 氣進(jìn)口管14置于所述柔性接頭22內(nèi)腔之內(nèi)；連接于所述柔性接頭22之上的一管筒23，所述液氦進(jìn)口管15和所述樣品氣進(jìn)口 管14置于所述管筒23的內(nèi)腔之內(nèi)；連接于所述管筒23之上的一頂蓋大法蘭24，所述頂蓋大法蘭24上含有五個(gè)通 孔，其中的一個(gè)通孔連接所述液氦進(jìn)口管15和一液氦輸液組件，另一個(gè)通孔連接所述樣 品氣進(jìn)口管14和一樣品氣供氣組件，再一個(gè)通孔連接所述氦蒸氣出口 16和一排氣及減壓 組件，其中的第四個(gè)通孔連接一高真空系統(tǒng)，其中的第五個(gè)通孔連接放置于所述液氦溫 度低溫靶21樣品室內(nèi)的溫度計(jì)7與所述加熱絲4和一溫度控制系統(tǒng)；所述液氦輸液組件包含管道、一個(gè)三通接頭，一個(gè)第一電磁閥39、一個(gè)柔性液 氦輸液管27、一個(gè)裝有液氦的杜瓦26和一個(gè)充滿氦氣的氦氣瓶25;所述柔性液氦輸液管 27—端穿過所述頂蓋大法蘭24插入所述液氦進(jìn)口管15之內(nèi)，另一端插入所述液氦杜瓦 26中，液氦杜瓦26上的出氣口與所述三通接頭連接，三通接頭的一端通過管道與所述氦 氣瓶25連接，三通接頭的另一端連接于所述第一電磁閥39上；所述樣品氣供氣組件包含一個(gè)樣品氣瓶28、一個(gè)第一機(jī)械泵29、一個(gè)樣品氣控 制罐30、管道、第一截止閥46、第二截止閥47、第三截止閥48和第四截止閥49 ；所述頂蓋大法蘭24上的樣品氣進(jìn)口管14通過管道與所述第四個(gè)截止閥49連 接，所述樣品氣控制罐30包含一個(gè)進(jìn)口、一個(gè)出口、一個(gè)抽氣口；所述出口連接于所述 第四截止閥49 ；所述樣品氣控制罐30分上下兩層；所述抽氣口通過管道與所述第二截止閥47相連，所述第一機(jī)械泵29的抽氣口通 過管道與所述第二截止閥47相連，所述進(jìn)氣口與所述第一截止閥46相連，所述樣品氣瓶 28通過管道與所述截止閥46相連，所述第三截止閥48連接所述樣品氣控制罐30的上下 兩層；所述頂蓋大法蘭24上的一個(gè)通孔的一端與所述管筒23內(nèi)腔相通，另一端與所述 的高真空系統(tǒng)相連；所述的高真空系統(tǒng)包含一個(gè)第二電磁閥40、一個(gè)第一真空閥50、一個(gè)高量程真 空計(jì)35、一臺(tái)分子泵34、一個(gè)三通接頭和管道；所述頂蓋大法蘭24上的通孔通過管道與第二電磁閥40相連，所述第二電磁閥40通過管道與所述三通接頭相連，三通接頭的一端 與所述高真空真空計(jì)35相連，三通接頭的另一端通過管道與所述第一真空閥50相連，所 述分子泵34通過管道與所述第一真空閥50相連；所述大法蘭24上的通孔的一端通過管道與所述液氦溫度低溫靶21的氦蒸氣出口 16相連，另一端與一排氣及減壓組件相連；所述排氣及減壓組件包含第三電磁閥41、第四電磁閥42、第五電磁閥43、一個(gè) 負(fù)壓穩(wěn)定器31、一臺(tái)受控制的受控制機(jī)械泵32、一個(gè)三通接頭和管道；所述通孔的另一端通過管道與一個(gè)三通接頭相連，所述三通接頭的一端與所述 負(fù)壓穩(wěn)定器31的進(jìn)口相連，所述三通接頭的另一端與第五電磁閥43相連；所述負(fù)壓穩(wěn)定 器31的出口與第三電磁閥41相連；所述第一電磁閥41與所述三通接頭的一端相連，所 述三通接頭的一端與第四電磁閥42相連，所述三通接頭的另一端與所述的受控制機(jī)械泵 32相連；所述液氦溫度低溫靶21的溫度計(jì)7與加熱絲4與所述大法蘭21上的一個(gè)通孔相 連，另一端與一溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)相連；所述溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)包括一臺(tái)計(jì)算機(jī)38、一 臺(tái)溫度控制儀37和導(dǎo)線；所述計(jì)算機(jī)38通過導(dǎo)線與所述溫度控制儀37相連，所述溫度 控制儀37通過導(dǎo)線與連接于大法蘭24上溫度計(jì)7與加熱絲4相連；所述靶室20頂端的法蘭接口與所述大法蘭24相連，所述液氦溫度低溫靶21、柔 性接頭22和管筒23置于所述靶室20內(nèi)腔之中；所述靶室20還與一個(gè)低真空系統(tǒng)相連；所述低真空系統(tǒng)包含兩個(gè)第二真空閥 44、第三真空閥45、一臺(tái)第二機(jī)械泵33、一個(gè)低真空量程計(jì)36、一個(gè)四通接頭和管道；所述靶室20通過管道與四通相連，該四通的一端口連接于所述第三真空閥45， 該四通的另一端口連接于所述的低真空量程計(jì)36，該四通的再一端口通過管道與所述第 二真空閥44 一端相連，所述第二真空閥44另一端通過管道與所述第二機(jī)械泵33相連；所述第一電磁閥39、第二電磁閥40、第三電磁閥41、第四電磁閥42、第五電磁 閥43和所述受控制機(jī)械泵32通過導(dǎo)線分別與一操作控制器51相連，所述操作控制器51 用于同時(shí)操作所述第一電磁閥39、第二電磁閥40、第三電磁閥41、第四電磁閥42、第五 電磁閥43和所述受控制機(jī)械泵32的運(yùn)行；所述第一電磁閥39、第二電磁閥40、第三電 磁閥41、第四電磁閥42、第五電磁閥43、所述受控制機(jī)械泵32和所述操作控制器51組 成泵閥同步控制系統(tǒng)；本發(fā)明的與液氦溫度低溫靶配套的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的液氦溫度低溫靶21，是基于持 續(xù)輸送液氦和減壓降溫的原理。從杜瓦中輸出的液氦流進(jìn)液氦側(cè)池和液氦池，對(duì)樣品進(jìn) 行降溫冷卻；蒸發(fā)的氦蒸氣經(jīng)回氣繞管流進(jìn)氣冷屏腔體，然后排出低溫靶。為了實(shí)現(xiàn)液 氦側(cè)池和液氦池中液氦的貯存，低溫靶的設(shè)計(jì)包含了一個(gè)高真空夾層。當(dāng)樣品室溫度被 液氦冷卻到4.2K附近后通過對(duì)液氦池減壓降溫的方式可以實(shí)現(xiàn)4.2K以下的樣品溫度。通 過復(fù)合式溫度調(diào)節(jié)與控制方法，可以實(shí)現(xiàn)獲得3.6K 80K任一穩(wěn)定溫度；為了實(shí)現(xiàn)液氦的輸入，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了液氦輸液組件；所述液氦輸液組件包括 管道、一個(gè)三通接頭，一個(gè)第一電磁閥39、一個(gè)柔性液氦輸液管27、一個(gè)裝有液氦的杜 瓦26和一個(gè)充滿氦氣的氦氣瓶25 ；為了實(shí)現(xiàn)減壓降溫，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了排氣及減壓組件，該排氣及減壓組件包括三個(gè)電磁閥(第三電磁閥41、第四電磁閥42、第五電磁閥43)； 一個(gè)負(fù)壓穩(wěn)定器31、一 臺(tái)受控制的機(jī)械泵32、一個(gè)三通接頭和管道；為了實(shí)現(xiàn)樣品氣的注入，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了樣品氣供氣組件，該樣品氣供氣組件 包括一個(gè)樣品氣瓶28、一個(gè)第一機(jī)械泵29、一個(gè)樣品氣控制罐30、管道和四個(gè)截止閥 (第一截止閥46、第二截止閥47、第三截止閥48、和第四截止閥49)；為了實(shí)現(xiàn)溫度的精確可控，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)，該溫度檢測(cè)控 制系統(tǒng)包括一臺(tái)計(jì)算機(jī)38、一臺(tái)溫度控制儀37和導(dǎo)線；為了實(shí)現(xiàn)獲得低溫靶工作需要的真空，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了真空系統(tǒng)，該真空系統(tǒng) 包括高真空系統(tǒng)和低真空系統(tǒng)；所述的高真空系統(tǒng)包含一個(gè)電磁閥40、一個(gè)第一真空閥 50、一個(gè)高量程真空計(jì)35、一臺(tái)分子泵34、一個(gè)三通接頭和管道；所述低真空系統(tǒng)包含 兩個(gè)真空閥(第二真空閥44和第三真空閥45)； 一臺(tái)第二機(jī)械泵33、一個(gè)低真空量程計(jì) 36、四通接頭和管道；為了實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備不受沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)的破壞，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了泵閥同步控制系 統(tǒng)。進(jìn)一步，泵閥同步控制系統(tǒng)包括第一電磁閥39、第二電磁閥40、第三電磁閥41、第 四電磁閥42、第五電磁閥43、機(jī)械泵32和操作控制器51 ；實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括低溫靶工作需要的靶室20、液氦溫度低溫靶21組件、柔性接頭 22、管筒23和頂蓋大法蘭24 ；本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)1、由于低溫靶21和管筒23之間采用柔性接頭22并且采用銦絲密封，因此保護(hù) 了夾層真空管道不受沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)的破壞并且易于拆卸，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備(低溫靶除 外)的可重復(fù)使用；2、由于沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)過程中操作人員必須遠(yuǎn)離沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，并且某些泵 與閥門需要同時(shí)開啟或關(guān)閉，因此設(shè)計(jì)了泵閥同步控制系統(tǒng)對(duì)泵/管道的接通與關(guān)閉進(jìn) 行控制，保護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備不受實(shí)驗(yàn)的破壞。3、負(fù)壓穩(wěn)定器31的設(shè)計(jì)保證了減壓降溫過程 中樣品溫度的穩(wěn)定。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)3.6K 80K溫區(qū)精確可控；實(shí)現(xiàn)獲得3.6K 80K之間任一穩(wěn)定溫度；實(shí)現(xiàn)獲得3.6K 80K之間任一溫度的均勻穩(wěn)定液態(tài)樣品。該 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已成功應(yīng)用于樣品氦的沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)。


圖1示出了與本發(fā)明配套的液氦溫度低溫靶的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了本發(fā)明的與液氦溫度低溫靶配套的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖1示出了與本發(fā)明配套的液氦溫度低溫靶結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了本發(fā)明的與 液氦溫度低溫靶配套的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖；由圖可知，本發(fā)明提供的與液氦溫度低溫靶配 套的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其包括一靶室20，所述靶室20頂端含有一個(gè)法蘭接口 ；
一液氦溫度低溫靶21 ；所述液氦溫度低溫靶21置于上述靶室20之內(nèi)，所述液 氦溫度低溫靶21包括一氣冷屏內(nèi)筒，所述氣冷屏內(nèi)筒筒壁上刻有螺旋形凹槽；一緊密地套裝于所述氣冷屏內(nèi)筒外壁上的氣冷屏外筒；所述氣冷屏外筒內(nèi)壁與 所述氣冷屏內(nèi)筒筒壁上的螺旋形凹槽之間形成螺旋形氣冷屏腔體10 ；所述氣冷屏內(nèi)筒和 氣冷屏外筒等長(zhǎng)形成氣冷屏后端面和氣冷屏前端面；分別蓋于所述氣冷屏后端面和氣冷屏前端面的后擋板18和前擋板13 ；所述后擋 板18和前擋板13的中心處分別設(shè)有中心孔；裝于所述前擋板13中心孔上并向氣冷屏內(nèi) 筒延伸的一頸管11;連接于所述頸管11端面上位于所述氣冷屏內(nèi)筒之內(nèi)的一組件；連接 于所述組件和所述后擋板18之間的一波紋管1，所述波紋管1的內(nèi)孔與所述后擋板18中 心孔相對(duì)并相通；所述組件包括一凸形柱體和一凸形圓筒體；所述凸形柱體由直徑大的圓柱形后部和直徑小的圓筒形前部組成，所述圓柱形 后部前端與所述圓筒形前部后端固定連接成一體；所述圓柱形后部后端面中心處設(shè)有一 圓形凹槽，一后蓋19蓋于所述圓形凹槽，所述圓形凹槽與后蓋19之間形成一密閉液氦側(cè) 池5;圓筒形前部的內(nèi)筒深至所述圓柱形后部之內(nèi)，所述圓筒形前部的內(nèi)筒內(nèi)裝有一圓 形靶板8，所述圓筒形前部的內(nèi)筒筒底與所述圓形靶板8之間形成密封樣品室6 ；所述凸形圓筒體套裝于所述凸形柱體的圓筒形前部筒壁之外，所述凸形圓筒直 徑小的端面與所述圓柱形后部的前端面相連接，兩者外徑相等；所述凸形柱體的圓筒形 前部的前端面連接于所述的凸形圓筒體的筒底；所述凸形圓筒體的筒底設(shè)有與所述圓筒 形前部的筒徑尺寸相等中心孔；所述凸形圓筒體與所述凸形柱體的圓筒形前部之間形成 液氦池9 ；所述氣冷屏內(nèi)筒與位于其內(nèi)的各部件之間的空間形成真空夾層2 ；所述圓柱形 后部的柱面上環(huán)繞有加熱絲4 ；所述的樣品室6底面上設(shè)有中心連線呈兩個(gè)同心圓上的12個(gè)通孔，其中六個(gè)通 孔均勻分布在兩個(gè)同心圓的內(nèi)圓上，其余六個(gè)通孔均勻分布在兩個(gè)同心圓的外圓上，所 述外圓上六個(gè)通孔中有兩個(gè)孔的中心連線與所述內(nèi)圓上六個(gè)通孔中的兩個(gè)孔的中心連線
相互垂直；所述后蓋19分布與所述上述12個(gè)通孔對(duì)應(yīng)的12個(gè)通孔；12根探針3分別從所述后蓋19上的12個(gè)通孔和樣品室6底面上的12個(gè)通孔穿 過，處于外圓上通孔中的探針頂部與靶板接觸，處于內(nèi)圓上通孔中的探針頂部與靶板之 間存有間隙；所述探針3的尾部位于所述波紋管1的內(nèi)孔之內(nèi)；所述頸管11管壁上環(huán)繞有回氣繞管12，所述回氣繞管12的一端與所述液氦池9 相連通，所述回氣繞管12另一端與所述螺旋形氣冷屏腔體10相連通；所述氣冷屏外筒筒壁上設(shè)有與所述螺旋形氣冷屏腔體(10)相連通的氦蒸氣出口 管16 ；一低溫靶接頭17穿過所述氣冷屏外筒裝于所述氣冷屏內(nèi)筒筒壁上，該低溫靶接 頭17內(nèi)腔與所述真空夾層2相通；所述凸形柱體的變截面上設(shè)有三個(gè)通孔；
所述密封液氦側(cè)池5的環(huán)壁上均勻分布有四個(gè)孔，其中一個(gè)孔為通孔，其余為 盲孔；所述通孔與穿過所述低溫靶接頭17的氦氣進(jìn)口管15相連通；所述3個(gè)盲孔分別與 所述凸形柱體的變截面上的三個(gè)盲孔相連通；所述樣品室6環(huán)壁上設(shè)有一個(gè)孔，該孔與穿過所述低溫靶接頭17的樣品氣進(jìn)口 管14相連通；所述液氦進(jìn)口管15和所述樣品氣進(jìn)口管14位于所述低溫靶接頭17的內(nèi)腔；所 述液氦進(jìn)口管15和樣品氣進(jìn)口管14均處于與真空夾層2相通的真空環(huán)境中；連接于所述低溫靶接頭17之上的一柔性接頭22，所述液氦進(jìn)口管15和所述樣品 氣進(jìn)口管14置于所述柔性接頭22內(nèi)腔之內(nèi)；連接于所述柔性接頭22之上的一管筒23，所述液氦進(jìn)口管15和所述樣品氣進(jìn)口 管14置于所述管筒23的內(nèi)腔之內(nèi)；連接于所述管筒23之上的一頂蓋大法蘭24，所述頂蓋大法蘭24上含有五個(gè)通 孔，其中的一個(gè)通孔連接所述液氦進(jìn)口管15和一液氦輸液組件，另一個(gè)通孔連接所述樣 品氣進(jìn)口管14和一樣品氣供氣組件，再一個(gè)通孔連接所述氦蒸氣出口 16和一排氣及減壓 組件，其中的第四個(gè)通孔連接一高真空系統(tǒng)，其中的第五個(gè)通孔連接放置于所述液氦溫 度低溫靶21樣品室內(nèi)的溫度計(jì)7與所述加熱絲4和一溫度控制系統(tǒng)；所述液氦輸液組件包含管道、一個(gè)三通接頭，一個(gè)第一電磁閥39、一個(gè)柔性液 氦輸液管27、一個(gè)裝有液氦的杜瓦26和一個(gè)充滿氦氣的氦氣瓶25;所述柔性液氦輸液管 27—端穿過所述頂蓋大法蘭24插入所述液氦進(jìn)口管15之內(nèi)，另一端插入所述液氦杜瓦 26中，液氦杜瓦26上的出氣口與所述三通接頭連接，三通接頭的一端通過管道與所述氦 氣瓶25連接，三通接頭的另一端連接于所述第一電磁閥39上；所述樣品氣供氣組件包含一個(gè)樣品氣瓶28、一個(gè)第一機(jī)械泵29、一個(gè)樣品氣控 制罐30、管道、第一截止閥46、第二截止閥47、第三截止閥48和第四截止閥49 ；所述頂蓋大法蘭24上的樣品氣進(jìn)口管14通過管道與所述第四個(gè)截止閥49連 接，所述樣品氣控制罐30包含一個(gè)進(jìn)口、一個(gè)出口、一個(gè)抽氣口；所述出口連接于所述 第四截止閥49 ；所述樣品氣控制罐30分上下兩層；所述抽氣口通過管道與所述第二截止閥47相連，所述第一機(jī)械泵29的抽氣口通 過管道與所述第二截止閥47相連，所述進(jìn)氣口與所述第一截止閥46相連，所述樣品氣瓶 28通過管道與所述截止閥46相連，所述第三截止閥48連接所述樣品氣控制罐30的上下 兩層；所述頂蓋大法蘭24上的一個(gè)通孔的一端與所述管筒23內(nèi)腔相通，另一端與所述 的高真空系統(tǒng)相連；所述的高真空系統(tǒng)包含一個(gè)第二電磁閥40、一個(gè)第一真空閥50、一個(gè)高量程真 空計(jì)35、一臺(tái)分子泵34、一個(gè)三通接頭和管道；所述頂蓋大法蘭24上的通孔通過管道與 第二電磁閥40相連，所述第二電磁閥40通過管道與所述三通接頭相連，三通接頭的一端 與所述高真空真空計(jì)35相連，三通接頭的另一端通過管道與所述第一真空閥50相連，所 述分子泵34通過管道與所述第一真空閥50相連；所述大法蘭24上的通孔的一端通過管道與所述液氦溫度低溫靶21的氦蒸氣出口 16相連，另一端與一排氣及減壓組件相連；
所述排氣及減壓組件包含第三電磁閥41、第四電磁閥42、第五電磁閥43、一個(gè) 負(fù)壓穩(wěn)定器31、一臺(tái)受控制的受控制機(jī)械泵32、一個(gè)三通接頭和管道；所述通孔的另一端通過管道與一個(gè)三通接頭相連，所述三通接頭的一端與所述 負(fù)壓穩(wěn)定器31的進(jìn)口相連，所述三通接頭的另一端與第五電磁閥43相連；所述負(fù)壓穩(wěn)定 器31的出口與第三電磁閥41相連；所述第一電磁閥41與所述三通接頭的一端相連，所 述三通接頭的一端與第四電磁閥42相連，所述三通接頭的另一端與所述的受控制機(jī)械泵 32相連；所述液氦溫度低溫靶21的溫度計(jì)7與加熱絲4與所述大法蘭21上的一個(gè)通孔相 連，另一端與一溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)相連；所述溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)包括一臺(tái)計(jì)算機(jī)38、一 臺(tái)溫度控制儀37和導(dǎo)線；所述計(jì)算機(jī)38通過導(dǎo)線與所述溫度控制儀37相連，所述溫度 控制儀37通過導(dǎo)線與連接于大法蘭24上溫度計(jì)7與加熱絲4相連；所述靶室20頂端的法蘭接口與所述大法蘭24相連，所述液氦溫度低溫靶21、柔 性接頭22和管筒23置于所述靶室20內(nèi)腔之中；所述靶室20還與一個(gè)低真空系統(tǒng)相連；所述低真空系統(tǒng)包含兩個(gè)第二真空閥 44、第三真空閥45、一臺(tái)第二機(jī)械泵33、一個(gè)低真空量程計(jì)36、一個(gè)四通接頭和管道；所述靶室20通過管道與四通相連，該四通的一端口連接于所述第三真空閥45， 該四通的另一端口連接于所述的低真空量程計(jì)36，該四通的再一端口通過管道與所述第 二真空閥44 一端相連，所述第二真空閥44另一端通過管道與所述第二機(jī)械泵33相連；所述第一電磁閥39、第二電磁閥40、第三電磁閥41、第四電磁閥42、第五電磁 閥43和所述受控制機(jī)械泵32通過導(dǎo)線分別與一操作控制器51相連，所述操作控制器51 用于同時(shí)操作所述第一電磁閥39、第二電磁閥40、第三電磁閥41、第四電磁閥42、第五 電磁閥43和所述受控制機(jī)械泵32的運(yùn)行；所述第一電磁閥39、第二電磁閥40、第三電 磁閥41、第四電磁閥42、第五電磁閥43、所述受控制機(jī)械泵32和所述操作控制器51組 成泵閥同步控制系統(tǒng)；實(shí)施例1 :開啟第二電磁閥40和第一真空閥50，啟動(dòng)分子泵34，抽管筒23內(nèi) 空間真空。開啟第一截止閥46、第二截止閥47、第三截止閥48和第四截止閥49，啟動(dòng) 第一機(jī)械泵29，抽樣品氣體控制罐30、連接管道和低溫靶21樣品室真空。開啟第二真 空閥44，啟動(dòng)第二機(jī)械泵33，對(duì)靶室20抽真空。待高量程真空計(jì)35顯示管筒23內(nèi)空間真空度< 10_2Pa、低量程真空計(jì)36顯示 靶室達(dá)到IOOPa左右，開啟第五電磁閥43，開始從杜瓦26經(jīng)輸液管27對(duì)低溫靶靶體21 輸液氦。通過氦氣瓶25將杜瓦壓力控制在0.02MPa以內(nèi)。持續(xù)一分鐘后通過氦氣瓶25 適當(dāng)加大輸送壓力至0.03 0.04MPa，液氦對(duì)低溫靶進(jìn)行降溫并吸靶體熱量后蒸發(fā)成氦 氣排除到空氣或回收系統(tǒng)中。當(dāng)計(jì)算機(jī)38和控溫儀31通過溫度計(jì)7測(cè)得的液氦溫度低溫靶21樣品室溫度接 近4.2K后，關(guān)閉第五電磁閥43，開啟第三電磁閥41，啟動(dòng)受操作控制器51控制的機(jī)械 泵32對(duì)低溫靶21進(jìn)行減壓降溫.當(dāng)溫度計(jì)7測(cè)得的低溫靶21樣品室6溫度穩(wěn)定在4.2K以內(nèi)后，關(guān)閉第一截止閥 46、第二截止閥47、第三截止閥48和第四截止閥49，開啟第一截止閥46，通過樣品氣瓶 28對(duì)樣品氣控制罐30注入樣品氣，然后慢慢打開第三截止閥48，壓力控制在O.OlMPa，最后關(guān)閉第一截止閥46和第三截止閥48，開啟第四截止閥49。當(dāng)常溫的樣品氦氣輸送 到低溫靶21的樣品室6后，計(jì)算機(jī)38和控溫儀37通過溫度計(jì)7檢測(cè)到的溫度會(huì)有一個(gè) 上升，當(dāng)樣品液化后重新下降，關(guān)閉第四截止閥49。多次重復(fù)上述注入樣品氣的過程， 最后當(dāng)輸入樣品氣后溫度計(jì)7測(cè)得的溫度保持穩(wěn)定，溫度躍升沒有出現(xiàn)，即可以認(rèn)為樣 品室6中充滿液態(tài)樣品。沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)開始前3秒鐘內(nèi)，關(guān)閉第二電磁閥40，開啟第一電磁閥39、第四 電磁閥42和第五電磁閥43并同時(shí)停止受控制機(jī)械泵32。第一電磁閥39、第二電磁閥 40、第三電磁閥41、第四電磁閥42和第五電磁閥43的開和閉及機(jī)械泵32的開啟和關(guān)閉 都在操作控制器51上一鍵完成。實(shí)施例2:開啟第二電磁閥40和第一真空閥50，啟動(dòng)分子泵34，抽管筒23內(nèi) 空間真空。開啟第一截止閥46、第二截止閥47、第三截止閥48和第四截止閥49，啟動(dòng) 第一機(jī)械泵29，抽樣品氣體控制罐30、連接管道和低溫靶21樣品室真空。開啟第二真 空閥44，啟動(dòng)第二機(jī)械泵33，對(duì)靶室20抽真空。待高量程真空計(jì)35顯示管筒23內(nèi)空間真空度< 10_2Pa、低量程真空計(jì)36顯示 靶室達(dá)到IOOPa左右，開啟第五電磁閥43，開始從杜瓦26經(jīng)輸液管27對(duì)低溫靶靶體21 輸液氦。通過氦氣瓶25將杜瓦壓力控制在0.02MPa以內(nèi)。持續(xù)一分鐘后通過氦氣瓶25 適當(dāng)加大輸送壓力至0.03 0.04MPa，液氦對(duì)低溫靶進(jìn)行降溫并吸靶體熱量后蒸發(fā)成氦 氣排除到空氣或回收系統(tǒng)中。當(dāng)計(jì)算機(jī)38和控溫儀37通過溫度計(jì)7測(cè)得的低溫靶21樣品室6溫度接近一個(gè) 設(shè)定溫度(本例以20K為例)后，通過輸液管27上閥門調(diào)小流量。當(dāng)溫度穩(wěn)定在20K 以下某溫度點(diǎn)后(如19K)后，啟動(dòng)控溫儀37，將控溫點(diǎn)設(shè)在20K，調(diào)節(jié)PID參數(shù)，通過 加熱絲4對(duì)樣品室6溫度進(jìn)行控制。當(dāng)樣品室溫度6穩(wěn)定在20K后，可以進(jìn)行樣品的液 化，樣品的液化過程與實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求
1. 一種與液氦溫度低溫靶配套的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其包括 一靶室(20)，所述靶室(20)頂端含有一個(gè)法蘭接口 ；一液氦溫度低溫靶(21)；所述液氦溫度低溫靶(21)置于上述靶室(20)之內(nèi)，所述 液氦溫度低溫靶(21)包括一氣冷屏內(nèi)筒，所述氣冷屏內(nèi)筒筒壁上刻有螺旋形凹槽；一緊密地套裝于所述氣冷屏內(nèi)筒外壁上的氣冷屏外筒；所述氣冷屏外筒內(nèi)壁與所述 氣冷屏內(nèi)筒筒壁上的螺旋形凹槽之間形成螺旋形氣冷屏腔體(10)；所述氣冷屏內(nèi)筒和氣 冷屏外筒等長(zhǎng)形成氣冷屏后端面和氣冷屏前端面；分別蓋于所述氣冷屏后端面和氣冷屏前端面的后擋板(18)和前擋板(13)；所述后擋 板(18)和前擋板(13)的中心處分別設(shè)有中心孔；裝于所述前擋板(13)中心孔上并向氣 冷屏內(nèi)筒延伸的一頸管(11)；連接于所述頸管(11)端面上位于所述氣冷屏內(nèi)筒之內(nèi)的一 組件；連接于所述組件和所述后擋板(18)之間的一波紋管(1)，所述波紋管(1)的內(nèi)孔 與所述后擋板(18)中心孔相對(duì)并相通；所述組件包括一凸形柱體和一凸形圓筒體；所述凸形柱體由直徑大的圓柱形后部和直徑小的圓筒形前部組成，所述圓柱形后部 前端與所述圓筒形前部后端固定連接成一體；所述圓柱形后部后端面中心處設(shè)有一圓形 凹槽，一后蓋(19)蓋于所述圓形凹槽，所述圓形凹槽與后蓋(19)之間形成一密閉液氦 側(cè)池(5)；圓筒形前部的內(nèi)筒深至所述圓柱形后部之內(nèi)，所述圓筒形前部的內(nèi)筒內(nèi)裝有 一圓形靶板(8)，所述圓筒形前部的內(nèi)筒筒底與所述圓形靶板(8)之間形成密封樣品室 (6)；所述凸形圓筒體套裝于所述凸形柱體的圓筒形前部筒壁之外，所述凸形圓筒直徑小 的端面與所述圓柱形后部的前端面相連接，兩者外徑相等；所述凸形柱體的圓筒形前部 的前端面連接于所述的凸形圓筒體的筒底；所述凸形圓筒體的筒底設(shè)有與所述圓筒形前 部的筒徑尺寸相等中心孔；所述凸形圓筒體與所述凸形柱體的圓筒形前部之間形成液氦 池(9)；所述氣冷屏內(nèi)筒與位于其內(nèi)的各部件之間的空間形成真空夾層(2)；所述圓柱形后 部的柱面上環(huán)繞有加熱絲(4)；所述的樣品室(6)底面上設(shè)有中心連線呈兩個(gè)同心圓上的12個(gè)通孔，其中六個(gè)通孔 均勻分布在兩個(gè)同心圓的內(nèi)圓上，其余六個(gè)通孔均勻分布在兩個(gè)同心圓的外圓上，所述 外圓上六個(gè)通孔中有兩個(gè)孔的中心連線與所述內(nèi)圓上六個(gè)通孔中的兩個(gè)孔的中心連線相 互垂直；所述后蓋(19)分布與所述上述12個(gè)通孔對(duì)應(yīng)的12個(gè)通孔；12根探針(3)分別從所述后蓋(19)上的12個(gè)通孔和樣品室(6)底面上的12個(gè)通孔 穿過，處于外圓上通孔中的探針頂部與靶板接觸，處于內(nèi)圓上通孔中的探針頂部與靶板 之間存有間隙；所述探針⑶的尾部位于所述波紋管⑴的內(nèi)孔之內(nèi)；所述頸管(11)管壁上環(huán)繞有回氣繞管(12)，所述回氣繞管(12)的一端與所述液氦池 (9)相連通，所述回氣繞管(12)另一端與所述螺旋形氣冷屏腔體(10)相連通；所述氣冷屏外筒筒壁上設(shè)有與所述螺旋形氣冷屏腔體(10)相連通的氦蒸氣出口管 (16)；一低溫靶接頭(17)穿過所述氣冷屏外筒裝于所述氣冷屏內(nèi)筒筒壁上，該低溫靶接頭 (17)內(nèi)腔與所述真空夾層(2)相通；所述凸形柱體的變截面上設(shè)有三個(gè)通孔；所述密封液氦側(cè)池(5)的環(huán)壁上均勻分布有四個(gè)孔，其中一個(gè)孔為通孔，其余為盲 孔；所述通孔與穿過所述低溫靶接頭(17)的氦氣進(jìn)口管(15)相連通；所述3個(gè)盲孔分別 與所述凸形柱體的變截面上的三個(gè)盲孔相連通；所述樣品室(6)環(huán)壁上設(shè)有一個(gè)孔，該孔與穿過所述低溫靶接頭(17)的樣品氣進(jìn)口 管(14)相連通；所述液氦進(jìn)口管(15)和所述樣品氣進(jìn)口管(14)位于所述低溫靶接頭17的內(nèi)腔；所 述液氦進(jìn)口管(15)和樣品氣進(jìn)口管(14)均處于與真空夾層(2)相通的真空環(huán)境中；連接于所述低溫靶接頭(17)之上的一柔性接頭(22)，所述液氦進(jìn)口管(15)和所述樣 品氣進(jìn)口管(14)置于所述柔性接頭(22)內(nèi)腔之內(nèi)；連接于所述柔性接頭(22)之上的一管筒(23)，所述液氦進(jìn)口管(15)和所述樣品氣進(jìn) 口管(14)置于所述管筒(23)的內(nèi)腔之內(nèi)；連接于所述管筒(23)之上的一頂蓋大法蘭(24)，所述頂蓋大法蘭(24)上含有五個(gè)通 孔，其中的一個(gè)通孔連接所述液氦進(jìn)口管(15)和一液氦輸液組件，另一個(gè)通孔連接所述 樣品氣進(jìn)口管(14)和一樣品氣供氣組件，再一個(gè)通孔連接所述氦蒸氣出口(16)和一排氣 及減壓組件，其中的第四個(gè)通孔連接一高真空系統(tǒng)，其中的第五個(gè)通孔連接放置于所述 液氦溫度低溫靶(21)樣品室內(nèi)的溫度計(jì)(7)與所述加熱絲(4)和一溫度控制系統(tǒng)；所述液氦輸液組件包含管道、一個(gè)三通接頭，一個(gè)第一電磁閥(39)、一個(gè)柔性液氦 輸液管(27)、一個(gè)裝有液氦的杜瓦(26)和一個(gè)充滿氦氣的氦氣瓶(25)；所述柔性液氦輸 液管(27) —端穿過所述頂蓋大法蘭(24)插入所述液氦進(jìn)口管(15)之內(nèi)，另一端插入所 述液氦杜瓦(26)中，液氦杜瓦(26)上的出氣口與所述三通接頭連接，三通接頭的一端通 過管道與所述氦氣瓶(25)連接，三通接頭的另一端連接于所述第一電磁閥(39)上；所述樣品氣供氣組件包含一個(gè)樣品氣瓶(28)、一個(gè)第一機(jī)械泵(29)、一個(gè)樣品氣控 制罐(30)、管道、第一截止閥(46)、第二截止閥(47)、第三截止閥(48)和第四截止閥 (49)；樣品氣控制罐(30)分上下兩層；所述頂蓋大法蘭(24)上的樣品氣進(jìn)口管(14)通過管道與所述第四個(gè)截止閥(49)連 接，所述樣品氣控制罐(30)包含一個(gè)進(jìn)口、一個(gè)出口、一個(gè)抽氣口 ；所述出口連接于所 述第四截止閥(49)；所述抽氣口通過管道與所述第二截止閥(47)相連，所述第一機(jī)械泵 (29)的抽氣口通過管道與所述第二截止閥(47)相連，所述進(jìn)氣口與所述第一截止閥(46) 相連，所述樣品氣瓶(28)通過管道與所述第一截止閥(46)相連，所述第三截止閥(48) 連通所述樣品氣控制罐(49)的上層和下層；所述頂蓋大法蘭(24)上的一個(gè)通孔的一端與所述管筒(23)內(nèi)腔相通，另一端與所述 的高真空系統(tǒng)相連；所述的高真空系統(tǒng)包含一個(gè)第二電磁閥(40)、一個(gè)第一真空閥(50)、一個(gè)高量程真 空計(jì)(35)、一臺(tái)分子泵(34)、一個(gè)三通接頭和管道；所述頂蓋大法蘭(24)上的通孔通過 管道與第二電磁閥(40)相連，所述第二電磁閥(40)通過管道與所述三通接頭相連，三通 接頭的一端與所述高真空真空計(jì)(35)相連，三通接頭的另一端通過管道與所述第一真空閥(50)相連，所述分子泵(34)通過管道與所述第一真空閥(50)相連；所述大法蘭(24)上的通孔的一端通過管道與所述液氦溫度低溫靶(21)的氦蒸氣出口 (16)相連，另一端與一排氣及減壓組件相連；所述排氣及減壓組件包含第三電磁閥(41)、第四電磁閥(42)、第五電磁閥(43)、一 個(gè)負(fù)壓穩(wěn)定器(31)、一臺(tái)受控制的受控制機(jī)械泵(32)、一個(gè)三通接頭和管道；所述通孔的另一端通過管道與一個(gè)三通接頭相連，所述三通接頭的一端與所述負(fù)壓 穩(wěn)定器(31)的進(jìn)口相連，所述三通接頭的另一端與第五電磁閥(43)相連；所述負(fù)壓穩(wěn)定 器(31)的出口與第三電磁閥(41)相連；所述第一電磁閥(41)與所述三通接頭的一端相 連，所述三通接頭的一端與第四電磁閥(42)相連，所述三通接頭的另一端與所述的受控 制機(jī)械泵(32)相連；所述液氦溫度低溫靶(21)的溫度計(jì)(7)與加熱絲(4)與所述大法蘭(21)上的一個(gè) 通孔相連，另一端與一溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)相連；所述溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)包括一臺(tái)計(jì)算機(jī)(38)、一臺(tái)溫度控制儀(37)和導(dǎo)線；所述計(jì)算機(jī)(38)通過導(dǎo)線與所述溫度控制儀(37) 相連，所述溫度控制儀(37)通過導(dǎo)線與連接于大法蘭(24)上溫度計(jì)(7)與加熱絲(4)相 連；所述靶室(20)頂端的法蘭接口與所述大法蘭(24)相連，所述液氦溫度低溫靶(21)、 柔性接頭(22)和管筒(23)置于所述靶室(20)內(nèi)腔之中；所述靶室(20)還與一個(gè)低真空系統(tǒng)相連；所述低真空系統(tǒng)包含兩個(gè)第二真空閥 (44)、第三真空閥(45)、一臺(tái)第二機(jī)械泵(33)、一個(gè)低真空量程計(jì)(36)、一個(gè)四通接頭 和管道；所述靶室(20)通過管道與四通相連，該四通的一端口連接于所述第三真空閥(45)， 該四通的另一端口連接于所述的低真空量程計(jì)(36)，該四通的再一端口通過管道與所述 第二真空閥(44) 一端相連，所述第二真空閥(44)另一端通過管道與所述第二機(jī)械泵(33) 相連；所述第一電磁閥(39)、第二電磁閥(40)、第三電磁閥(41)、第四電磁閥(42)、第 五電磁閥(43)和所述受控制機(jī)械泵(32)通過導(dǎo)線與一操作控制器(51)相連，所述操作 控制器(51)用于同時(shí)操作所述第一電磁閥(39)、第二電磁閥(40)、第三電磁閥(41)、 第四電磁閥(42)、第五電磁閥(43)和所述受控制機(jī)械泵(32)的運(yùn)行；所述第一電磁閥(39)、第二電磁閥(40)、第三電磁閥(41)、第四電磁閥(42)、第五電磁閥(43)、所述受 控制機(jī)械泵(32)和所述操作控制器(51)組成泵閥同步控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種與用于沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)的液氦溫度低溫靶配套使用的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括靶室、低溫靶、柔性接頭、管筒、大法蘭、液氦輸液組件、排氣及減壓組件、樣品氣供氣組件、真空系統(tǒng)、泵閥同步控制系統(tǒng)和溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過柔性接頭和泵閥同步控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)設(shè)備(液氦溫度低溫靶除外)的可重復(fù)使用。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過真空系統(tǒng)和排氣及減壓組件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的3.6K最低溫度。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了3.6K～80K溫區(qū)溫度精確可控。本發(fā)明與液氦溫度低溫靶的配套使用實(shí)現(xiàn)獲得了3.6K～80K之間任一溫度的均勻穩(wěn)定液態(tài)樣品。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已成功應(yīng)用于樣品氦的沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01N1/42GK102023114SQ200910093850
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者李建國(guó), 梁驚濤, 洪國(guó)同, 羅寶軍, 蔡京輝 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所