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计量学全金属化4.2K至1.3K液氦杜瓦瓶装置一

浏览次数:77发布日期:2021-03-05

20um)和21层尼龙布间隔迭包的多层绝热;
(3)在内胆下段设置活性炭槽,以吸附剩余气体, 它在用液氮预冷及输入液氨时起作用, 可把真空度提高一个数量级(例如10-Torr→10~Torr) 以上, 从而提供了一个高真空区; (4) 瓶口设置10层隔板(铜、导磁性不锈钢、泡沫塑料的圆片间隔排列),以切断氦气对流,减少辐射漏热。由于采取了以上措施,根据测量和计算,平均蒸发率达到0.2l/h的水平。为了进一步隔绝液氦杜瓦瓶内胆上口与大气之间的热传导,在内胆入口处加装一个液氮槽,提供77K冷屏,使效果更好。对于计量学杜瓦装置而言, 防磁是重要的问题, 美国的同类装置的剩磁只有6m0ell。我们采取了以下几项措施:
(1)内筒用无(弱)磁材料制造;
(2)在真空夹层中设置一层由0.5mm厚铁板做成的铁磁屏蔽层,以屏蔽直流磁场(瓶口的10层导磁性不锈钢也是为同一目的而设置的);
(3)真空夹层中的20层铝箔和瓶口处的10层铜片可屏蔽交流磁场。实践的结果,虽然磁测实验较困难,根据数据认为剩磁约为25m0e左右。为了使用方便,设计上采取了以下措施:
(1)真空夹层为可拆式密封,抽气口安装高真空阀门; (2)内胆上段颈部设置4个氮气回气口(4.2K),亦即减压抽口(4.2K~1.3
K);
(3)盖板上设三根吊杆、一块压力真空表、一个33芯密封插头、一个安全阀、三个安放输液管或液面计的活动密封插口;些措施使整个装置具有良好的使用性能。
技术性能如下:
(4)用推车可方便移动,车上安装有防震弹簧。这
(1)杜瓦瓶**高度:1780mm
(2)杜瓦瓶内筒**高度:1650mm
(3)样品室**直径:中200mm
(4)杜瓦瓶**直径:中620mm
(5)杜瓦瓶内筒**直径:中350mm
(6)杜瓦瓶外筒直径:526mm
(7)**输入液氨量:60l
(8)平均蒸发率:约0.2l/h
(9)剩余磁场强度:约25m0c
(10)安全性:由于全金属化,外简有加强筛,上盖有安全阀,确保安全。
为确定4.2K时的平均蒸发率,采用H.玻璃转子流量计测量氨回气流量,8小时平均指示值为3.51l/min, 对1小时而言为3.51×60=210.6l/h。但根据气体比重!之比可
以算出:PYHa/ YH。=10.08987/0.1785=0.70956
故得:氨气流量=210.6x0.70956_=0.14943m*/h1000
这个数值被气液比(大约0.7m³的氦气可折合为1l的液氦)去除,得:0.14943/0.723965=0.2064l/h
因此液氨平均蒸发革取0.2l/h。
3.使用方法
首先,在长期搁置后准备使用时,应先抽夹层真空。以机械泵、扩散泵系统抽气,应能达到6×10-Torr左右。否则应检查漏气原因。

 其次,应用液氨进行预冷,以保证液氨蒸发率低。输入液氮可为30l左右,然后开口放置4~8小时或更长时间。这样可使液氦杜瓦瓶高温区的温度分布近于灌注液氦后的温度分布,缩短杜瓦瓶的热平衡时间。
在灌注液氨前,应将液氮排于净。在预先插好液氦输液管的情况下,用机械泵从减压口
(即回气口) 对内筒抽真空, 压强应达到0.1Torr左右。这样做可以达到以下目的:(1) 抽除氮气,保证氦气纯度高,不会造成污染;
(2)用抽气检查是否还有液氮,防止它残留在底部,当输入液氦时成为干冰,以大的潜热消耗大量液氨;
(3)抽气本身是检查密封性的方法。抽气后,夹死管道,撤除机械泵,把减压口(回气口)与回气道相联,即可输入液
氨。在工作条件下,液面可用电容式液面计连续监测,或用超导电阻式液面计作定点监测。当杜瓦凝水或外胆结霜,若液氨蒸发事明显增大,可检查夹层真空度。

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