[发明专利]一种超高精度恒温装置

说明书

本发明公开一种超高精度恒温装置，其包括：制冷机，其具有一级冷头和二级冷头；至少两重密闭空间，所述密闭空间之间通过连接部件相连；位于内层的密闭空间包括热开关，通过热开关的控温实现2.2K‑300K间连续可调的超高精度控温。本发明采用轻质量、多层中空复合真空罩、辐射屏，低热导率悬吊结构，可实现装置的超高绝热。

技术领域

本发明涉及一种恒温装置，特别是涉及一种超高精度恒温装置。

背景技术

恒温装置是一种能够提供恒定温度环境，被广泛应用于样品机械特性、热物理性质、光学物理特性、磁热特性、超导特性等各种低温特性测量的场合，以及其它科研设备装置研制场合和国防安全等场合。目前，常用低温恒温装置根据冷源不同分为以低温液体为冷源的低温恒温器和以干式制冷机为冷源的低温恒温器。其中，以低温液体为冷源的低温恒温器存在沸腾噪声以及可持续时间有限的缺点；而以干式制冷机为冷源的低温恒温器存在振动较大的问题，而且由于干式制冷机所固有的温度周期性波动，将在一定程度上影响样品的温度稳定性。随着低温制冷机以及各种减震技术的发展，以干式制冷机为冷源的低温恒温器逐渐成为了主流的发展趋势。

在低温恒温器中，为了实现高精度恒温，需要实现良好的绝热，以减小外部环境对样品温度的影响，在低温恒温装置中常常包含有真空罩、防辐射屏等结构以减小辐射漏热，其中真空罩通常采用实心不锈钢、铝合金等材料，质量较大，加之多层实心辐射屏，使得整体负重较大，需要增加各级支撑悬吊结构的尺寸以满足安全设计要求，这就在一定程度上增大了来自室温环境的热传导漏热，增大了控温的难度。因此，需要综合考虑系统的辐射漏热和传导漏热，合理布局设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有良好的低温环境、实现长时间、高稳定、高精度的低温恒温装置，该低温恒温装置采用合理的减震措施、合理的温度波动抑制措施以及高效的绝热结构。

本发明提供了一种低温恒温装置，其包括：

制冷机，其具有一级冷头和二级冷头；

至少两重密闭空间，所述密闭空间之间通过连接部件相连；

位于内层的密闭空间包括热开关，通过热开关的控温实现2.2K-300K间连续可调的超高精度控温。

其中，在冷头位置处设置消振动部件。

其中，所述装置包括三重密闭空间。

其中，零级法兰与中空复合真空罩形成第一重密闭空间；一级法兰与镂空复合镀金防辐射屏形成第二重密封空间；热开关镀金筒与二级法兰形成第三重密闭空间。

其中，所述连接部件为吊杆和/或细丝。

其中，所述热开关包括第一控温模式和第二控温模式。

其中，热开关工作介质为3He、4He，或者为氖气、氮气、氩气等。

其中，在所述内层的密闭空间中进一步包括有实验舱。

其中，所述实验舱可以为任何合适实验的几何结构，包含但不限于圆柱形、球形、准球形、椭球体、长方体、立方体、多面体等几何结构。

其中，所述实验舱的舱体材料包含但不限于高导无氧铜、铍铜、不锈钢等金属及其合金材料、蓝宝石、有机玻璃、钢化玻璃等非金属材料，铜氧化合物、铁(镍)基等超导材料。

本发明的低温恒温装置解决了传统恒温装置固有温度波动大控温精度较差、难以实现超高绝热、有效控温区间小、温度均匀性差等问题。提供一种采用特殊复合结构设计的具有宽温区(2.2K-300K)、快平衡(多控温工作模式)、超高控温精度的恒温装置。