[发明专利]一种真空低温装置的平衡调节结构和调节方法

说明书

本发明涉及一种真空低温装置的平衡调节结构和调节方法，所述平衡调节结构包括至少两个调节机构，所述调节机构安装在所述真空低温装置内的实验装置的外侧，各所述调节机构包括低导热棒、固定在低导热棒末端的加热器组件以及检测模块，所述检测模块用于检测所述实验装置的倾斜位置，所述加热器组件包括加热器和吸气剂，所述平衡调节结构基于所述检测模块检测到的所述实验装置的倾斜位置，控制所述加热器加热处于相应倾斜位置的所述吸气剂，以使得所述吸气剂放出气体而减轻相应倾斜位置的重量，从而调节所述实验装置的倾斜状态，所述平衡调节结构的结构简单，没有运动部件，操作简单，可以实现高精度的平衡调节。

技术领域

本发明涉及真空低温实验技术领域，特别是涉及一种真空低温装置的平衡调节结构和调节方法。

背景技术

在真空低温实验技术领域中，真空低温装置中实验装置的平衡姿态往往对实验的结果产生重要影响。现有技术中，通常在室温下对实验装置进行尽可能的平衡调节以保证到低温下的平衡，但是由于材料热收缩系数的不同、温度梯度的存在，装置到真空低温下的平衡状态就会发生不可避免的改变。虽然可以在室温下将这些因素考虑进去以对实验装置进行平衡调节，但是仍然存在一些因素让降温过程中的实验装置失去平衡，如一些负刚度系数的结构。也就是说，现有的平衡调节方式无法满足在低温真空状态下的实验装置进行平衡调节的要求。因为在液氦液氮温度等低温环境下，几乎所有材料都被冻硬，甚至很多材料都变脆，常温下的很多平衡调节方法失效或者无法采用。如常温下滑块、螺栓等平衡调节方法，在低温下这些方法就需要复杂的动作机构，会带来漏热、噪音、结构复杂、影响真空等问题，而且真空低温下的精密装置无法进行直观的操作，因此现有的动作机构无法满足真空低温环境下对实验装置进行平衡调节的要求。

发明内容

本发明的目的是，提供一种真空低温装置的平衡调节结构和调节方法，所述平衡调节结构结构简单，平衡调节方式简单，能够在真空低温环境下对实验装置进行高精度的平衡调节，解决了真空低温环境中难以进行平衡调节的技术问题。

本发明在一方面提供了一种真空低温装置的平衡调节结构，所述平衡调节结构包括至少两个调节机构，所述调节机构安装在所述真空低温装置内的实验装置的外侧，其中各所述调节机构包括低导热棒、固定在低导热棒末端的加热器组件以及检测模块，所述检测模块用于检测所述实验装置的倾斜位置，所述加热器组件包括加热器和吸气剂，所述平衡调节结构基于所述检测模块检测到的所述实验装置的倾斜位置，控制所述加热器加热处于相应倾斜位置的所述吸气剂，以使得所述吸气剂放出气体而减轻相应倾斜位置的重量，从而调节所述实验装置的倾斜状态，以此实现所述实验装置的平衡调节。

在本发明的一实施例中，所述吸气剂具有临界温度，在临界温度之下，所述吸气剂能够吸收所述真空低温装置内的工作气体以确保真空，在临界温度之上，所述吸气剂能够释放所吸收的所述工作气体以减轻重量，其中所述工作气体的液化温度和所述临界温度均不低于所述实验装置的工作温度。

在本发明的一实施例中，所述吸气剂为活性炭。

在本发明的一实施例中，所述平衡调节结构还包括包裹在所述加热器组件之外的包裹层，所述包裹层与所述加热器组件之间存在间隙，所述包裹层设有多个开孔以供所述工作气体进出。

在本发明的一实施例中，所述包裹层由多层反射材料制成。

在本发明的一实施例中，所述低导热棒采用聚四氟乙烯或G10制成。

在本发明的一实施例中，所述平衡调节结构包括三个所述调节机构，三个所述调节机构之间以相互呈120°的状态均布安装在所述实验装置的外侧。

在本发明的一实施例中，所述检测模块为光学式传感器或电容式传感器。

本发明在另一方面还提供了一种真空低温装置的平衡调节结构的调节方法，包括步骤：