Криостаты
(термостаты низкотемпературные):
назначение
Криостатами называется разновидность термостатов,
способных поддерживать в своем рабочем объеме криогенные (то есть очень низкие)
температуры.
Общие принципы
устройства криостатов
Для поддержания сверхнизких температур используется
посторонний источник холода, называемый хладагентом либо криоагентом. В
качестве криоагента выступают газы с низкой температурой конденсации –
например, азот, кислород, гелий, водород. Газ-хладагент предварительно
конденсируется либо замораживается. Регулировка температуры в рабочем объеме
криостата осуществляется с помощью паров над хладагентом, путем изменения их
давления либо температуры.
Важным элементом конструкции
любого
криостата является система теплоизоляции. Чем ниже обеспечиваемая
криостатом температура, тем более серьезные требования выдвигаются к его защите
от тепла окружающей среды. Обычно в криостатах предусмотрена высоковакуумная
теплоизоляция, которая может быть усилена дополнительным охлаждением наружных
стенок устройства с помощью отражающих экранов или дополнительного контура
холода.
Разновидности
криостатов
Классификация
криостатов производится по нескольким признакам:
1.
По виду используемого газа: азотные, гелиевые, водородные и т.
д.
2.
По назначению устройства: оптические, радиотехнические, для
сверхпроводящих магнитов, приёмников излучения и т. д.
3.
По типу используемых при изготовлении материалов: металлические,
стеклянные, пластиковые.
Особенности
эксплуатации разных видов криостатов
Стеклянные
криостаты удобны в применении, поскольку их прозрачность позволяет наблюдах за
ходом исследования, но имеют существенный недостаток: малую механическую
прочность.
Более
надежными и долговечными считаются
металлические криостаты, наиболее
распространенным видом которых являются гелиевые. Если назначением такого
криостата являются оптические исследования, то обязательными элементами его
конструкции должны быть смотровые окна и поворотные механизмы, позволяющие
смещать исследуемый объект, не открывая криостат.