JPH0619065Y2 - 温度計較正装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は蓄冷器式冷凍機を使用した温度計較正装置の改
良に関する。

〔従来の技術〕

第３図および第４図は、それぞれ従来の冷凍機を使用し
た温度計較正装置の概略図であり、同一部分には同一符
号を付して説明すると、１は極低温冷凍機に高圧の冷媒
ガス（例えばヘリウムガス）を供給する圧縮機、２は高
圧の冷媒ガス供給管、３は冷凍機で低圧となった冷媒ガ
スの戻り管、４は極低温蓄冷器式冷凍機で内部に保有す
るピストンや蓄冷器等の働きにより、冷媒ガスの断熱膨
張（高圧から低圧に膨張する際に寒冷を発生する）作用
で、第１段ヒートステーション５及び第２段ヒートステ
ーション６がそれぞれ最低温度として約３０^Ｋ及び約１
０^Ｋ程度まで冷却される。７は断熱のため真空容器、８
は真空部、９は真空容器７を接続するための冷凍機フラ
ンジ部、１０は真空を保持するためのシール、１１は第
２段ヒートステーション６に取付けられた較正部、１２
は温度計、１３は温度計１２のリード線、１４は較正部
１１の温度を調節するためのヒータ、１５は較正部１１
への常温部からの輻射熱を小さくするために第１段ヒー
トステーション５で冷却されたシールド板である。１
６，１７は較正部１１と第２段ヒートステーション６を
接続するボルト及びナットである。

第３図において、圧縮機１を運転開始すると冷凍機４の
冷却作用により、第１段ヒートステーション５及び第２
段ヒートステーション６はそれぞれ最低温度として約３
０^Ｋ及び約１０^Ｋ程度まで温度が下がる。較正部１１に
は基準となる標準温度計と被較正温度計が複数個設置し
てあり（第３図には温度計１２の１個だけ図示、他は省
略）、較正部１１は冷凍機４の発生寒冷及びヒータ１４
により被較正温度計を較正するのに必要な温度に設定で
きる構造となっている。温度計１２は較正部１１に設け
られた穴等に挿入され、温度計１２と較正部１１のすき
間には低温用グリース等を使用して固体の熱伝導により
温度計１２を冷却する。これにより温度計１２が所定の
温度に冷却された後、標準温度計と被較正温度計の出力
を比較することにより、標準温度計の指示温度を基準と
して被較正温度計の温度較正が行われる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記第３図に示す温度計較正装置においては、較正部を
冷却する蓄冷器式冷凍機は、内部に保有するピストン
（またはディスプレーサ）や蓄冷器の働きにより、冷媒
ガスの断熱膨張作用で間欠的（１〜５Hz）に寒冷を発生
するので、較正部１１及び温度計１２が所定の温度に冷
却された後も較正部１１の温度が周期的に（１〜５Hz）
変動する。（例えば±０．１^Ｋ程度）。従って精度の良
い温度計較正が難しい。

この問題点を解決するために、例えば第４図のように第
２段ヒートステーション６と較正部１１の間に熱伝達の
悪いボルト１６（例えば、ステンレス鋼等熱伝導率が低
い材料を使用し断面積も小さいボルト）等を使用して冷
凍機から発生する周期的な温度変動の影響を小さくする
工夫がなされている。しかしながら、第４図の方法で
は、第２段ヒートステーション６と較正部１１の熱伝達
が低いため、常温から所定の温度に冷却するまでに第３
図に示すものと較べると長い時間を必要とする。

本考案は、上記従来の問題点を解消し、較正部と温度計
を所定温度まで冷却するのに要する時間を短縮でき、精
度の良い較正を行なうことができる温度計較正装置を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案による温度計較正装置は、冷凍機の寒冷発生部に
温度計較正部を連接することにより低温用温度計を較正
する温度計較正装置において、上記寒冷発生部と温度計
較正部の間に所定の温度に冷却されるに従って伝熱量が
小さくなる熱伝達機構例えば熱の不良導体、高圧冷媒ガ
ス（例えばヘリウムガス）及び前記ガスを吸着する吸着
材等から構成される熱伝達機構を設けたことを特徴とす
る。

〔作用〕

本考案によれば、常温から低温へ冷却する場合（予冷
時）には、熱伝達機構内部に封入された高圧ガスが伝熱
の役目を果すので、予冷時間が早くなり、冷却後は熱伝
達機構に設けられた熱の不良導体により、較正部の周期
的温度変動を小さくできる。これにより、精度の良い較
正を行なうことができる。

〔実施例〕

第１図は本考案に係る一実施例の概略図であり、第２図
は第１図における熱伝達機構の詳細図である。第１図お
よび第２図において、第３図に示すものと同一部分には
同一符号を付して説明する。従って、１〜１５で示す各
部は第３図の従来例の符号１〜１５で示す各部と同一の
ものを示す。

第１図において、１８は熱伝達機構であり、第２図にお
いて、２０，２１は銅等熱伝導率の良い材料で作られた
伝熱部であり、上部伝熱体２０は較正部１１に下部伝熱
体２１にはガス通路２７を設け、第２段ヒートステーシ
ョン６にそれぞれ取り付けられている。２２はステンレ
ス鋼等熱伝導率の低い材料で作られた熱抵抗部、２３は
ヘリウムガスあるいは水素ガス等冷媒ガスが充満するガ
ス空間で、このガス空間２３は上部および下部伝熱体２
０，２１及び熱抵抗部２２に囲繞され気密が保持されて
いる。２４は活性炭等低温になるとガスの吸着能力が増
加する吸着材、２５は吸着材２４を保持するための吸着
材ケーシング、２６はガス空間２３に開口する下部伝熱
体２１のガス通路２７と吸着材ケーシング２５の間を連
通するガス細管である。

上記本考案の一実施例の作用について説明する。圧縮機
１を運転開始すると、冷凍機４の冷却作用により、第１
段ヒートステーション５及び第２段ヒートステーション
６はそれぞれ冷却されていくが、同時に較正部１１も第
２段ヒートステーション６から下部伝熱体２１、高圧冷
媒ガス、上部伝熱体２０を介して冷却される。この時下
部伝熱体２１、熱抵抗部２２、上部伝熱体２０を介して
も一部冷却作用が働く。所定の温度に冷却されるに従っ
て、例えば２０^Ｋ付近で温度計を較正する場合、高圧窒
素ガスを予め封入しておくと（窒素ガスの三重点は６３
^Ｋ）、吸着材２４に窒素ガスが吸着され、ガスの圧力が
低圧となり伝熱作用が非常に小さくなる。この後は、熱
抵抗部２２が較正部１１の冷却作用を行ない、所定の２
０^Ｋ付近まで冷却する。熱抵抗部２２は第４図のボルト
１６と熱的に同様な働きをするので、冷凍機の周期的な
温度変動を伝達し難い作用をする。上記熱伝達機構１８
の構造は、上部伝熱体２０と下部伝熱体２１は直接接触
しておらず、ガス空間２３に封入された冷媒ガス及び熱
抵抗部２２を介して熱的につながっている。また、固体
の熱容量（冷却に必要な冷却熱量）は低温になると小さ
くなる。例えば較正部に一般に使われる銅の場合、３０
０^Ｋ→６０^Ｋに必要な冷却熱量は７７J/g（単位質量当
り）、６０^Ｋ→２０^Ｋに必要な冷却熱量は２．６J/g
（単位質量当り）であり、予冷時の冷却熱量が非常に大
きく、従って予冷時間の短縮に非常に有効である。

〔考案の効果〕

本考案によれば、較正部及び温度計を所定の温度まで冷
却するのに要する時間を短縮することができるととも
に、所定の温度において冷凍機から発生する周期的な温
度変動の影響を小さくできるため、精度の良い温度計の
較正を行なうことができる等の優れた効果が奏せられ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案の一実施例の構成を示す部分縦断面図、
第２図は第１図における熱伝達機構の詳細図、第３図お
よび第４図はそれぞれ従来例を示す部分縦断面図であ
る。 １８…熱伝達機構、２０…上部伝熱体、２１…下部伝熱
体、２２…熱抵抗部、２３…ガス空間、２４…吸着材、
２７…ガス通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】冷凍機の寒冷発生部に温度計較正部を連接
   することにより低温用温度計を較正する温度計較正装置
   において、上記寒冷発生部と温度計較正部の間に所定の
   温度に冷却されるに従って伝熱量が小さくなる熱伝達機
   構を設けたことを特徴とする温度計較正装置。