JPH0619313B2 - 極低温冷凍機を用いた試料冷却装置 - Google Patents
極低温冷凍機を用いた試料冷却装置Info
- Publication number
- JPH0619313B2 JPH0619313B2 JP63298322A JP29832288A JPH0619313B2 JP H0619313 B2 JPH0619313 B2 JP H0619313B2 JP 63298322 A JP63298322 A JP 63298322A JP 29832288 A JP29832288 A JP 29832288A JP H0619313 B2 JPH0619313 B2 JP H0619313B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- small container
- sample
- flange
- cryogenic refrigerator
- helium gas
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、極低温冷凍機を用いた試料冷却装置に関す
る。
る。
＜従来技術と問題点＞ 極低温冷凍機を用いて、研究及び開発用の試料の極低温
下の物性測定を行う場合、その試料を均一に冷却し、計
測することが必要とされている。特に、成形固体、塊状
多孔体、薄膜、粉体及び流体などの種々の形状をしてい
る試料を、極低温冷凍機を用いて均一な温度分布に容易
に冷却し、それらの物質を計測する手段の開発が望まれ
ている。
下の物性測定を行う場合、その試料を均一に冷却し、計
測することが必要とされている。特に、成形固体、塊状
多孔体、薄膜、粉体及び流体などの種々の形状をしてい
る試料を、極低温冷凍機を用いて均一な温度分布に容易
に冷却し、それらの物質を計測する手段の開発が望まれ
ている。
これらの問題点を明確にするため、従来の試料の冷却方
法について図１及び図２にしたがって説明する。冷却方
法には、熱伝導冷却とヘリウムガス熱交換冷却とがあ
る。
法について図１及び図２にしたがって説明する。冷却方
法には、熱伝導冷却とヘリウムガス熱交換冷却とがあ
る。
まず、熱伝導冷却について説明する（図１参照）。
極低温冷凍機１の先端に、試料を直接付けた試料ホルダ
ー２を取り付ける。物性測定するための計測リード３を
試料に付けて、極低温冷凍機１の外部へ取り出し、計測
器へ連絡する。
ー２を取り付ける。物性測定するための計測リード３を
試料に付けて、極低温冷凍機１の外部へ取り出し、計測
器へ連絡する。
極低温冷凍機１の内部を真空排気装置４によって真空排
気する。その後、極低温冷凍機１と圧縮器ユニット５で
構成されている極低温冷凍装置を起動させる。このと
き、試料は熱伝導によって冷却され、極低温下の物性測
定を行う。
気する。その後、極低温冷凍機１と圧縮器ユニット５で
構成されている極低温冷凍装置を起動させる。このと
き、試料は熱伝導によって冷却され、極低温下の物性測
定を行う。
しかしながら、熱伝導冷却方法は、試料の形状が成型固
体のみに限定される。しかも、その大きさも均一な温度
分布にするという観点から制限されてしまう。
体のみに限定される。しかも、その大きさも均一な温度
分布にするという観点から制限されてしまう。
次に、ヘリウムガスによる熱交換冷却について説明する
（第２図参照）。
（第２図参照）。
極低温冷凍機１の先端に、試料を小型容器６の中の試料
ホルダー２に付ける。小型容器６を真空密閉にするた
め、通常そのフランジ面にインジウム線７を用いてシー
ルする。インジウム線は、フランジ面の円周長に合わせ
て、その長さを切り、リング状にしてシール・リングと
して使う。インジウム線のシール・リングの接合部は互
いに斜めに合わせるようにする。小型容器６を真空密閉
容器にする作業は、高度の熟練を要する。試料に付けた
計測リード３は、極低温冷凍機１の外部へ取り出し、計
測器へ連絡する。
ホルダー２に付ける。小型容器６を真空密閉にするた
め、通常そのフランジ面にインジウム線７を用いてシー
ルする。インジウム線は、フランジ面の円周長に合わせ
て、その長さを切り、リング状にしてシール・リングと
して使う。インジウム線のシール・リングの接合部は互
いに斜めに合わせるようにする。小型容器６を真空密閉
容器にする作業は、高度の熟練を要する。試料に付けた
計測リード３は、極低温冷凍機１の外部へ取り出し、計
測器へ連絡する。
小型容器６へ極低温冷凍機１の外部より金属製キャピラ
リー管８を用いてヘリウムガスを導入し、小型容器６の
中の空気と置換しておく。
リー管８を用いてヘリウムガスを導入し、小型容器６の
中の空気と置換しておく。
極低温冷凍機１の内部を真空排気装置４によって、真空
排気する。その後、極低温冷凍装置を起動させる。この
とき、真空密閉された小型容器６は熱伝導によって冷却
される。その中のヘリウムガスも冷却される。その結果
として、試料はヘリウムガスによる熱交換によって冷却
され、極低温下の物性測定を行うことができる。
排気する。その後、極低温冷凍装置を起動させる。この
とき、真空密閉された小型容器６は熱伝導によって冷却
される。その中のヘリウムガスも冷却される。その結果
として、試料はヘリウムガスによる熱交換によって冷却
され、極低温下の物性測定を行うことができる。
このヘリウムガス熱交換冷却方法は、上述の熱伝導冷却
方法の不十分なところを補う方法であるが、計測リード
３を小型容器６の外部へ取り出す加工技術が高度でなけ
れば、ヘリウムガスの漏れの原因になることなどの問題
点があった。また、小型容器６のフランジ面にシール材
として用いられるインジウム線は巻つけられているだけ
であるため、この部分からやはりヘリウムガスの漏れ原
因となることもあった。さらに、インジウム線が巻きつ
けられている構造であるため、試料交換の作業も面倒で
ある。
方法の不十分なところを補う方法であるが、計測リード
３を小型容器６の外部へ取り出す加工技術が高度でなけ
れば、ヘリウムガスの漏れの原因になることなどの問題
点があった。また、小型容器６のフランジ面にシール材
として用いられるインジウム線は巻つけられているだけ
であるため、この部分からやはりヘリウムガスの漏れ原
因となることもあった。さらに、インジウム線が巻きつ
けられている構造であるため、試料交換の作業も面倒で
ある。
本発明は、上記した問題点を解消するためになされたも
のであり、試料の種類、形状等に制限のないヘリウムガ
ス熱交換冷却手段を用い、真空密閉空間を形成する小型
容器からのヘリウムガスの漏れをなくし、さらに小型容
器を真空密閉容器とする作業を容易にすると共に、試料
交換作業も容易な極低温冷凍機を用いた試料冷却装置を
提供することを目的とする。
のであり、試料の種類、形状等に制限のないヘリウムガ
ス熱交換冷却手段を用い、真空密閉空間を形成する小型
容器からのヘリウムガスの漏れをなくし、さらに小型容
器を真空密閉容器とする作業を容易にすると共に、試料
交換作業も容易な極低温冷凍機を用いた試料冷却装置を
提供することを目的とする。
＜発明の構成＞ 上記した目的を達成するため、本発明者は鋭意検討した
結果、真空装置の部品として利用されているが、極低温
下（−２６９℃）での信頼性については保証されていな
かった、リード線導入端子であるフィードスルー及びシ
ール性に優れたインジウムメッキされた金属シール・リ
ングが、極低温下でも十分使用可能であることを見出
し、本発明を完成するに至った。
結果、真空装置の部品として利用されているが、極低温
下（−２６９℃）での信頼性については保証されていな
かった、リード線導入端子であるフィードスルー及びシ
ール性に優れたインジウムメッキされた金属シール・リ
ングが、極低温下でも十分使用可能であることを見出
し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の極低温冷凍機を用いた試料冷却装置
は、極低温冷凍機のコールドヘッド上に取り付けられる
上面開放の小型容器と、該小型容器内に配設される試料
ホルダーと、試料ホルダーに保持された試料に付設され
る物性測定用の計測リードを外部に取り出すためのフィ
ードスルーが設けられ、該小型容器の上面開放部を閉塞
するように配設されるチャンバーフランジと、小型容器
のフランジとチャンバーフランジのフランジとの間に挟
着される継目なしのインジウムメッキされた金属シール
・リングと、小型容器とチャンバーフランジとにより形
成される空間内にヘリウムガスを導入するための金属製
キャピラリー管挿入口、真空排気装置と連結される排気
口及び計測リードを計測器に連結するための計測リード
取出口を有し、コールドヘッド、小型容器及びチャンバ
ーフランジの周囲に密閉的に配設されるケーシングと、
を有することを特徴とする。
は、極低温冷凍機のコールドヘッド上に取り付けられる
上面開放の小型容器と、該小型容器内に配設される試料
ホルダーと、試料ホルダーに保持された試料に付設され
る物性測定用の計測リードを外部に取り出すためのフィ
ードスルーが設けられ、該小型容器の上面開放部を閉塞
するように配設されるチャンバーフランジと、小型容器
のフランジとチャンバーフランジのフランジとの間に挟
着される継目なしのインジウムメッキされた金属シール
・リングと、小型容器とチャンバーフランジとにより形
成される空間内にヘリウムガスを導入するための金属製
キャピラリー管挿入口、真空排気装置と連結される排気
口及び計測リードを計測器に連結するための計測リード
取出口を有し、コールドヘッド、小型容器及びチャンバ
ーフランジの周囲に密閉的に配設されるケーシングと、
を有することを特徴とする。
以下、図３に示した一実施例に基づき、本発明をさらに
詳細に説明する。
詳細に説明する。
極低温冷凍機１のコールドヘッド１ａ上には上縁部にフ
ランジを有する上面開放の小型容器６が取り付けられて
いる。この小型容器６は、試料を保持する試料ホルダー
２を収容するためのもので、上面開放部を閉塞するよう
に、下縁部にフランジを有するチャンバーフランジ１０
が上蓋として取り付けられる。
ランジを有する上面開放の小型容器６が取り付けられて
いる。この小型容器６は、試料を保持する試料ホルダー
２を収容するためのもので、上面開放部を閉塞するよう
に、下縁部にフランジを有するチャンバーフランジ１０
が上蓋として取り付けられる。
そして、小型容器６のフランジとチャンバーフランジ１
０のフランジ間には、継目なしのインジウムメッキされ
た金属シール・リング１１が挟着され、小型容器６とチ
ャンバーフランジ１０とにより密閉空間が形成される。
その結果、この空間内に試料ホルダー２が収容されてい
ることになる。
０のフランジ間には、継目なしのインジウムメッキされ
た金属シール・リング１１が挟着され、小型容器６とチ
ャンバーフランジ１０とにより密閉空間が形成される。
その結果、この空間内に試料ホルダー２が収容されてい
ることになる。
上記したチャンバーフランジ１０の適宜部位に、本実施
例では図３に示すように上部に、気密状態を維持したま
ま計測リード３を導入することができるフィードスルー
９が配設されている。なお、計測リード３は試料の物性
を測定するために配設され、小型容器６とチャンバーフ
ランジ１０とにより形成される空間に収容される試料に
一端が付設されて、他端が後述のケーシング１２に設け
た計測リード取出口１２ｃから外部に取り出され、計測
器に接続されている。
例では図３に示すように上部に、気密状態を維持したま
ま計測リード３を導入することができるフィードスルー
９が配設されている。なお、計測リード３は試料の物性
を測定するために配設され、小型容器６とチャンバーフ
ランジ１０とにより形成される空間に収容される試料に
一端が付設されて、他端が後述のケーシング１２に設け
た計測リード取出口１２ｃから外部に取り出され、計測
器に接続されている。
ケーシング１２は、小型容器６とチャンバーフランジ１
０とにより形成される空間内にヘリウムガスを導入する
ための金属製キャピラリー管８用の挿入口１２ａ、真空
排気装置４と連結される排気口１２ｂ及び上記した計測
リード取出口１２ｃを有する略筒状体に構成され、コー
ルドヘッド１ａ、小型容器６及びチャンバーフランジ１
０の周囲に密閉的に配設される。
０とにより形成される空間内にヘリウムガスを導入する
ための金属製キャピラリー管８用の挿入口１２ａ、真空
排気装置４と連結される排気口１２ｂ及び上記した計測
リード取出口１２ｃを有する略筒状体に構成され、コー
ルドヘッド１ａ、小型容器６及びチャンバーフランジ１
０の周囲に密閉的に配設される。
次に、本実施例の作用を説明する。
金属製キャピラリー管８により小型容器６及びチャンバ
ーフランジ１０により形成される空間内の空気をヘリウ
ムガスと置換する。次に、真空排気装置４を駆動して、
ケーシング１２内を真空排気する。その後、極低温冷凍
機１及び圧縮機ユニット５とから構成される極低温冷凍
装置を起動する。これにより、小型容器６及びチャンバ
ーフランジ１０が熱伝導により冷却され、さらにヘリウ
ムガスも冷却される。その結果、試料はヘリウムガスに
よる熱交換によって冷却されるため、極低温下の物性測
定を行うことができる。
ーフランジ１０により形成される空間内の空気をヘリウ
ムガスと置換する。次に、真空排気装置４を駆動して、
ケーシング１２内を真空排気する。その後、極低温冷凍
機１及び圧縮機ユニット５とから構成される極低温冷凍
装置を起動する。これにより、小型容器６及びチャンバ
ーフランジ１０が熱伝導により冷却され、さらにヘリウ
ムガスも冷却される。その結果、試料はヘリウムガスに
よる熱交換によって冷却されるため、極低温下の物性測
定を行うことができる。
ヘリウムガスによる熱交換によって試料を冷却するた
め、試料の形状や大きさの制限を受けずに、均一な温度
に試料を冷却することができる。
め、試料の形状や大きさの制限を受けずに、均一な温度
に試料を冷却することができる。
また、フィードスルー９を用いているため、計測リード
３を、機密状態を維持しつつ、小型容器６及びチャンバ
ーフランジ１０により形成される空間外に取り出す加工
技術が容易である。さらに、金属シール・リング１１を
用いているため、小型容器６及びチャンバーフランジ１
０により形成される空間を完全密封でき、ヘリウムガス
の漏れが少なくなる。なお、金属シール・リング１１は
実験の結果５０回以上の再使用が可能なため、経済的で
ある。
３を、機密状態を維持しつつ、小型容器６及びチャンバ
ーフランジ１０により形成される空間外に取り出す加工
技術が容易である。さらに、金属シール・リング１１を
用いているため、小型容器６及びチャンバーフランジ１
０により形成される空間を完全密封でき、ヘリウムガス
の漏れが少なくなる。なお、金属シール・リング１１は
実験の結果５０回以上の再使用が可能なため、経済的で
ある。
＜発明の効果＞ 本発明によれば、ヘリウムガス熱交換冷却手段を利用し
ているため、試料の種類、形状等に制限されることがな
い。また、真空密閉空間を形成する小型容器からのヘリ
ウムガスの漏れがほとんどないと共に、フィードスルー
及び金属シール・リングを用いているため、小型容器を
真空密閉容器とする作業も容易である。さらに、金属シ
ール・リングを用いているため、試料交換作業も容易で
ある。
ているため、試料の種類、形状等に制限されることがな
い。また、真空密閉空間を形成する小型容器からのヘリ
ウムガスの漏れがほとんどないと共に、フィードスルー
及び金属シール・リングを用いているため、小型容器を
真空密閉容器とする作業も容易である。さらに、金属シ
ール・リングを用いているため、試料交換作業も容易で
ある。
図１及び図２は従来の極低温冷凍機を用いた試料冷却装
置の構成図、図３は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。 １……極低温冷凍機，１ａ……コールドヘッド， ２……試料ホルダー，３……計測リード， ４……真空排気装置，５……圧縮器ユニット， ６……小型容器，７……インジウム線， ８……金属製キャピラリー管， ９……フィードスルー， １０……チャンバーフランジ， １１……金属シール・リング， １２……ケーシング
置の構成図、図３は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。 １……極低温冷凍機，１ａ……コールドヘッド， ２……試料ホルダー，３……計測リード， ４……真空排気装置，５……圧縮器ユニット， ６……小型容器，７……インジウム線， ８……金属製キャピラリー管， ９……フィードスルー， １０……チャンバーフランジ， １１……金属シール・リング， １２……ケーシング
Claims (1)
- 【請求項１】極低温冷凍機のコールドヘッド上に取り付
けられる上面開放の小型容器と、 該小型容器内に配設される試料ホルダーと、 試料ホルダーに保持された試料に付設される物性測定用
の計測リードを外部に取り出すためのフィードスルーが
設けられ、該小型容器の上面開放部を閉塞するように配
設されるチャンバーフランジと、 小型容器のフランジとチャンバーフランジのフランジと
の間に挟着される継目なしのインジウムメッキされた金
属シール・リングと、 小型容器とチャンバーフランジとにより形成される空間
内にヘリウムガスを導入するための金属製キャピラリー
管挿入口、真空排気装置と連結される排気口及び計測リ
ードを計測器に連結するための計測リード取出口を有
し、コールドヘッド、小型容器及びチャンバーフランジ
の周囲に密閉的に配設されるケーシングと、 を有することを特徴とする極低温冷凍機を用いた試料冷
却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63298322A JPH0619313B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 極低温冷凍機を用いた試料冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63298322A JPH0619313B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 極低温冷凍機を用いた試料冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02145936A JPH02145936A (ja) | 1990-06-05 |
| JPH0619313B2 true JPH0619313B2 (ja) | 1994-03-16 |
Family
ID=17858152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63298322A Expired - Lifetime JPH0619313B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 極低温冷凍機を用いた試料冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0619313B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2551875B2 (ja) * | 1991-02-12 | 1996-11-06 | 住友重機械工業株式会社 | 超電導コイルの冷却装置 |
| CN110864959A (zh) * | 2019-10-28 | 2020-03-06 | 散裂中子源科学中心 | 一种用于低温环境设备的换样方法、系统及应用 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6296544U (ja) * | 1985-12-04 | 1987-06-19 | ||
| JPH01213543A (ja) * | 1988-02-22 | 1989-08-28 | Chino Corp | 低温試験装置 |
-
1988
- 1988-11-28 JP JP63298322A patent/JPH0619313B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02145936A (ja) | 1990-06-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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