具有自調節作用的的製作方法

2024-02-01 01:43:15

專利名稱：具有自調節作用的的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及低溫技術領域的超流轉變溫度復現器，特別涉及一種具有自調節作用的超流轉變溫度復現器。
在低溫技術中，通常需用溫度固定點器件來標定低溫電阻溫度計，4He超流轉變溫度復現器便是其中之一種。在低溫實驗中，當液體4He減壓降溫到4He超流轉變溫度Tλ以下時，液氦呈現超流態，溫度高於Tλ的是正常態的HeⅠ，溫度低於Tλ的是超流態的HeⅡ，4He超流轉變點也稱為λ相變點。1990年國際溫標(ITS-90)指定，飽和蒸汽壓下的4He超流轉變溫度Tλ=2．1768K。在λ相變點，液氦的比熱、熱導率等物性有突變。HeⅠ和HeⅡ共存時，其界面溫度就是Tλ，λ相變寬度很窄。目前，測定4He相變溫度Tλ的方法一般有二種，一種用大液池減壓降溫方法，即採用絕熱大液池或帶測壓管的液氦溫泡的裝置來復現。通過測量4He蒸汽壓與溫度隨時間變化來確定4He相變溫度Tλ。這種方法可以看到Tλ轉變溫坪，但要求實驗系統漏熱儘可能小，同時需要精密壓力測量系統。另一種是採用熱導率較差的材料做容器建立液氦柱，測量λ相變點前後一段液氦柱兩端溫度變化的同步性，認定溫度變化變成不一致時的溫度是λ相變溫度。為提高Tλ測量的不確定度，這種方法要求溫度變化速率儘可能小，這種方法看不到Tλ轉變溫坪。
本實用新型的目的在於提供一種密封瓶式具有自調節作用的4He超流轉變溫度復現器，用來復現λ轉變溫坪，溫坪的不平度小於0．01mK，溫坪可以持續任意長時間。
本實用新型的實施方案如下本實用新型提供的具有自調節作用的4He超流轉變溫度復現器由上瓶、毛細管和下瓶組成，毛細管將上瓶和下瓶內腔連通，瓶內充入適量高壓高純氦氣，保證低溫下氦氣液化充滿毛細管和下瓶，上瓶容積大於下瓶，上瓶吊裝於平臺下端面，平臺溫度控制在低於Tλ的某點，上瓶上端安裝有高壓充氣管，上、下瓶分別安裝有溫度計。使用時首先將平臺溫度控制在低於Tλ的某點上，調節下瓶加熱溫度，可以將HeⅠ／HeⅡ界面保持在毛細管中，由於HeⅡ熱導率較HeⅠ高几個數量級，裝在上瓶的溫度計所測得的溫度十分接近HeⅠ／HeⅡ界面溫度。利用毛細管中HeⅠ高度的自調節效應，維持毛細管中He液柱兩端適當溫度差，可以將HeⅠ／HeⅡ界面保持在毛細管中，從而可獲得一條不平度在0．01mK之內的溫坪，時間可任意長。毛細管兩端溫差在一定範圍內波動時，不會影響溫坪的示值。通過毛細管的熱流會影響溫坪的數值，測定幾組不同熱流下的復現值，外推到零熱流，這時的溫度復現值便是飽和蒸汽壓下的4He超流轉變溫度Tλ(2．1768K)。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
附

圖1為本實用新型結構示意圖。
其中1-上瓶 2-下瓶 3-毛細管 4-高壓充氣管5-溫度計 6-平臺由圖知，本實用新型提供的具有自調節作用的4He超流轉變溫度復現器由上瓶1、下瓶2和毛細管3組成，毛細管3將上瓶1和下瓶2相連通，上瓶上端裝有與內腔相連通的高壓充氣管4(充完氣後將該進氣管頂端焊死)，上瓶吊裝於平臺6下端面，上、下瓶分別裝有溫度計5，上瓶內腔容積大於下瓶內腔容積，上瓶容積大，作為氦氣貯氣室，室溫下充入高壓高純4He氣體，充氣量保證2．2K時液氦充滿下瓶和毛細管，下瓶內腔容積較小，其中的液氦可大大提高下瓶的熱容量，便於實驗操作。控溫平臺的溫度控制在低於Tλ的某點上，使得上瓶對控溫平臺的漏熱率可調。
權利要求1．一種具有自調節作用的4He超流轉變溫度復現器，其特徵在於由上瓶、下瓶和毛細管組成，上瓶容積大於下瓶容積，毛細管將上、下瓶相連通，上瓶吊裝於平臺下端面，平臺溫度控制在低於4He超流轉變溫度Tλ的某點，瓶內充入高純高壓4He氣體，低溫下氦液化充滿毛細管和下瓶。
2．按權利要求1所述的具有自調節作用的4He超流轉變溫度復現器，其特徵在於上瓶上端安裝有高壓充氣管，上、下瓶分別裝有溫度計。
專利摘要本實用新型涉及低溫技術中的具有自調節作用的
文檔編號G05D23/00GK2303329SQ97225969
公開日1999年1月6日 申請日期1997年9月18日 優先權日1997年9月18日
發明者洪朝生, 林鵬, 毛玉柱 申請人:中國科學院低溫技術實驗中心