由于實驗目的不同,高低溫試驗箱的設計便大受其限制。對于要求試樣一直處于絕熱狀態的實驗,例如測定比熱或測定導終的試驗,就不能使用制冷劑直接浸泡.放置試樣的盒子內部,必須保持高度的絕熱。盡管測定時需要不斷變化試樣的溫度,但是卻可以隨時對破壞了其絕熱情況的熱溫進行,而這種調整可由外部的氣招和機械的接觸來進行,而在設計上這兩者是有較火區別的。
一般講,在設計低溫高低溫試驗箱時,首先要對下列詢素進行研究確定.
(1)在液體浸泡型低溫高低溫試驗箱中,當進行性能側定時另外是.否還有其他溫度范圍的要求。
(2)在的溫度范圍內,保持該溫度所必需的時間以及溫度控制的精度等級。
(3)試樣周圍是否必須進行絕熱,或為了傳熱把低溫氣體充到試樣的周圍以達到溫度均勻的情況。
(4)為了達到測定的目的,對試樣需要采取什么措施?如何安裝?例如電流、電壓的引線及測量。測定機械性能所需的支撐及可動部分。紅外線、可見光線、劣射線及粒子射線的射入口設置等問題。
(5)溫度測定中,為了進行控制,采用何種類型的溫度計及數童。
(6)為了加入磁場,電磁鐵兩極間的距離和超導線圈的內徑尺寸都必須予先確定,它直接限制了低溫高低溫試驗箱的尺寸。由于磁場的變化在高低溫試驗箱內部的金屬中產生旋渦電流它能否破壞絕熱,和引起不必要的溫度上升。
(7)考慮到低溫高低溫試驗箱的強度、尺寸、費用等因素,確定選用玻璃制的或是金屬制的杜瓦瓶。制冷劑貽存容器內的來驗裝里這是指研究者單越操作時,無論在什么情況下,若使用貯藏用杜瓦瓶時根據實驗目的,他可以很方便地將尹料聆里于貯藏用杜瓦瓶中。其優點是能將大勝液態栩冷劑‘次裝入,這樣對于·長時間的連續.實驗比較適合;或者因為跑冷和裝置的發熱使濃體過早燕發叭仍能維持連續測定相當一段時間。但是這種裝!對于既使用電磁鐵又滿由橫向引入光線的實驗不太合適。貯藏用杜瓦瓶由5升到.;4升不等,其用途大致都相同。
用液氦的只是以達到4.2為目的的裝置。如圖6-3所示,它是將具有密封蓋的試樣盒 A放入杜瓦瓶中。圖中B為密封處,是采用橡膠管或U形圈作成滑動式的,這樣則便于將A 由濃面提出和放入。試樣盒A過大則無法放入。
欲要在液態制冷劑的標準沸點以下的溫度進行側試,這種裝置無法將貯存用杜瓦瓶內液體的總蒸氣壓降低。因為要達到所需要的溫度.就要將大zui的液休蒸發則要花費很長的時間。可見這種裝置在需要改變溫度時是極不方便的。此時可采用圖6一所示的裝置。貯存用杜瓦瓶內的濃體仍是不大氣壓,可用棒B從外部控制伐Yw研與閉,使液體怕管C導入F空間。F部位采用雙層管和外圍的液體互相隔開,雙層管采用真空絕熱。引入;F.中的液體使甩排氣泵可將蒸氣壓降到任意值,故在其中浸泡的試樣盒A的溫度可以任意調節。
另外高低溫試驗箱也可以通過繞在雙層管內壁外側上的電熱絲加熱產生氦氣(10-3毫米汞柱以上),以代替空間里的液體。這樣一方面可根據需要在空間加入稀薄的氦氣方面可通過擴散 泵使雙層管間絕熱層進行真空絕熱。這樣通過調節真空度和電熱絲的輸入電流。
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