計量學全金屬化4.2K至1.3K液氦杜瓦瓶裝置（二）

點擊次數：1433 更新時間：2021-03-05

20um)和21層尼龍布間隔迭包的多層絕熱；
(3)在內膽下段設置活性炭槽，以吸附剩余氣體，它在用液氮預冷及輸入液氨時起作用，可把真空度提高一個數量級(例如10-Torr→10~Torr) 以上，從而提供了一個高真空區； (4) 瓶口設置10層隔板(銅、導磁性不銹鋼、泡沫塑料的圓片間隔排列)，以切斷氦氣對流，減少輻射漏熱。由于采取了以上措施，根據測量和計算，平均蒸發率達到0.2l/h的水平。為了進一步隔絕液氦杜瓦瓶內膽上口與大氣之間的熱傳導，在內膽入口處加裝一個液氮槽，提供77K冷屏，使效果更好。對于計量學杜瓦裝置而言，防磁是重要的問題，美國的同類裝置的剩磁只有6m0ell。我們采取了以下幾項措施：
(1)內筒用無(弱)磁材料制造；
(2)在真空夾層中設置一層由0.5mm厚鐵板做成的鐵磁屏蔽層，以屏蔽直流磁場(瓶口的10層導磁性不銹鋼也是為同一目的而設置的)；
(3)真空夾層中的20層鋁箔和瓶口處的10層銅片可屏蔽交流磁場。實踐的結果，雖然磁測實驗較困難，根據數據認為剩磁約為25m0e左右。為了使用方便，設計上采取了以下措施：
(1)真空夾層為可拆式密封，抽氣口安裝高真空閥門； (2)內膽上段頸部設置4個氮氣回氣口(4.2K)，亦即減壓抽口(4.2K~1.3
K)；
(3)蓋板上設三根吊桿、一塊壓力真空表、一個33芯密封插頭、一個安全閥、三個安放輸液管或液面計的活動密封插口；些措施使整個裝置具有良好的使用性能。
技術性能如下：
(4)用推車可方便移動，車上安裝有防震彈簧。這
(1)杜瓦瓶**高度：1780mm
(2)杜瓦瓶內筒**高度：1650mm
(3)樣品室**直徑：中200mm
(4)杜瓦瓶**直徑：中620mm
(5)杜瓦瓶內筒**直徑：中350mm
(6)杜瓦瓶外筒直徑：526mm
(7)**輸入液氨量：60l
(8)平均蒸發率：約0.2l/h
(9)剩余磁場強度：約25m0c
(10)安全性：由于全金屬化，外簡有加強篩，上蓋有安全閥，確保安全。
為確定4.2K時的平均蒸發率，采用H.玻璃轉子流量計測量氨回氣流量，8小時平均指示值為3.51l/min，對1小時而言為3.51×60=210.6l/h。但根據氣體比重!之比可
以算出：PYHa/ YH。=10.08987/0.1785=0.70956
故得：氨氣流量=210.6x0.70956_=0.14943m*/h1000
這個數值被氣液比(大約0.7m³的氦氣可折合為1l的液氦)去除，得：0.14943/0.723965=0.2064l/h
因此液氨平均蒸發革取0.2l/h。
3.使用方法
首先，在長期擱置后準備使用時，應先抽夾層真空。以機械泵、擴散泵系統抽氣，應能達到6×10-Torr左右。否則應檢查漏氣原因。

其次，應用液氨進行預冷，以保證液氨蒸發率低。輸入液氮可為30l左右，然后開口放置4~8小時或更長時間。這樣可使液氦杜瓦瓶高溫區的溫度分布近于灌注液氦后的溫度分布，縮短杜瓦瓶的熱平衡時間。
在灌注液氨前，應將液氮排于凈。在預先插好液氦輸液管的情況下，用機械泵從減壓口
(即回氣口) 對內筒抽真空，壓強應達到0.1Torr左右。這樣做可以達到以下目的：(1) 抽除氮氣，保證氦氣純度高，不會造成污染；
(2)用抽氣檢查是否還有液氮，防止它殘留在底部，當輸入液氦時成為干冰，以大的潛熱消耗大量液氨；
(3)抽氣本身是檢查密封性的方法。抽氣后，夾死管道，撤除機械泵，把減壓口(回氣口)與回氣道相聯，即可輸入液
氨。在工作條件下，液面可用電容式液面計連續監測，或用超導電阻式液面計作定點監測。當杜瓦凝水或外膽結霜，若液氨蒸發事明顯增大，可檢查夾層真空度。