一种低温恒温器制造技术

本发明专利技术提供了一种低温恒温器及其应用

【技术实现步骤摘要】
一种低温恒温器


[0001]本专利技术涉及低温制冷
，具体而言，涉及一种低温恒温器
。

技术介绍

[0002]扫描电镜是一种常见的实验室设备，它可以在不破坏样品的情况下对样品进行高倍显微镜观察
。
为了确保扫描电镜的观测精度和稳定性，需要将样品台控制在极低的温度下
。
此时，低温恒温器就显得尤为重要
。
[0003]低温恒温器在扫描电镜中的应用主要有以下几个方面：
1、
提供稳定的低温环境：低温恒温器可以控制样品台的温度，使其保持在极低的温度下，这有助于提高扫描电镜的观测精度和稳定性
。2、
保护样品：低温环境可以减缓样品的衰变过程，从而保护样品免受损坏
。3、
提高观测效果：在低温环境下，样品的物理和化学性质发生变化，可以帮助科学家们更准确地观测样品的形态和结构
。
[0004]目前，低温恒温器主要采用两种技术形式：一种是液氦或液氮连续流低温恒温器，利用液氦或液氮杜瓦中液态氦或者液态氮，通过低温传输管线，将低温液体输送到低温恒温器的冷端位置，利用低温液体的相变潜热和显热对冷端进行冷却，达到低温效果；另一种是利用压缩机和低温制冷机相结合的技术方式，将高压气体进行膨胀制冷，达到低温的目的
。
[0005]现有的低温恒温器大多数是应用于光学电镜，其冷端普遍带有透明的玻璃视窗
。
光学电镜的工作机理是利用几何光学成像原理获取图像，光学电镜发射的几何光线非常容易穿透玻璃材质到达被测样品位置
。
而扫描电镜的工作机理是利用高能电子束轰击样品表面，激发样品表面的各种物理信号，然后利用不同的信号探测器接收物理信号并转换成图像信息
。
扫描电镜的高能电子枪发射的电子束经过任何物质时都会被该物体吸收而不会穿透，即使是透明的玻璃材质也会吸收电子束
。
因此，样品的玻璃视窗并不能直接应用到扫描电镜上，现有的低温恒温器无法直接应用于扫描电镜上
。
其次，由于观测过程中需要对样品的空间位置进行多次调整，扫描电镜的样品台在使用过程中需要进行
X、Y、Z
三轴方向和圆周方向上的移动，其要求与样品台连接的低温冷台与之一起移动，现有的低温恒温器无法满足冷端的可移动需求
。
第三，现有的低温恒温器内的低温液体与冷端换热之后，在排气口位置的气体温度仍然较低，很容易产生结霜，对使用者造成不利的影响，且影响恒温器的使用寿命和稳定性
。
第四，现有低温恒温器中的换热结构存在换热温差大，换热效率低，低温气体消耗量偏大的问题亟需解决
。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种低温恒温器
。
所述低温恒温器可用于扫描电镜的样品台控温
。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种低温恒温器，包括进液管
、
进液口
、
回气管
、
出气口
、
冷头
、
冷端换热器
、
软连接线
、
样品台
、
测温控温仪器
、
冷屏
、
真空外
壳；其中进液管一端与进液口相连，进液管另一端与冷端换热器相连，冷端换热器与冷头相连，冷头与回气管相连，回气管尾端连接出气口；进液管和回气管采用圆管制作，两者的位置关系是同心关系，进液管与回气管之间形成一个空隙夹层，同时，进液管
、
回气管与冷端换热器
、
冷头形成一个封闭的气体回路；在回气管的外围固定一层冷屏；软连接线一端连接冷头，一端与样品台连接
。
[0008]本申请所述的测温控温仪器用于样品台的测温控温
。
[0009]在一个具体实施方式中，软连接线和样品台之间采用焊接
、
螺接等方式
。
[0010]在一个具体实施方式中，在回气管的外围固定一层冷屏结构，固定方式通过螺接
、
卡接工艺实现
。
冷屏截面形状可以是圆形
、
方形或者其他异形，在此不做具体限制
。
[0011]在一个具体实施方式中，冷头通过冷头延长段与软连接线连接
。
[0012]在一个具体实施方式中，冷屏连接冷屏加长段，冷屏加长段安装在冷头延长段的外围，其作用和冷屏的作用一致
。
[0013]在一个具体实施方式中，冷头和冷头延长段之间紧密接触，接触面上安装低温热界面材料
。
[0014]在一个具体实施方式中，冷头延长段和软连接线之间采用焊接
、
螺接
、
卡接等方式
。
[0015]在一个具体实施方式中，冷屏和冷屏加长段之间采用无缝连接，可以采用螺接
、
卡接
、
嵌入等多种方式
。
[0016]在一个具体实施方式中，软连接线采用多股无氧铜绞线焊接或者多层无氧铜薄片压制焊接制成；软连接线的外表面做镜面镀层处理
。
[0017]在一个具体实施方式中，在回气管尾端位置的管外围缠绕电加热丝，并在电加热丝的外层采用保温材料做防护层
。
[0018]在一个具体实施方式中，回气管尾端位置设置有温度传感器，并连接温度控制系统
。
[0019]在一个具体实施方式中，测温控温仪器仪表外壳上设置有电连接器的安装孔，电连接器通过安装孔进行安装固定，电连接器连接样品台测温控温时所使用的温度传感器和加热器元器件
。
[0020]本申请还提供了所述低温恒温器的应用，将其用于扫描电镜的样品台控温
。
本申请所述低温恒温器在电镜上使用时，真空外壳和测温控温仪器仪表外壳和电镜腔室连通，共同围成真空空间
。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0022]1.
本申请的低温恒温器使用软连接线连接冷头和样品台，既可以保证冷头产生的冷量可以快速地传递到样品台位置，又可以保证样品台在使用过程中在
X、Y、Z
三轴方向和圆周方向自由移动，不受低温恒温器固定结构的影响，扩大了低温恒温器的使用范围和应用场景
。
采用无氧铜材料制作软连接线，表面做镜面镀层处理，其低温下的导热性能好，柔性大，抗热辐射能力强，可以减少热阻和漏热影响
。
[0023]2.
在低温恒温器的回气管尾端外围设置电加热丝和保温材料，通过加热和保温措施使回气管尾端的外表面温度升高，至少达到空气中水分露点温度以上，防止表面结露结霜的问题发生，避免了低温恒温器在工作时出现表面凝结水分，造成局部湿度过大，影响恒
温器使用寿命和稳定性的问题，也可防止对使用者造成的不利影响...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低温恒温器，包括进液管
、
进液口
、
回气管
、
出气口
、
冷头
、
冷端换热器
、
软连接线
、
样品台
、
测温控温仪器
、
冷屏
、
真空外壳；其中进液管一端与进液口相连，进液管另一端与冷端换热器相连，冷端换热器与冷头相连，冷头与回气管相连，回气管尾端连接出气口；进液管和回气管采用圆管制作，两者的位置关系是同心关系，进液管与回气管之间形成一个空隙夹层，同时，进液管
、
回气管与冷端换热器
、
冷头形成一个封闭的气体回路；在回气管的外围固定一层冷屏；软连接线一端连接冷头，一端与样品台连接
。2.
根据权利要求1所述的低温恒温器，其中冷屏截面形状是圆形
、
方形或其他异形
。3.
根据权利要求1或2所述的低温恒温器，其特征在于，冷头通过冷头延长段与软连接线一端连接
。4.
根据权利要求3所述的低温恒温器，其特征在于，冷屏连接冷屏加长段，冷屏加长段安装在冷头延长段的外围
。5.
根据权利要求4所述的低温恒温器，其特征在于，冷头和冷头延长段之间紧密接触，接触面上安装低温热界面材料
。6.
根据权利要求5所述的低温恒温器，其特征在于，冷屏和冷屏加长段之间采用无缝连接
。7.
根据权利要求1‑
2、4
‑6任一所述的低温恒温器，其特征在于，软连接线采用多股无氧铜绞线焊接或者多层无氧铜薄片压制焊接制成；软连接线...

【专利技术属性】
技术研发人员：何超，施成龙，
申请(专利权)人：北京金竟科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：