KelvinoxMX是唯一一个将冷却平台从实验服务组件中分离出来的稀释制冷机系统。
模块化设计提供了如下优势:.
» 根据用户需求可以方便地改变系统的实验设计以及热力学性能。
» 仅仅需要相当少的周转时间,多个用户便可以完成不同设计方案的实验。
» 并没有更换整个制冷机,而是通过升级稀释部分来增强制冷功率,从而实现不同的应用。
» 所有的KelvinoxMX 系统可以与Integra系列磁体和低温腔无缝集成
KelvinoxMX 组件
主插件:这对所有的系统都是共同的,包含了一个创新性的延伸1K冷凝器,可以zei小化震颤噪声的产生。一个自紧系统可以保证从低温腔内安全取出插件及更换。
可以替换的稀释部件能够配置到首要插件内部来适合实验要求。
此外,一系列的实验插件(第二插件)提供了实验上必须的可调性,以
多功能来适应现代的实验室。
» 基本实验插件。此插件为实验者提供了一个设计测量实验的平台.
» 高频实验插件。配备了半刚性的同轴电缆。
» 旋转实验插件。配备了手动和马达驱动的转子,来研究各向异性现象、
» 通用实验插件。此插件同样提供了一个可以根据实验订制的平台。
» Dipper Insert. 此插件改变了通用插件,可以放在氦传输器或集成系统杜瓦中,在KelvinoxMX外部使用,适合1.5K之上测量。
» 改变实验插件。这是一个非常简单的过程,可以在室温下进行。
KelvinoxMX拥有四个型号.
型号 | MX100 | MX250 | MX400 |
zei低温度 | ≤ 15 mK | ≤ 12 mK | ≤ 7 mK |
温度稳定性 | ± 1 mK | ± 1 mK | ± 1 mK |
zei高温度 | 1 K | 1 K | 1 K |
连续操作 | 标准 | 标准 | 标准 |
样品环境 | 真空 | 真空 | 真空 |
冷却功率 100 mK | ≥ 100 µW | ≥ 250 µW | ≥ 400 µW |
制冷功率 120 mK | ≥ 140 µW | ≥ 360 µW | ≥ 580 µW |
滑动密封 | ◊ | ◊ | ◊ |
3He/4He 混合气 | ◊ | ◊ | ◊ |
系统构成:
KelvinoxMX 由三个主要部件构成:
主插杆 :提供一个 50 mm 直入孔, 可以搭配一系列实验插杆。 1.5 K 平台制冷由重新设计的1 K 冷凝器实现,连续流动氦四液体通过该冷凝器可以实现zei小的震颤噪声。滑动密封换样可以实现快速实验周转时间,简易更换稀释制冷机插杆并zei小化液氦损失。
稀释制冷机插杆: 一共三个型号,依据制冷功率不同 MX100 - 100 µW, MX250 - 250 µW 和 MX400 - 400 µW.
实验插杆:
基础插杆 - 使用 6 mm 直入式到内真空腔(IVC).
高频 - 使用半刚性电缆及柔性同轴缆线. 同时可以搭配24根线进入混合室。
旋转杆: 此插杆与高频插杆类似,此外还 Swedish rotator
通用型: 该插杆是客户定制型的理想基础。实验通路可以通过15 mm 直径的通路接入混合腔以及 3 x 8 mm 直径的通路接入 IVC. 室温端是16或者25直径的通路。
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可选项:
EX100 : 普通实验插杆
EX200 : 高频实验插杆
EX300 : 手动旋转器实验插杆
EX310 : 自动选择器实验插杆
EX400 : 多用途实验插杆
LE100 : LECSH 低涡旋电流样品架
CS100 : ROTH1, 30 点标定的 RuO2 温度传感器(可达 50 mK)
CS200 : ROTH2, 普通标定的 RuO2 温度传感器
RB100 : AVS47电阻电桥,具有射频滤波、电缆以及IEEE接口
TS530 : 适用于AVS47 的电阻电桥的温度控制器
IPC : Isobus/Picobus 转换器
VB100 : Bucket IVC for EX400 insert
VM100 : Magnet IVC for EX400 insert
VS100 : Adapter bafle for EX400 insert
VI100 : ISO-K adapter for EX400 insert
HTC : 氦冷阱
输液管
HE3F : 3He 流量计
BK100 : Bucket IVC
VIN : 真空阀门
如何解决液氦运行费用:
KelvinoxMX系列与IntegraAC, 液氦自冷凝恒温器相匹配。
此系列产品可以显著减少液氦消耗,将挥发出的氦气重新冷凝回杜瓦中
稀释过程:
当氦3氦4混合气冷却到870mK以下时,开始分离成两相。较轻的是富含氦3的凝聚相,较重的是富含氦4的稀释相。氦3在两种相中的浓度依赖于温度。由于氦3在两种相中的焓是不同的,通过从凝聚相中向稀释相蒸发氦3,可以得到制冷效果。
如果使凝聚相和稀释相的分离,并且在混合室中形成相分界面,则在此处可以发生制冷过程。
为了获得持续的制冷过程,需要使氦3连续地通过相分界面。如果将和混合室相连的蒸馏室中稀释相温度升高到大概700 mK,在这个温度下,氦3的蒸汽压要比氦4大两个数量级,那么氦3能够被使用室温环境中的机械泵,或者吸附泵优先抽取到,由此可以得到连续的氦3通过相分界面的流动,形成制冷功率。被泵抽走的氦3重新回到系统中,通过1K池冷凝,蒸馏室预冷,在连续热交换器中和来自混合室的退出气流进行热交换,进一步冷却至150mK,然后一系列的银烧结阶梯热交换器,从100mK到冷却到20mK,并zei终重新进入混合腔,开始新的制冷循环。
为了防止热辐射影响制冷平台,稀释单元和1K池位于真空中,同时由辐射屏隔开了环绕着热交换器和混合室的下面样品空间的蒸馏室和100mK冷盘。
通过适当的设计,可以利用稀释制冷机得到低于5mK的温度。
KelvinoxMX的设计允许稀释制冷机中制冷剂循环和实验引线分开。在室温下,实验插杆可以通过主插杆上一个50mm端口的相互交换。一旦实验插杆和主插杆对准连在一起,便可利用热带扣将二者紧密连接起来。这些热带扣设计使得易于使用,同时保证zei优的热连接。实验插杆和主插杆之间上部利用O圈密封,而IVC法兰处使用铟密封。
应用领域:
科研领域 | 应用 | 实验技术 |
半导体材料 |
量子霍尔效应 |
磁阻测量 |
固体物理 |
重费米子体系 |
比热 |
超导材料 |
Low Tc 超导 |
电阻 |
天体学宇宙学 | 低温探测器超导隧穿锗辐射热测定器 |
电热测量 |
计量标准 |
量子霍尔效应 |
磁阻测量 |