[發(fā)明專利]一種用于低溫環(huán)境設(shè)備的換樣方法、系統(tǒng)及應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911031895.4
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN110864959A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅萬居;白波;胡海韜;黃志強(qiáng);袁寶;童欣
• 申請（專利權(quán)）人: 散裂中子源科學(xué)中心;中國科學(xué)院高能物理研究所
• 主分類號(hào): G01N1/36
• 分類號(hào): G01N1/36
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 李小焦;郭燕

本申請公開了一種用于低溫環(huán)境設(shè)備的換樣方法、系統(tǒng)及應(yīng)用。本申請的換樣方法包括，(1)將樣品從樣品室移動(dòng)到過渡艙，關(guān)閉樣品室與過渡艙的門閥；(2)向過渡艙中充氦氣，使其保持正壓；(3)打開過渡艙的外部密封法蘭，進(jìn)行樣品更換，然后關(guān)閉外部密封法蘭，對過渡艙抽真空；(4)完成步驟(3)后，對過渡艙進(jìn)行至少一個(gè)循環(huán)的：充氦氣、抽真空；(5)在過渡艙為真空狀態(tài)或過渡艙內(nèi)充滿氦氣狀態(tài)下，開啟樣品室與過渡艙的門閥，將待測樣品移動(dòng)到樣品室內(nèi)。本申請的換樣方法，通過向過渡艙中通入氦氣，能有效避免換樣時(shí)空氣混入樣品室內(nèi)，從而保障了樣品室內(nèi)氦氣純度，減少了因空氣混入導(dǎo)致的制冷循環(huán)氣路堵塞，提高了檢測效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及低溫環(huán)境設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種用于低溫環(huán)境設(shè)備的換樣方法、系統(tǒng)及應(yīng)用。

背景技術(shù)

在科學(xué)研究領(lǐng)域，為了測量材料的物性，常常將樣品放置于低溫環(huán)境設(shè)備或者強(qiáng)磁場設(shè)備中，用以觀察物質(zhì)在不同條件下的物性與相變。目前常規(guī)使用的低溫環(huán)境設(shè)備都是采用氦氣壓縮冷卻技術(shù)獲得低溫。

在當(dāng)今世界，許多國家爭相建立體現(xiàn)國家科技實(shí)力的科研利器大型科研平臺(tái)，如同步輻射光源和散裂中子源等。在這些平臺(tái)上，常常用到低溫環(huán)境設(shè)備和超導(dǎo)磁體強(qiáng)磁場設(shè)備，用以實(shí)現(xiàn)在低溫高場下觀察物質(zhì)的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的演化。在這些大型平臺(tái)中，低溫環(huán)境設(shè)備作為其中一部分安裝到測試束線的樣品臺(tái)上，這個(gè)安裝過程非常費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。因此，為了提高使用效率，低溫環(huán)境設(shè)備安裝到樣品臺(tái)上后，通常需要連續(xù)測量幾個(gè)甚至幾十個(gè)待測樣品，這時(shí)就涉及到一個(gè)樣品測試完成后更換下一個(gè)樣品的問題。目前，低溫環(huán)境設(shè)備的換樣方法主要是，先將測量好的樣品移動(dòng)到過渡艙，將過渡艙與樣品室隔絕，再將樣品移走到其它備用區(qū)域；然后，在下一個(gè)樣品進(jìn)入樣品室時(shí)，先是將樣品放入過渡艙內(nèi)，進(jìn)行抽真空操作，將過渡艙內(nèi)的空氣排出，最后再將樣品送入到樣品環(huán)境設(shè)備的樣品室內(nèi)。

理論上，根據(jù)以上換樣方法可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)若干次的待測樣品檢測；但是，實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，基于氦氣壓縮冷卻技術(shù)的低溫環(huán)境設(shè)備，在經(jīng)過數(shù)次換樣后容易出現(xiàn)制冷循環(huán)氣路堵塞問題，以至于后續(xù)降溫過程無法正常運(yùn)行。這時(shí)，不得不將低溫環(huán)境設(shè)備從束線樣品臺(tái)上搬走，在備用區(qū)進(jìn)行更換氣體、恢復(fù)氣路，然后再重新安裝到樣品臺(tái)上。

因此，如何提高低溫環(huán)境設(shè)備的使用效率，實(shí)現(xiàn)更多樣品的連續(xù)檢測，是本領(lǐng)域亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的是提供一種新的用于低溫環(huán)境設(shè)備的換樣方法、系統(tǒng)及應(yīng)用。

本申請采用了以下技術(shù)方案：

本申請的一方面公開了一種用于低溫環(huán)境設(shè)備的換樣方法，包括以下步驟，

(1)將樣品從樣品室移動(dòng)到過渡艙，然后關(guān)閉樣品室與過渡艙的門閥；

(2)向過渡艙中充入氦氣，使過渡艙保持相對于外部環(huán)境的正壓；

(3)打開過渡艙的外部密封法蘭，進(jìn)行樣品更換，然后關(guān)閉外部密封法蘭，并對過渡艙進(jìn)行抽真空；

(4)完成步驟(3)后，對過渡艙進(jìn)行至少一個(gè)循環(huán)的以下操作：充氦氣、抽真空；

(5)最后，在過渡艙為真空狀態(tài)下，或者過渡艙內(nèi)充滿氦氣的狀態(tài)下，開啟樣品室與過渡艙的門閥，將待測樣品移動(dòng)到樣品室內(nèi)，即完成換樣。