[發明專利]一種真空低溫裝置的平衡調節結構和調節方法

在審

• 申請號: 202110233190.1
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112808344A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 王金陣;邊星;伍繼浩
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: B01L9/00
• 分類號: B01L9/00;B01L7/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 魏毅宏

本發明涉及一種真空低溫裝置的平衡調節結構和調節方法，所述平衡調節結構包括至少兩個調節機構，所述調節機構安裝在所述真空低溫裝置內的實驗裝置的外側，各所述調節機構包括低導熱棒、固定在低導熱棒末端的加熱器組件以及檢測模塊，所述檢測模塊用于檢測所述實驗裝置的傾斜位置，所述加熱器組件包括加熱器和吸氣劑，所述平衡調節結構基于所述檢測模塊檢測到的所述實驗裝置的傾斜位置，控制所述加熱器加熱處于相應傾斜位置的所述吸氣劑，以使得所述吸氣劑放出氣體而減輕相應傾斜位置的重量，從而調節所述實驗裝置的傾斜狀態，所述平衡調節結構的結構簡單，沒有運動部件，操作簡單，可以實現高精度的平衡調節。

技術領域

本發明涉及真空低溫實驗技術領域，特別是涉及一種真空低溫裝置的平衡調節結構和調節方法。

背景技術

在真空低溫實驗技術領域中，真空低溫裝置中實驗裝置的平衡姿態往往對實驗的結果產生重要影響?，F有技術中，通常在室溫下對實驗裝置進行盡可能的平衡調節以保證到低溫下的平衡，但是由于材料熱收縮系數的不同、溫度梯度的存在，裝置到真空低溫下的平衡狀態就會發生不可避免的改變。雖然可以在室溫下將這些因素考慮進去以對實驗裝置進行平衡調節，但是仍然存在一些因素讓降溫過程中的實驗裝置失去平衡，如一些負剛度系數的結構。也就是說，現有的平衡調節方式無法滿足在低溫真空狀態下的實驗裝置進行平衡調節的要求。因為在液氦液氮溫度等低溫環境下，幾乎所有材料都被凍硬，甚至很多材料都變脆，常溫下的很多平衡調節方法失效或者無法采用。如常溫下滑塊、螺栓等平衡調節方法，在低溫下這些方法就需要復雜的動作機構，會帶來漏熱、噪音、結構復雜、影響真空等問題，而且真空低溫下的精密裝置無法進行直觀的操作，因此現有的動作機構無法滿足真空低溫環境下對實驗裝置進行平衡調節的要求。

發明內容

本發明的目的是，提供一種真空低溫裝置的平衡調節結構和調節方法，所述平衡調節結構結構簡單，平衡調節方式簡單，能夠在真空低溫環境下對實驗裝置進行高精度的平衡調節，解決了真空低溫環境中難以進行平衡調節的技術問題。

本發明在一方面提供了一種真空低溫裝置的平衡調節結構，所述平衡調節結構包括至少兩個調節機構，所述調節機構安裝在所述真空低溫裝置內的實驗裝置的外側，其中各所述調節機構包括低導熱棒、固定在低導熱棒末端的加熱器組件以及檢測模塊，所述檢測模塊用于檢測所述實驗裝置的傾斜位置，所述加熱器組件包括加熱器和吸氣劑，所述平衡調節結構基于所述檢測模塊檢測到的所述實驗裝置的傾斜位置，控制所述加熱器加熱處于相應傾斜位置的所述吸氣劑，以使得所述吸氣劑放出氣體而減輕相應傾斜位置的重量，從而調節所述實驗裝置的傾斜狀態，以此實現所述實驗裝置的平衡調節。

在本發明的一實施例中，所述吸氣劑具有臨界溫度，在臨界溫度之下，所述吸氣劑能夠吸收所述真空低溫裝置內的工作氣體以確保真空，在臨界溫度之上，所述吸氣劑能夠釋放所吸收的所述工作氣體以減輕重量，其中所述工作氣體的液化溫度和所述臨界溫度均不低于所述實驗裝置的工作溫度。

在本發明的一實施例中，所述吸氣劑為活性炭。

在本發明的一實施例中，所述平衡調節結構還包括包裹在所述加熱器組件之外的包裹層，所述包裹層與所述加熱器組件之間存在間隙，所述包裹層設有多個開孔以供所述工作氣體進出。

在本發明的一實施例中，所述包裹層由多層反射材料制成。

在本發明的一實施例中，所述低導熱棒采用聚四氟乙烯或G10制成。

在本發明的一實施例中，所述平衡調節結構包括三個所述調節機構，三個所述調節機構之間以相互呈120°的狀態均布安裝在所述實驗裝置的外側。

在本發明的一實施例中，所述檢測模塊為光學式傳感器或電容式傳感器。

本發明在另一方面還提供了一種真空低溫裝置的平衡調節結構的調節方法，包括步驟：