Скачать информацию по Гибридному криостату LN2-CC в PDF

Криостат со встроенным генератором жидкого азота предназначен для охлаждения детекторов из особо чистого германия и поддержания рабочей температуры детектора длительное время до 24 месяцев без дозаправок криостата жидким азотом.

Криостат конструктивно совместим с блоками детектирования на основе кристалла из особо чистого германия (ОЧГ) всех известных производителей (Mirion Technologies (Canberra), Ortec (Ametek), BSI и др.). Время поддержания рабочей температуры зависит от теплопотерь в криостате ОЧГ детектора. При установке в гибридный криостат ОЧГ детектора, который уже был в эксплуатации более 2-х - 3-х лет, рекомендуется провести его профилактическое сервисное обслуживание с вакуумированием криостата. Это снизит теплопотери из-за увеличения давления остаточных газов внутри вакуумного объема криостата.

Система охлаждения с конденсацией жидкого азота представляет собой гибрид сосуда Дьюара и генератора жидкого азота на основе обратной машины Стирлинга в криогенном варианте. Газообразный азот, образующийся в процессе работы в верхней части сосуда Дьюара, конденсируется криогенератором и возвращается в жидкое фазовое состояние.

По сравнению с традиционными криостатами, охлаждаемыми жидким азотом, конденсационное охлаждение обеспечивает очень экономное расходование азота, обеспечивая при этом надежное поддержание рабочей температуры ОЧГ детектора близкой к температуре кипения жидкого азота в течение очень длительного времени.

По сравнению с криостатами с электрическим хладогенератором, в гибридном конденсационном азотном криостате нет прямого механического контакта между детектором и криогенератором, что значительно снижает влияние вибраций на работу детектора. Микрофонный эффект, часто возникающий в кристалле из особо чистого германия в электрических криостатах, в гибридном криостате отсутствует. Это означает, что для гибридного криостата не требуются какие-либо специальные фильтры, снижающие влияние микрофонного эффекта. При использовании гибридного криостата энергетическое разрешение гарантировано будет соответствовать паспортному значению ОЧГ детектора, измеренному в азотном криостате.

Гибридный криостат обеспечивает повышенную защищенность гамма-спектрометра с ОЧГ детектором при аварийных отключениях сетевого питания. Практически все ОЧГ детекторы различных производителей, не оборудованные дорогостоящей ультра-вакуумной камерой, при повышении температуры кристалла могут выйти из строя из-за конденсации остаточных газов на поверхности кристалла германия, что может привести к высоковольтному пробою по поверхности кристалла и необратимому его повреждению. Производители ОЧГ детекторов обычно предусматривают конструктивные элементы защиты от повышения температуры кристалла при выкипании жидкого азота в азотноохлаждаемом криостате или аварийного отключения хладогенератора в электрическом криостате при повышении температуры кристалла до критического значения. При срабатывании защиты автоматически отключается напряжение смещения, которое устанавливается обычно в пределах 3500-5000В. Такая защита может работать неустойчиво и с задержкой, что не позволяет на 100% исключить выход из строя ОЧГ кристалла. Более того, при выходе из теплового режима остаточные газы внутри криостата заполняют внутренний объем, теплоизоляция криостата нарушается и для возвращения блока детектирования в рабочий режим требуется дождаться окончательного прогрева криостата до комнатной температуры и только после этого включать электрический криогенератор или заливать заново сосуд Дьюара жидким азотом. Такой тепловой цикл занимает минимум 20-30 часов и все это время гамма-спектрометр будет в нерабочем состоянии.

У электрических криостатов есть электронная схема защиты, не позволяющая пользователю включить криогенератор до завершения теплового цикла, а в азотноохлаждаемые криостаты такую защиту встроить невозможно и пренебрежение правилами эксплуатации ОЧГ блока детектирования может привести к повреждению кристалла в случае заливки жидкого азота до прогрева криостата до комнатной температуры.

Всех этих недостатков лишен гибридный криостат, поскольку при аварийном отключении электропитания криостат может поддерживать рабочую температуру кристалла не менее 7-ми дней за счет охлаждения жидким азотом, а при подаче напряжения сразу начинает работать криогенератор.

дения жидким азотом, а при подаче напряжения сразу начинает работать криогенератор. При использовании гибридного криостата кратковременные отключения электропитания длительностью до нескольких суток не требуют прохождения полного теплового цикла и гаммаспектрометр можно включать и выключать в любое время.

Мониторинг и автоматическая регистрация всех параметров гибридного криостат осуществляется встроенным контроллером, на который поступает информация с множества датчиков.

Гибридный криостат оснащен 5-ти дюймовым сенсорным экраном, на котором отображается:
- уровень жидкости;
- мощность охлаждения;
- внутреннее давление в баке;
- скорость вращения вентилятора;
- температура холодильника и оборудования в режиме реального времени.