Криостаты модельного ряда КРИО–ВТ предназначены для поддержания заданной температуры жидкого теплоносителя, циркулирующего во внутренней ванне термостата и в подключенных внешних потребителях. В качестве внешних потребителей к термостатам могут быть подключены термостатирующие контуры лабораторных химических реакторов,..
Криостат (от крио означает холодную и стат смысл стабильный) это устройство, используемое для поддержания низких криогенных температур образцов или устройств, установленных в криостат. Низкие температуры могут поддерживаться в криостате с помощью различных методов охлаждения, чаще всего при помощи бани криогенной текучей среды, такой как жидкий гелий . Отсюда, как правило, собраны в сосуд, похожий по конструкции на термос или Дьюара . Криостаты имеют многочисленные приложения в науке, технике и медицине.
Виды
Криостаты замкнутым циклом
Замкнутый цикл КРИОСТАТЫ состоят из камеры, через которые прокачивается холодного пара гелия. Внешнее механическое холодильник извлекает теплый вытяжной гелий пар, который охлаждается и вторсырья. Криостаты замкнутым циклом потребляют относительно большое количество электроэнергии, но не нужно быть пополнен с гелием и может работать непрерывно в течение неопределенного периода. Объекты могут быть охлаждены путем присоединения их к металлическим coldplate внутри вакуумной камеры, которая находится в тепловом контакте с камерой паров гелия.
Криостаты прямоточного
Криостаты прямоточного охлаждаются жидким криогенных (обычно гелия или азота,) из дьюара. Как криогенного кипит в криостат, он непрерывно пополняется за счет постоянного потока от дьюара. Контроль температуры образца в криостате, как правило, выполняется посредством регулирования скорости потока криогенного вещества в криостат вместе с проводом нагрева, прикрепленной к ПИД-регулирования температуры цикла . Длина и время, над которыми охлаждения может поддерживаться диктуется объема криогенеза доступных.
В связи с дефицитом жидкого гелия, некоторые лаборатории имеют различные удобства, чтобы захватить и восстановить гелий, как это выходит из криостата, хотя эти объекты тоже являются дорогостоящими в эксплуатации.
Ванна криостаты
Ванна криостаты аналогичны по конструкции к термосы с жидким гелием. Coldplate находится в тепловом контакте с ванной жидкого гелия. Жидкий гелий может быть пополнен как это выкипит, с интервалом от нескольких часов до нескольких месяцев, в зависимости от объема и конструкции криостата. Скорость испарением сведено к минимуму путем экранирования ванну с или холодного пара гелий, или вакуумной щит с стен, построенных из так называемого супер изолятора материала. Пар гелий, который выкипает из ванны очень эффективно охлаждает тепловые экраны вокруг внешней ванны. В старых конструкций могут быть дополнительную ванну с жидким азотом или несколько концентрических слоев экранирования, с постепенно возрастающей температуре. Однако изобретение супер изоляционных материалов сделала эта технология устарела.
Многоступенчатые криостаты
Для того чтобы достичь температуры ниже, чем жидкий гелий дополнительные этапы охладитель может быть добавлен к криостата. Температурах до 1К можно добраться на присоединение coldplate в 1-K горшок , который является контейнером Он-4 изотопа, который подключен к вакуумному насосу. Температурах до 1МК можно добраться, используяхолодильник разбавления или сухой холодильник разбавления обычно в дополнение к главной сцене и 1K горшок. Температуры ниже, что может быть достигнуто с помощью магнитного охлаждения .
Магнитно-резонансная томография и типы магнитных исследований
Криостаты используемые в МРТ машин предназначены для проведения криогенную , обычно гелия , в жидком состоянии с минимальным испарением (отпарного). Ванна жидкий гелий предназначен для поддержания сверхпроводящего магнита 'ы шпульку из сверхпроводящего провода в сверхпроводящее состояние. В этом состоянии провод не имеет электрическое сопротивление и очень большие токи поддерживается с низкой потребляемой мощности. Для поддержания сверхпроводимости, шпулька должна быть ниже его температуры перехода , будучи погруженным в жидкий гелий. Если, по любой причине, провод становится резистивный, то есть теряет сверхпроводимость, состояние, известное как " утолить ", жидкость испаряется гелия, мгновенно повышая давление внутри сосуда. Разрыва диска, как правило, изготовлены из углерода, помещен в трубу или вентиляционные трубы таким образом, чтобы во время экскурсии давления, газообразный гелий может быть сброшено из набора МРТ. Современные криостаты МРТ использовать механический холодильник ( охладитель ) повторно конденсации газообразного гелия и вернуть его в ванну, чтобы сохранить криогенные условия и для сохранения гелия.
Обычно криостаты изготавливаются с двумя судами, один внутри другого. Наружный сосуд вакуумируют с вакуум действует как тепловой изолятор. Внутренний сосуд содержит криогенную и поддерживается внутри внешнего сосуда с помощью конструкций, изготовленных из низкой проводимостью материалов. Промежуточный щит между наружной и внутренней сосудов перехватывает тепло, излучаемое от внешнего сосуда. Это тепло отводится криокулером. Старые криостаты гелия использовал жидкий азот судно, как этот радиационной защиты и имел жидкий гелий во внутренней, третьей судна. В настоящее время несколько единиц с использованием нескольких криогенных сделаны с тенденцией быть к "криогенных без" криостатах, в котором все тепловые нагрузки удалены криокулеры.
Биологическая Тип микротом
Криостат используются в медицине, чтобы сократить гистологических срезов. Они обычно используются в процессе, называемом замороженный участок гистология (см процедуру замороженный участок ). Криостат существу ультрадисперсных "гастроном-нож" , называется микротом , помещают в морозильную камеру. Криостат обычно стационарное морозильник, с внешним колесом для вращения микротом. Температура может варьироваться, в зависимости от ткани сокращаются - обычно от минус 20 до минус 30 градусов по Цельсию. Морозильной камеры либо на питание от электричества, или с помощью хладагента, как жидкий азот. Небольшие портативные криостаты доступны и может работать от генераторов или преобразователей автомобиля. Чтобы свести к минимуму излишние потепление все необходимые механические движения микротоме может быть достигнуто за счет стороны с помощью колеса, установленного вне камеры. Новые микротомов имеют электрический кнопочный продвижение ткани.Точность резки в микрометрах. Ткань подразделяются тонкие, как 1 мкм. Обычные гистологии горки установлены с толщиной около 7 мкм. Образцы, которые являются мягкими при комнатной температуре в смонтированы на режущей среды (часто изготовленной из яичного белка) на металлической "патрон", и замораживают до температуры резания (например, при -20 ° С). После того, как замороженные, образец на патроне установлен на микротоме. Кривошипно поворачивается и образец переходит к режущим лезвием. После того, как образец сократить до удовлетворительного качества, она установлена на теплой (комнатной температуры) прозрачное стекло слайд, где он будет мгновенно таять и прилипать. Предметное стекло и образец сушат с сушилкой или сушат на воздухе, и окрашенных. Весь процесс от установки на чтение слайд занимает от 10 до 20 минут, что позволяет быструю диагностику в операционной, для хирургического удаления железы.Криостат может быть использован, чтобы сократить гистологии и тканей слайд (например, для локализации фермента) за пределами медицины, но качество раздела бедных по сравнению со стандартной фиксированной разделе воска установлен гистологию.
