低溫檢測閥門的研討和檢測

低溫檢測閥門的研討和檢測

*，超流氦的粘度為零。要在30個大氣壓的情況下，將超流氦密封在很小的腔體里，其難度是可想而知的。為了實現(xiàn)實驗所需要的溫度和壓力控制，zui初的設計采用了JPL特殊設計的閥門。
    *，超流氦的粘度為零。要在30個大氣壓的情況下，將超流氦密封在很小的腔體里，其難度是可想而知的。為了實現(xiàn)實驗所需要的溫度和壓力控制，zui初的設計采用了JPL特殊設計的閥門。將實驗腔和閥門遠離，兩者用直徑為0.25mm的毛細管相連結(jié)。一般情況下，閥門的工作溫度為4.2K.并且，在低溫下，要求閥門應在從30個大氣壓到飽和壓力的范圍內(nèi)的任意壓力下均能打開。

閥門在實驗過程中是關(guān)閉的。打開閥門所需要的壓力事先可以通過彈簧調(diào)節(jié)。閥門共有3個毛細管與之相連，如所示。分別為進氣口、出氣口和加壓管道。閥門的關(guān)鍵部位為密封件，其包括底座和針頭，閥門的設計是*按照為了便于更換底座和針頭而定的。這樣，可以通過大量的測試來選擇合適底座和針頭。由于閥門的密封*是靠底座和針頭的接觸和變形來完成的。一般來說，密封面的尺寸非常小。要密封住超流氦，就要求密封面的光潔度非常好。通過對底座和針頭的密封面進行特殊拋光處理，使密封面達到了鏡面的效果。在100倍電子顯微鏡下觀察，密封面上應無任何雜質(zhì)和加工的痕跡，如所示。從中僅可以看到金屬的表面結(jié)構(gòu)。

由于實驗需要閥門在從30個大氣壓到飽和壓力的任意壓力下均能打開，并能*密封住超流氦，所以閥門的開關(guān)特性是zui關(guān)鍵的一環(huán)。因此在77K和300K的溫度下，對閥門的流量特性進行了測試。

閥門的工作原理如下：一般情況下，在加壓口3加上一定的壓力，壓力迫使波紋管收縮，將閥門密封件之一的底座與針頭分離，實驗用的高純度氦氣就由進氣口1由氣源進入，并通過出氣口2進入實驗腔中，如所示。

電子顯微鏡下的部分密封件表面，材料為高純無氧銅（OFHC）在空間實驗中，由于可靠性的緣故，對兩套不同形式的密封件進行了測試。它們的結(jié)構(gòu)分別示于和。密封件結(jié)構(gòu)示意圖在流量特性的測試中，采用4He作為工質(zhì)。為了測量出閥門在大范圍流量下的流動特性，采用氦質(zhì)譜檢漏儀作為流量測量設備。為了充分了解閥門的流量特性。在77K和300K的溫度下，進行了以下兩種情況的測量：1.實驗腔連接在出氣口，氦氣從進氣口進入，從出氣口進入實驗腔；2.實驗腔連接在進氣口，氦氣從出氣口進入，從進氣口進入實驗腔。