Claims (15)
PATENTTIVAATIMUKSETPATENT CLAIMS
1. Kryogeeniton jäähdytyslaite, joka käsittää: tyhjiökammion (4); lämpösäteilysuojan (54, 10), joka ympäröi työaluetta (20) ja sijaitsee tyhjiökammi- ossa; cryofree-jäähdytysjärjestelmän, jossa on jäähdytysaste, joka on kytketty läm- pösäteilysuojaan; kohdakkaiset aukot (52, 56, 58) lämpösäteilysuojassa ja tyhjiökammion seinä- mässä; — näytteenlatauslaitteen, jossa on yksi tai useampi pitkänomainen koetin (3) ja yhteen tai useampaan pitkänomaiseen koettimeen kiinnitetty näytteenpitolaite (2), jotka yksi tai useampi pitkänomainen koetin ovat tarkoitetut näytteenpitolaitteen vie- miseksi kohdakkaisten aukkojen läpi työalueelle (20); ja yhden tai useamman lämpöliittimmen (18), missä näytteenpitolaite on irrotettavasti — kytketty lämmön johtumista varten lämpöliittim(ijen kautta lämpösäteilysuojaan (54, 10) näytteenpitolaitteessa tai sen päällä olevan näytteen (1) esijäähdyttämiseksi en- nen näytteenpitolaitteen viemistä työalueelle (20); tunnettu siitä, että yksi tai useampi lämpöliitin käsittää yhden tai useamman lämpöä johtavan jousen (31), jo(t)ka on kiinnitetty lämpösäteilysuojaan lämpöä johtavan — kontaktin aikaansaamiseksi lämpösäteilysuojan ja näytteenpitolaitteen (2) välille.1. A cryogen-free cooling device comprising: a vacuum chamber (4); a thermal radiation shield (54, 10), which surrounds the work area (20) and is located in a vacuum chamber; of a cryofree cooling system with a cooling stage connected to a thermal radiation shield; aligned openings (52, 56, 58) in the thermal radiation shield and in the wall of the vacuum chamber; — a sample loading device with one or more elongated probes (3) and a sample holding device (2) attached to one or more elongated probes, which one or more elongated probes are intended to take the sample holding device through aligned openings to the work area (20); and one or more thermal connectors (18), where the sample holding device is detachably — connected for heat conduction via the thermal connectors to the thermal radiation shield (54, 10) in the sample holding device or on it for precooling the sample (1) before taking the sample holding device to the work area (20); known for that , that one or more thermal connectors comprise one or more heat-conducting springs (31), already (t) attached to the heat-radiation shield in order to establish a heat-conducting — contact between the heat-radiation shield and the sample holding device (2).
2. Kryogeeniton jäähdytyslaite, joka käsittää: tyhjiökammion (4); lämpösäteilysuojan (54, 10), joka ympäröi työaluetta (20) ja sijaitsee tyhjiökammi- ossa; — cryofree-jäähdytysjärjestelmän, jossa on jäähdytysaste, joka on kytketty läm- pösäteilysuojaan; kohdakkaiset aukot (52, 56, 58) lämpösäteilysuojassa ja tyhjiökammion seinä- mässä;2. A cryogen-free cooling device comprising: a vacuum chamber (4); a thermal radiation shield (54, 10), which surrounds the work area (20) and is located in a vacuum chamber; — a cryofree cooling system with a cooling stage connected to a thermal radiation shield; aligned openings (52, 56, 58) in the thermal radiation shield and in the wall of the vacuum chamber;
näytteenlatauslaitteen, jossa on yksi tai useampi pitkänomainen koetin (3) ja yhteen tai useampaan pitkänomaiseen koettimeen kiinnitetty näytteenpitolaite (2), jotka yksi tai useampi pitkänomainen koetin ovat tarkoitetut näytteenpitolaitteen vie- miseksi kohdakkaisten aukkojen läpi työalueelle (20); ja yhden tai useamman lämpöliittimen (18), missä näytteenpitolaite on irrotettavasti kytketty lämmön johtumista varten lämpöliittim(ijen kautta lämpösäteilysuojaan (54, 10) näytteenpitolaitteessa tai sen päällä olevan näytteen (1) esijäähdyttämiseksi en- nen näytteenpitolaitteen viemistä työalueelle (20); tunnettu siitä, että yksi tai useampi lämpöliitin käsittää yhden tai useamman lämpöä johtavan jousen (31), jo(t)ka on asennettu lämpöä johtavan kontaktin aikaansaa- miseksi lämpösäteilysuojan ja näytteenpitolaitteen välille, jossa näytteenpitolaite on varustettu lämpöä johtavalla jousella (lämpöä johtavilla jousilla) lämpösäteilysuojan aukon sisäpintaan kytkeytymiseksi.a sample loading device with one or more elongated probes (3) and a sample holding device (2) attached to one or more elongated probes, which one or more elongated probes are intended to take the sample holding device through aligned openings to the work area (20); and one or more thermal connectors (18), where the sample holding device is releasably connected for heat conduction via the thermal connectors to the thermal radiation shield (54, 10) in or on the sample holding device for pre-cooling the sample (1) before taking the sample holding device to the work area (20); characterized by, that one or more thermal connectors comprise one or more heat-conducting springs (31), already installed to establish heat-conducting contact between the thermal radiation shield and the sample holding device, where the sample holding device is equipped with a heat-conducting spring (heat-conducting springs) to connect to the inner surface of the opening of the thermal radiation shield .
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, jossa lämpösäteilysuoja on ensim- —mäinen lämpösäteilysuoja (54) ja jossa jäähdytysaste on ensimmäinen jäähdyty- saste, joka laite käsittää lisäksi toisen lämpösäteilysuojan (10), joka sijaitsee ensim- mäisen säteilysuojan (54) sisällä ja ympäröi työaluetta (20), ja joka cryofree-jäähdy- tysjärjestelmä käsittää lisäksi toisen jäähdytysasteen, joka on konfiguroitu olemaan kylmempi kuin ensimmäinen jäähdytysaste ja joka on kytketty toiseen lämpösäteily- — suojaan, jossa toisessa lämpösäteilysuojassa on aukko (58), joka on kohdakkain ensimmäisen lämpösäteilysuojan ja tyhjiökammion seinämän aukkojen (52, 56) kanssa siten, että näytteenpitolaite (2) pääsee kulkemaan sen läpi.3. A device according to claim 1 or 2, in which the thermal radiation protection is the first thermal radiation protection (54) and in which the cooling stage is the first cooling stage, which device also comprises a second thermal radiation protection (10), which is located inside the first radiation protection (54) and surrounds the working area (20), and which cryofree cooling system further comprises a second cooling stage, which is configured to be colder than the first cooling stage and which is connected to a second thermal radiation shield, where the second thermal radiation shield has an opening (58) which is aligned with the first thermal radiation shield and with openings (52, 56) in the wall of the vacuum chamber so that the sample holding device (2) can pass through it.
4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, jossa lämpösäteilysuoja on toinen lämpösäteilysuoja (10) ja jossa jäähdytysaste on toinen jäähdytysaste, joka laite kä- — sittää lisäksi ensimmäisen lämpösäteilysuojan (54), joka ympäröi työaluetta (20), jossa toinen lämpösäteilysuoja sijaitsee ensimmäisen lämpösäteilysuojan sisällä, joka cryofree-jäähdytysjärjestelmä käsittää lisäksi ensimmäisen jäähdytysasteen, joka on kytketty ensimmäiseen lämpösäteilysuojaan, jossa toinen jäähdytysaste on konfiguroitu olemaan kylmempi kuin ensimmäinen jäähdytysaste, jossa ensimmäi- sessä lämpösäteilysuojassa on aukko (56) joka on kohdakkain toisen lämpösäteilysuojan ja tyhjiäkammion seinämän aukkojen (52, 58) kanssa siten, että näytteenpitolaite (2) pääsee kulkemaan sen läpi.4. A device according to claim 1 or 2, in which the heat radiation shield is a second heat radiation shield (10) and in which the cooling degree is a second degree of cooling, which device also includes a first heat radiation shield (54) that surrounds the work area (20), where the second heat radiation shield is located between the first heat radiation shield inside, which cryofree cooling system further comprises a first cooling stage connected to the first thermal radiation shield, where the second cooling stage is configured to be colder than the first cooling stage, where the first thermal radiation shield has an opening (56) which is aligned with the openings (52, 58) with so that the sample holding device (2) can pass through it.
5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen laite, jossa toinen lämpösäteilysuoja (10) on konfiguroitu pidettäväksi alle 6 K:n lämpötilassa, ja jossa ensimmäinen läm- —pösäteilysuoja (54) on konfiguroitu pidettäväksi lämpötilassa, joka on 45 K:n ja 90 K:n välillä.5. The device according to claim 3 or 4, in which the second heat radiation shield (10) is configured to be kept at a temperature below 6 K, and in which the first heat radiation shield (54) is configured to be kept at a temperature between 45 K and 90 K: between
6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen laite, jossa tyhjiökammion sei- nämän kohdakkainen aukko (52) sisältää sulkemisjärjestelmän (5), kuten tyhjiövent- tiilin.6. A device according to one of the preceding claims, wherein the aligned opening (52) of the vacuum chamber wall contains a closing system (5), such as a vacuum valve.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, jossa näytteenlatauslaite sisältää lisäksi tyhjiöastian (6), johon näytteenpitolaite (2) ja pitkänomainen koetin tai pitkänomaiset koettimet (3) on liikuteltavasti asennettu, joka tyhjiöastia on liitettävissä tyhjiökam- mion seinämän aukkoon (52);7. The device according to claim 6, in which the sample loading device also contains a vacuum container (6), in which the sample holding device (2) and an elongated probe or elongated probes (3) are movably mounted, which vacuum container can be connected to the opening (52) in the wall of the vacuum chamber;
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, jossa näytteenlatauslaite on konfiguroitu — näytteenpitolaitteeseen (2) tai sen päälle sijoitetun näytteen (1) vastaanottamiseksi ja tyhjiöastian (6) kiinnittymiseksi sen jälkeen tyhjiökammion seinämän aukkoon (52), kun tyhjiökammion seinämän aukko on suljettu.8. The device according to claim 7, in which the sample loading device is configured — for receiving the sample (1) placed in or on the sample holder (2) and for attaching the vacuum vessel (6) to the opening (52) in the wall of the vacuum chamber after the opening in the wall of the vacuum chamber is closed.
9. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen laite, jossa näytteenpitolaite si- sältää yhden tai useamman sähköisen liittimen sähkö- ja lämpöliitäntöjen tekemisen —mahdollistamiseksi kylmäkappaleeseen työalueella.9. A device according to one of the preceding claims, in which the sample holding device includes one or more electrical connectors to enable making electrical and thermal connections to the cold object in the work area.
10. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen laite, jossa lämpöä johtava jousi (lämpöä johtavat jouset) (31) koostuu (koostuvat) komposiittimateriaalista, jolla on korkea lämmönjohtavuus ja suuri jousivoima.10. A device according to one of the preceding claims, in which the heat-conducting spring(s) (31) consist(s) of a composite material with high thermal conductivity and high spring force.
11. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen laite, joka käsittää lisäksi työ- — alueella (20) sijaitsevan kannattimen (15), jossa koettim(i)en käyttö saa näytteenpi- tolaitteen kytkeytymään kannattimeen.11. A device according to one of the preceding claims, which additionally comprises a bracket (15) located in the working area (20), where the use of the probe(s) causes the sample holding device to connect to the bracket.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, jossa kannatin (15) on liitetty laimen- nusjäähdyttimen sekoituskammioon.12. The device according to claim 11, in which the bracket (15) is connected to the mixing chamber of the dilution cooler.
13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen laite, jossa koetin tai kukin pitkänomai- sista koettimista (3) on kytketty irrotettavasti näytteenpitolaitteeseen koettim(i)en ir- rottamiseksi ja vetämiseksi takaisin näytteenpitolaitteesta, kun näytteenpitolaite on liitetty kannattimeen (15).13. The device according to claim 11 or 12, wherein the probe or each of the elongated probes (3) is releasably connected to the sample holding device for detaching and pulling the probe(s) back from the sample holding device when the sample holding device is connected to the bracket (15).
14. Menetelmä näytteen (1) lataamiseksi patenttivaatimuksen / mukaisen kryogee- nittoman jäähdytyslaitteen työalueelle (20), joka menetelmä käsittää seuraavaa: asetetaan näyte (1) näytteenpitolaitteeseen (2) tai sen päälle; — kiinnitetään näytteenlatauslaitteen tyhjiöastia (6) tyhjiökammioon (4) ja kohdakkain tyhjiäkammion aukon (52) kanssa; tyhjennetään tyhjiöastia (6); avataan tyhjiökammion (4) aukko (52) ja käytetään pitkänomaista koetinta tai kuta- kin pitkänomaisista koettimista (3) näytteenpitolaitteen (2) viemiseksi avatun aukon — läpi siten, että näytteenpitolaite on termisesti kytketty ensimmäiseen lämpösäteily- suojaan (54); annetaan näytteenpitolaitteessa tai sen päällä olevan näytteen (1) jäähtyä seurauk- sena lämmön johtumisesta ensimmäiseen lämpösäteilysuojaan (54); irrotetaan näytteenpitolaite (2) ensimmäisestä lämpösäteilysuojasta (54); ja — käytetään pitkänomaista koetinta tai kutakin pitkänomaista koetinta (3) näytteenpi- tolaitteen viemiseksi työalueelle (20).14. A method for loading a sample (1) into the working area (20) of the cryogenic cooling device according to claim /, which method comprises the following: the sample (1) is placed in or on the sample holding device (2); — attach the vacuum container (6) of the sample loading device to the vacuum chamber (4) and align with the opening (52) of the vacuum chamber; emptying the vacuum vessel (6); the opening (52) of the vacuum chamber (4) is opened and an elongated probe or each of the elongated probes (3) is used to pass the sample holding device (2) through the opened opening, such that the sample holding device is thermally connected to the first thermal radiation shield (54); allowing the sample (1) in or on the sample holding device to cool down as a result of the conduction of heat to the first thermal radiation shield (54); detach the sample holder (2) from the first thermal radiation shield (54); and — an elongated probe or each elongated probe (3) is used to move the sample holding device to the working area (20).
15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, joka lisäksi käsittää vaiheet, joissa käytetään pitkänomaista koetinta tai kutakin pitkänomaista koetinta (3) näyt- teenpitolaitteen (2) liittämiseksi kannattimeen (15) työalueella ja sen jälkeen irrote- taan ja vedetään ulos koetin (koettimet) näytteenpitolaitteesta.15. The method according to claim 14, which further comprises steps in which an elongated probe or each elongated probe (3) is used to connect the sample holding device (2) to the bracket (15) in the work area and after that the probe (probes) are detached and pulled out of the sample holding device.