[发明专利]一种减振零蒸发波谱仪

说明书

本发明公开了一种减振零蒸发波谱仪，包括：外壳体，所述外壳体的内部中间位置设置有支撑筒，所述支撑筒的外圈处安装有磁体内筒，磁体内筒位于外壳体内，外壳体上安装有GM制冷机，GM制冷机的下端设置有一级冷头和二级冷头，所述GM制冷机下端与磁体内筒之间通过连接组件连接，连接组件阻挡在GM制冷机与磁体内筒之间；GM制冷机与磁体内筒之间不直接接触，GM制冷机通过与一个氦气腔的活塞压力连接，氦气腔与磁体内筒之间采用带波纹管的脉动热管进行热量循环，极大的降低了制冷机的振动对磁体的影响。同时通过对制冷机设置独立的腔体，可以保证在更换制冷机时不需要破坏内部磁体真空实现零蒸发。

技术领域

本发明涉及波谱仪技术领域，具体涉及一种减振零蒸发波谱仪。

背景技术

随着科技的发展,小型化和便携转运等性能成为核磁共振波谱仪主要的发展方向。目前，核磁共振波谱仪生产厂家比较集中，售价最低数百万起步，再加上体积庞大，且多用于实验室高校，严重限制波谱仪在工业检测等领域的使用，不利于工业推广。限制核磁共振波谱仪的体积和成本的一个重要因素就是怎样维持真空腔体内的热漏量做到最小甚至零热漏同时将零蒸发结构做到最小，传统的波谱仪考虑热漏，需要定期补充液氮和液氦，当前新型波谱仪开始采用带GM制冷机的零蒸发系统避免了定期加注液氮和液氦的繁琐工作。与此同时，当前生产的核磁共振波谱仪，制冷机的振动会传递到磁体上，通过磁体的振动影响探头的灵敏度提升。

但是，制冷机由于存在密封等损耗部件，每两年左右需要拆卸下来进行更换。由于现有制冷机均和液氦腔体连接，因此拆除制冷机时整个波谱仪系统需要停止工作同时大量的液氦被蒸发浪费，等更换完制冷机后，波谱仪系统还需要重新补充大量液氦，同时内部磁体需要重新励磁。与此同时，制冷机在低温工作时产生的振动会传导到内部磁体上，影响波谱仪测量精度和寿命。

为此我们提供一种减振零蒸发波谱仪解决上述问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种减振零蒸发波谱仪，包括：

外壳体，所述外壳体的内部中间位置设置有支撑筒，所述支撑筒的外圈处安装有磁体内筒，磁体内筒位于外壳体内，外壳体上安装有GM制冷机，GM制冷机的下端设置有一级冷头和二级冷头，所述GM制冷机下端与磁体内筒之间通过连接组件连接，连接组件阻挡在GM制冷机与磁体内筒之间；

所述连接组件包括弹片波纹管、氦基脉动热管，所述二级冷头的底部设置有氦气腔，二级冷头与氦气腔之间保持预压接触，所述弹片波纹管、氦基脉动热管设置于氦气腔的下方，所述弹片波纹管和氦基脉动热管电子束焊在一起，弹片波纹管和氦基脉动热管组成首尾串联结构，氦基脉动热管通过磁体内筒的内部，弹片波纹管通过氦气腔的内部，且弹片波纹管与氦气腔之间固定。

作为上述方案的进一步优化，所述氦基脉动热管通过磁体内筒内部的一端采用螺旋绕制的方式固定在磁体内筒的侧壁。

本发明中，磁体内筒与GM制冷机之间不直接接触，GM制冷机通过氦气腔、活塞与二级冷头连接，中间保持预压接触，当氦基脉动热管中热量变化时，会导致和氦基脉动热管相连的氦气腔压力变化，然后氦气腔的体积也产生相应变化，由于GM制冷机上的二级冷头与活塞保持预压接触，所以整个过程两者会一直保持紧密接触，同时氦气腔内的压力信号会反馈给GM制冷机外部的控制系统，相应调节GM制冷机的冷量功率。

作为上述方案的进一步优化，所述外壳体的内部设置有冷屏，所述外壳体中设置有用于保持一级冷头与冷屏之间贴合的保持组件。

其中，使用带双层波纹管的氦基脉动热管让热量循环，带走磁体内筒内的热量，同时通过双层波纹管段吸收GM制冷机产生的振动和变形，解决工程应用中GM制冷机上二级冷头和一级冷头振动影响磁体工作稳定性和灵敏度的现象。

作为上述方案的进一步优化，所述保持组件包括设置于冷屏上的弹簧螺母，所述一级冷头的外圈钎焊固定有一级冷头连接板，弹簧螺母拉持一级冷头连接板的一端而使一级冷头与冷屏贴合。