[发明专利]一种基于金刚石NV电子自旋的高精度无磁温控装置

摘要

一种基于金刚石NV电子自旋的高精度无磁温控装置，由实验舱、温度调控箱和冷却压缩机组成。冷却压缩机将冷液在开关阀的控制下，将冷液流入安置于温度调控箱上下两侧的两个环形冷却管中，对温度调控箱内的循环液体进行冷却，加热网安装于两个环形冷却管之间由箱体内部两侧的固定块来进行固定，使用固定于箱体内部下方的两个潜水泵对温度调控箱内部液体进行循环，并由PT100热电阻实时检测温度调控箱内部的温度；由潜水泵将调配好温度的液体经过入液管进入安置于磁屏蔽筒中的恒温实验台，恒温实验台采用无磁导热铜块组合而成，进行高效温度传递，并由安置于恒温实验台上的无磁PT100热电阻实时检测，保证了实验台的温度恒定，采用温度动态平衡提高控制精度。

主权项

1.一种基于金刚石NV电子自旋的高精度无磁温控装置，其特征在于包括实验舱（1）、温度调控箱（2）和冷却压缩机（3）；所述实验舱（1）包括2个端盖（1‑1），磁屏蔽筒（1‑2），实验座（1‑3），2个舱体固定架（1‑4），恒温实验台（1‑6），入液管（1‑7）和出液管（1‑8）；其中所述磁屏蔽筒（1‑2）采用两端的端盖（1‑1）进行封装，并安装于其下方的舱体固定架（1‑4）的环形槽中，磁屏蔽筒（1‑2）由多层圆柱形坡莫合金叠加而成，实验座（1‑3）固定于磁屏蔽筒（1‑2）内层中央，恒温实验台（1‑6）安置于实验座（1‑3）中心的方形槽内；恒温实验台（1‑6）包括2个无磁导热铜块（1‑6‑1），密封接口（1‑6‑2），密封条（1‑6‑3）和无磁PT100热电阻（1‑6‑5）；所述无磁导热铜块（1‑6‑1）由无磁铜块加工而成，其中心有让液体流过的槽，在槽两侧留有让密封条（1‑6‑3）进行密封固定的条形槽，上下两块无磁导热铜块（1‑6‑1）通过螺栓进行固定并由密封条（1‑6‑3）进行密封，无磁导热铜块（1‑6‑1）的两端连接密封接口（1‑6‑2），并由密封接口（1‑6‑2）分别连接入液管（1‑7）和出液管（1‑8）；所述温度调控箱（2）包括主冷却管（2‑1），环形冷却管（2‑2），加热网（2‑3），PT100热电阻（2‑4），潜水泵（2‑6），单向阀（2‑7），开关阀（2‑8）和箱体（2‑9）；所述主冷却管（2‑1）与冷却压缩机（3）相连，并由开关阀（2‑8）控制冷液流入两个环形冷却管（2‑2），两个环形冷却管（2‑2）分别安装在箱体（2‑9）内部上下两侧，加热网（2‑3）固定于两个环形冷却管（2‑2）之间，箱体（2‑9）内还固定有潜水泵（2‑6）用于进行箱体（2‑9）内部的液体循环，箱体（2‑9）内安装的PT100热电阻（2‑4）保持其箱体（2‑9）内部液体温度恒定，箱体（2‑9）外一端还安装有潜水泵（2‑6），用于控制箱体内液体流入入液管（1‑7）进行温度调控，出液管（1‑8）连接在箱体（2‑9）上；该温控装置工作方法为：冷却压缩机（3）将冷液传入开关阀（2‑8），控制其流入安置于温度调控箱（2）上下两侧的两个环形冷却管（2‑2）中，对温度调控箱内的循环液体进行冷却，加热网（2‑3）安装于两个环形冷却管（2‑2）之间，使用固定于箱体内部下方的潜水泵（2‑6）对温度调控箱内部液体进行循环，并由PT100热电阻（2‑4）实时检测温度调控箱内部的温度，使得其温度达到设定温度+补偿温度，以对磁屏蔽筒（1‑2）内的温度进行补偿并保持其恒定，再由箱体一端潜水泵将调配好温度的液体经过入液管（1‑7）进入安置于磁屏蔽筒中的恒温实验台（1‑6），进行高效温度传递，并由安置于恒温实验台上的无磁PT100热电阻实时检测，以此实现温度动态平衡调控，控制温度调控箱内的加热网的加热量保持流经恒温实验台的温度恒定，对其进行温度补偿以实现高精度和高稳定性的动态平衡。