تعتبر Cryostats أجهزة أساسية في العديد من المجالات العلمية والصناعية ، المصممة للحفاظ على بيئة منخفضة الحرارة لمختلف التطبيقات. كمورد للتبريد ، كان لدي شرف العمل مع أنواع مختلفة من البروستات ، كل منها مصمم خصيصًا إلى احتياجات محددة. في هذه المدونة ، سأستكشف أنواع مختلفة من البروستات المتوفرة في السوق.
ناظم النيتروجين السائل
واحدة من أكثر أنواع البردات شيوعًا هيناظم النيتروجين السائل. النيتروجين السائل هو سائل تبريد يستخدم على نطاق واسع بسبب التكلفة المنخفضة نسبيا وتوافرها. تم تصميم هذه البرداء لاستخدام النيتروجين السائل لتحقيق درجات حرارة منخفضة والحفاظ عليها.
المبدأ الأساسي وراء ناظم النيتروجين السائل بسيط. يتم تخزين النيتروجين السائل ، الذي يحتوي على نقطة غليان حوالي -196 درجة مئوية عند الضغط الجوي ، في خزان داخل ناظم البرد. يتم وضع العينة المراد تبريدها في غرفة متصلة حرارياً بخزان النيتروجين السائل. يحدث نقل الحرارة بين العينة والنيتروجين السائل ، وتبريد العينة إلى درجة الحرارة المطلوبة.
تحظى برودة النيتروجين السائل بشعبية كبيرة في العديد من مختبرات الأبحاث لتطبيقات مثل علوم المواد ، حيث تحتاج خصائص المواد في درجات حرارة منخفضة إلى دراستها. كما أنها تستخدم في بعض التطبيقات الطبية ، على سبيل المثال ، في الحفاظ على العينات البيولوجية.
واحدة من مزايا كراوب النيتروجين السائل هي بساطتها. فهي سهلة نسبيا للتشغيل والصيانة. ومع ذلك ، لديهم بعض القيود. يمكن أن يكون استهلاك النيتروجين السائل عامل تكلفة مهم ، خاصة بالنسبة للتجارب طويلة الأجل. بالإضافة إلى ذلك ، يقتصر نطاق درجة الحرارة على نقطة غليان النيتروجين السائل.
ناظم النيتروجين السائل الكهربائي
الناظم النيتروجين السائل الكهربائيهو تقدم على ناظم النيتروجين السائل التقليدية. بالإضافة إلى استخدام النيتروجين السائل كمبرد ، فإنه يتضمن عناصر التدفئة الكهربائية.
تتيح عناصر التدفئة الكهربائية في هذه البردع التحكم في درجة الحرارة أكثر دقة. عن طريق ضبط الطاقة الموردة لعناصر التدفئة ، يمكن ضبط درجة حرارة العينة في نطاق معين. هذا مفيد بشكل خاص في التجارب التي يلزم وجود درجة حرارة محددة ومستقرة.
على سبيل المثال ، في بعض أبحاث أشباه الموصلات ، يمكن أن تختلف الخصائص الكهربائية لأشباه الموصلات بشكل كبير مع درجة الحرارة. يمكن أن توفر ناظم النيتروجين السائل الكهربائي ثبات درجة الحرارة اللازم لقياس هذه الخصائص بدقة.
ميزة أخرى من كبرى النيتروجين السائل الكهربائي هي أنها يمكن أن تقلل من استهلاك النيتروجين السائل. باستخدام عناصر التدفئة لمواجهة تأثير تبريد النيتروجين السائل ، يمكن لبرنامج البرد أن يحافظ على درجة حرارة مستقرة مع إعادة تعبئة أقل تكرارًا لخزان النيتروجين السائل.
نوع الغلاف الجوي ناظم النيتروجين السائل
النوع الغلاف الجوي ناظم النيتروجين السائلتم تصميمه للعمل في جو خاضع للرقابة. غالبًا ما يتم استخدام هذا النوع من ناظم البرد في التطبيقات التي تحتاج فيها العينة إلى حماية البيئة المحيطة.
في نوع الغلاف الجوي ، يتم إغلاق ناظم النيتروجين السائل ، ويمكن إدخال جو غاز محكم التحكم ، مثل النيتروجين أو الأرجون. هذا يساعد على منع الأكسدة أو التفاعلات الكيميائية الأخرى التي يمكن أن تؤثر على العينة في درجات حرارة منخفضة.
على سبيل المثال ، في بعض عمليات ترسب الأغشية الرقيقة ، يمكن أن يؤدي وجود الأكسجين أو الرطوبة في البيئة إلى تحطيم جودة الفيلم المودع. يمكن أن يوفر ناظم النيتروجين السائل من نوع الغلاف الجوي بيئة نظيفة ومكافحة لهذه العمليات.
توفر هذه البرداء أيضًا ميزة القدرة على إجراء تجارب في بيئة أكثر واقعية. على سبيل المثال ، في بعض الدراسات للمواد في ظل ظروف الضغط العالي ، يمكن أن يحاكي الأجواء التي يتم التحكم فيها الضغط الفعلي وتكوين الغاز.
أنواع أخرى من البرد
بصرف النظر عن الأنواع المذكورة أعلاه ، هناك أيضًا نطاقات أخرى متوفرة في السوق.
- كبراشيات الهيليوم: كيروستات الهيليوم تستخدم الهيليوم السائل كبرود. يحتوي الهيليوم السائل على نقطة غليان أقل بكثير (-269 درجة مئوية) من النيتروجين السائل ، مما يتيح تحقيق درجات حرارة منخفضة للغاية. تُستخدم هذه البرداء بشكل شائع في تجارب الفيزياء عالية الطاقة ، كما هو الحال في دراسة الموصلية الفائقة.
- مغلق - Cycle Cryostats: مغلق - لا تعتمد Cryostats للدورة على الإمداد المستمر للسائل المبرد. بدلاً من ذلك ، يستخدمون دورة تبريد لتحقيق التبريد. هذه البرداء أكثر ملاءمة من حيث التشغيل لأنها لا تتطلب إعادة تعبئة متكررة. غالبًا ما يتم استخدامها في التطبيقات الصناعية حيث تكون التشغيل المستمر مطلوبًا.
اختيار ناظم البرد
عند اختيار ناظم البرد ، يجب النظر في عدة عوامل.
- نطاق درجة الحرارة: نطاق درجة الحرارة المطلوب من التجربة هو عامل حاسم. إذا كانت هناك حاجة إلى درجات حرارة منخفضة للغاية ، فقد يكون ناظم البرد هي الخيار الأفضل. لمزيد من درجات الحرارة المنخفضة المعتدلة ، يمكن أن يكون ناظم النيتروجين السائل كافيًا.
- استقرار درجة الحرارة: بعض التجارب تتطلب استقرار ارتفاع درجات الحرارة. في مثل هذه الحالات ، سيكون ناظم ناظم النيتروجين السائل الكهربائي أو ناظم البرد المغلقة مع إمكانيات التحكم الدقيقة في درجة الحرارة أكثر ملاءمة.
- يكلف: تكلفة شراء وتشغيل ناظم البرد هي اعتبار مهم. تعتبر كبرى النيتروجين السائل أقل تكلفة للشراء بشكل عام ولكن قد يكون لها تكاليف تشغيل أعلى بسبب استهلاك النيتروجين السائل.
- متطلبات العينة: إذا كانت العينة بحاجة إلى حماية من البيئة ، فيجب النظر في ناظم النيتروجين السائل من نوع الغلاف الجوي.
كمورد للتبريد ، أفهم أهمية هذه العوامل ويمكنني تقديم المشورة المهنية لمساعدة العملاء على اختيار ناظم البرد الأنسب لتلبية احتياجاتهم الخاصة. سواء كنت باحثًا في مختبر أو مهندس في بيئة صناعية ، فإن العثور على ناظم البرد الصحي أمر ضروري لنجاح مشروعك.
الاتصال للشراء والتشاور
إذا كنت مهتمًا بشراء ناظم البرد أو تحتاج إلى مزيد من المعلومات حول أنواع مختلفة من البروستات ، فلا تتردد في الاتصال بنا. لدينا فريق من الخبراء الذين يمكنهم تقديم معلومات مفصلة عن المنتج ، والدعم الفني ، ومساعدتك في عملية الاختيار. هدفنا هو تزويدك بأفضل حلول Cryostat التي تلبي متطلباتك وميزانيتك.
مراجع
- "Cryogenics: المبادئ والتطبيقات" بقلم RF Barron.
- "فيزياء درجة الحرارة المنخفضة: مقدمة" بقلم CP Poole ، Jr. ، Ha Farach ، و RJ Creswick.
- مقالات المجلات حول تكنولوجيا ناظم البرد والتطبيقات من المجلات العلمية مثل "مراجعة الأدوات العلمية" و "رسائل الفيزياء التطبيقية".