OptistatDry cryogen free - application notes

OptistatDry ボトムローディングは、無冷媒真空サンプルタイプのOptistat 光学測定用クライオスタットです。

OptistatDryシリーズは、無冷媒でヘリウム温度迄サンプルを冷却することができるシステムです。GM冷凍機搭載で、光学窓付きコンパクトな無冷媒システムです。液体ヘリウムが不要である為、スイッチを押すだけで最低温度まで冷却可能であり、ランニングコストを抑えることができます。また、冷却したサンプルの光学測定及び、電気測定が可能です。

  • 温度範囲 < 3 K ~ 300 K
  • 冷却時間 10 K迄 120分
  • ラマン、FTIR,フォトルミ測定等、様々な光学測定及び、電気測定に対応。
  • サンプルホルダオプション、窓オプション、配線オプション
  • 無冷媒
  • f1

特徴

OptistatTMDry ボトムローディングの特徴:

汎用性

  • ラマン、FTIR、ふぉとるむ測定に対応。
  • メートル規格、インチ規格の両方に対応した架台

アップグレード可

  • モジュラーデザインの採用で、配線オプション、窓オプション、サンプルホルダオプションによりアップグレードが可能。
  • 様々なタイプのサンプルホルダをご用意。

簡単操作

  • 前方窓部分からサンプルへのアクセスが可能なため、サンプル交換が容易です。
  • 液体ヘリウム不要。
  • 空冷、水冷タイプのコンプレッサからどちらかを選択可能。単相200Vで動作します。

光学窓

  • f1
  • 様々な窓材をご用意。

2段式GM冷凍機 住友重機械工業社製 RDK-101DとHC-4コンプレッサを採用。ファーストステージは、ラディエーションシールドの冷却に使用し、セカンドステージは、サンプルホルダに直接接触させてサンプル冷却に使用します。

テイル部分は、サンプル交換が容易になるように、前方窓からのアクセスが可能なよう設計されています。サンプルホルダは2種類のタイプをご用意しており、1つは、光学測定に適したサンプルホルダでサンプルスペースを大きく使える設計になっています。もう1つは、電気測定に適したサンプルホルダで容易に着脱可能なワイヤボンディング対応サンプルパックを使用しています。

仕様

  • 温度範囲 < 3 K ~ 300 K
  • 冷却時間 10 K迄 120分
  • 空冷、水冷、両タイプのコンプレッサをご用意
  • 低振動 < 10 micrometers RMS
  • 大きなサンプルスペース
  • 低ランニングコスト
  • f1 、窓開口 28 mm

アプリケーション

OptistatDry ボトムローディングのアプリケーション:

紫外可視分光測定
赤外分光測定
ラマン分光測定
フォトルミ分光測定
電気測定

 

OptistatDry ボトムローディング - サンプルホルダー&配線オプション

サンプルホルダーと配線オプション

光学用無冷媒クライオスタットOptistatDry は、標準システムに温度コントロール用の配線が含まれています。室温部の15ピンMicroDコネクターに配線されています。

サンプルホルダーオプション  

サンプルホルダーオプション

光学測定及び、電気計測に最適なサンプルホルダーオプションをご用意しております。ニッケルメッキ銅製のサンプルホルダーです。 DRYRSHは、反射測定用サンプルホルダーです。 サンプルスペース30 mm x 30 mmです。DRYTSHは、透過測定用サンプルホルダーです。15 mmの穴空きサンプルホルダで、サンプル固定用の抑えがついています。

配線オプション:

電気計測用オプションをご用意しております。クライオスタットの室温部フランジのコネクタ21ピン micro-Dコネクタから、サンプルホルダー上部まで20本(コンスタンタン線18本、銅線2本)の配線が施されます。

       DRYRSH                                              DRYTSH

サンプルパックオプション(特許申請中)                                                              

サンプルパックは、12本のDC配線付です。室温部のコネクターからサンプル近傍まで配線がされており、サンプルパックを受け側のホルダー部に取り付ける事で、サンプルの電気計測が可能となります。また、サンプルパックは

パックタイプサンプルホルダの配線は、室温部には21ピンのmicro Dコネクターを使用しており、サンプルホルダ部まで6ツイストペア(コンスタンタン10本、銅線2本)の配線が施されます。

サンプルパックは、銅でラミネートされたPCBプレートを使用しています。.サンプルホルダーに取り付けて、ネジを締めこむことで、電気的及び、熱的に接続されます。

配線:

サンプルパック (DRYPUCK12R とDRYPUCK12T) は、 セラミック充填 PTFEからできています。また、35μmの厚みの銅によりラミネートされています。ニッケルベースの金メッキによりパターンが作られています。金メッキには、サンプルへの熱コンタクトの向上と酸化防止の効果があります。

 

OptitatDry ボトムローディング - アクセサリー

MercuryiTC 温度コントローラー

MercuryiTC は、OptistatDryの温度制御にご使用いただけます。.クライオスタットにに取り付けられた温度センサーとヒーターをPIDコントロールにより制御できます。操作が容易なタッチスクリーンパネルを採用しております。 リモートコントロール可能です。Ethernet, USB GPIB (オプション)。 詳細はここ。click here.

 

窓オプション

様々な波長領域の窓オプションをご用意しております。UV、可視から遠赤外、テラヘルツまで対応可能です。.

詳細は、こちら。 click here.

 

 

 

 

真空排気用ポンプ

OptistatDryシステムをご利用いただくには、 真空度10-4 mbar以下まで排気可能なポンプが必要です。このポンプは、サンプル交換の度に必要とされます。この目的のために、ターボ分子ポンプ H4-600 と H4-601 のポンプオプションをご用意しております。.H4-601 は、真空ゲージ、バルブ、配管等付きのオプションです。

 

 

 

 

 

 

DryLoad サンプルパック取付工具

DryLoadは、サンプルパックをクライオスタットに取り付け、もしくは取り外すための工具です。

 

 

 

 

スペアキット

OptistatDryシステムの立ち上げ、メインテナンスに必要な道具類です。ドライバ、O-リング等を含んでいます。

 

 

 

 

DRYLXCC クライオスタットケーブル

クライオスタットの計測用配線に使用するための3mケーブル。21ピン micro D-type コネクタ 付で、20本の配線 (10 ツイストペア)が接続されています。.

 

 

 

 

 

DRYCC1 ケーブル

温度コントロール用配線に使用する3mケーブル。クライオスタットと温度コントローラを接続します。

 

 

 

 

 

 

OptistatDry ボトムローディング - 動作原理

OptistatDryは、GM冷凍機を使用したシステムです。コールドヘッド(SHI製 RDK-101D)をメイン要素として、水冷及び空冷コンプレッサー及び、配管を含みます。冷媒としてヘリウムガスを使用し、循環式のシステムです。コールドヘッドは、二つのガスラインと電気配線が繋がっています。ガスラインの1つが供給ライン、もう一つが戻りラインです。コンプレッサーからの適正な圧力のヘリウムガスの供給により、コールドヘッドの2つのステージから規定のクーリングパワーを得ることができます。

OptisatDry ボトムローディング - 操作説明ビデオ

下記の操作説明ビデオにより、システムの操作方法、サンプル交換方法をご覧いただけます。

操作説明ビデオは、こちら。 click here

 

OptisatDry ボトムローディング - 無冷媒のメリット

OptistatDry ボトムローディングモデル - 新製品光学用無冷媒クライオスタット

最近、多くの研究機関がOptisatDryに代表される無冷媒クライオスタットの採用を決めている。以下のコスト削減のポイントをご覧ください。無冷媒OptistatDryを採用することで、どれだけコストが削減できるかがお分かりいただけるかと思います。

コスト削減のポイント

冷媒コスト

 

冷媒コストは、研究室の運営費に影響してきます。OptistatDryは、完全無冷媒ですので、冷媒コストを削減することができ、研究費の運営費を別の用途に活用することが可能となります。

冷媒の入手可能性

 

冷媒を使用した実験では、より実験計画を組むことが難しくなります。場合によっては、冷媒が入手できないために、実験が遅れ、研究成果の発表に影響がでてくることもあります。OptistatDryは、無冷媒ですので、200Vの電源供給さえあれば、24時間365日、実験を続けることが可能です。

冷媒の取扱上のリスク

 

 冷媒取扱上のリスクには、下記のようなものがあります。:

  • 窒息の危険
  • 液体酸素の濃縮による発火の危険
  • 冷媒容器の入り口閉塞による爆発の危険
  • 冷媒やそれによって冷やされた金属にふれることによる凍傷の危険

これらの危険は、致命的なものになることがありますので、ここの機関においてローカルのルールを決め、遵守することがお必要となります。OptitatDryは、冷媒を一切必要としないため、上記の危険がありません。

冷媒使用に関する安全教育実施の必要性                           

冷媒の液化装置を運用していくためのコストは膨大なものとなります。これには、液化装置の運転、メンテナンス費、スタッフのトレーニング費が含まれます。 

冷媒用の大きな容器は、研究室の実験スペースを占領します。また、安全のための酸素モニター、警報等は、効果でコストがかかります。また、冷媒を使用するメンバーに対する安全教育の為のコストも発生します。

OptistatDryは冷媒を使用する必要がなく、これらのコストを削減できます。