Cryocooler based remote cooling circuits

Figure
Schematic of an additional helium circuit for performance improvement of commercially available cryocoolers. The aim is to provide cooling power at a certain distance from the cryocooler.

The development of cryocooler based cooling options for detectors enable remote operation of highly sensitive sensors detecting magnetic signals of e.g. particle beams. On one hand cryocoolers are sensitive to high magnetic fields (electrical motors in the valve unit, magnetic phase change materials in the regenerator part of the cold head), while on the other hand, highly sensitive sensors like SQUIDs need to be protected from the vibration and magnetic disturbances inherent in the mechanical cooler design. The mechanical decoupling of the cryocooler from the respective cooling interface at low temperatures enables high sensitivity measurements, drastically reducing the influence of magnetic fields, the mechanical vibrations and the radiation effects on both the cryocooler and the detector environment.

 

Le développement de liens thermiques utilisant des cryocoolers comme source froide permet le refroidissement à distance de dispositifs munis de capteurs très sensibles pour la mesure du à champ magnétique (exemple les faisceaux de particules). D’une part, les cryocoolers sont sensibles aux champs magnétiques élevés, notamment au niveau de la tête froide, de l’autre, certains capteurs à champ magnétique (tels que les SQUID) sont très sensibles aux vibrations et perturbations magnétiques intrinsèques à la conception des cryocoolers. La désolidarisation mécanique du cryocooler et du système à refroidir permet d’améliorer les mesures de haute sensibilité à basse température en réduisant l’influence du champ magnétique, les vibrations mécaniques et limite les effets de la radiation tant dans le système de mesure que dans le cryocooler.