Brevet FR2101209A1 — publié le 19720331

La présente invention concerne une sonde à. échantillon pour spectroscopie de résonance gyromagnétique-, notamment pour spectroscopie de résonance nucléaire magnétique (BMlf) qui est applicable à deê recherches à des températures différentes. 5 Pour des raisons analytiques très connues, il est utile d'observer le spectre de résonance gyromagnétique d'une substance, de manière répétée, à des températures'différentes, à l'interieur d'un domaine prédéterminé. Ceci signifie naturellement que l'échantillon doit être réchauffé ou refroidi, pendant qu'il est 10 adapté sur un support d'échantillon qui se trouve à l'intérieur de la sonde à échantillon disposée dans un champ magnétique polarisé. Indépendemment du type de système éventuellement utilisé pour la-mesure et" la commande de la température, ce système doit être constitué de telle manière qu'il puisse agir sur la substance 15 qui se trouve à l'intérieur du support d'échantillon sans provoquer en même temps de perturbations thermiques susceptibles d'influencer de manière notable l'établissement et la stabilité du champ polarisant. La présente invention concerne une sonde à échantillon 20 utilisable à différentes températures pour la. spectroscopie de résonance, gyromagnétique» Elle est caractérisée en ce qu'elle comprend une installation de refroidissement miniaturisée à base d'effet Joule-Thomson, un. enroulement chauffant, un support d'échantillon et des canaux à gaz reliés entre eux, le tout assemblé 25 et disposé de telle sorte qu'au fonctionnement, un gaz approprié à la commande de la température est comprimé, sous une pression relativement élevée, à travers l'installation de refroidissement, et, de là, rencontre l'enroulement chauffant, s'écoule à travers le support d'échantillon dans une direction, et ensuite, en inver-30 sant sa direction d'écoulement,, pénètre dans un canal annulaire qui entoure le support d'échantillon et le dispositif de chauffage avant de parvenir finalement sur le serpentin de refroidissement de l'installation de refroidissement. Dans la disposition décrite ci-dessus, on peut utiliser, 35 pour la commande de la température, soit de l'azote, soit de l'argon, qui seront désignés dans la suite par "gaz de travail", pour jouer en fait le double rôle, d'une part, d'un gaz de refroidissement, dans le sens de l'effet Joule-Thomson et, d'autre 71 29025 2 2101209 part, de fluide de transmission de chaleur entre'le dispositif de chauffage et le support d'échantillon. En vue de permettre, à l'intérieur d'un domaine prédéterminé, aussi bien de refroidir la substance que de la réchauffer, la disposition peut être de telle 5 sorte que la température de sortie du gaz de travail à la buse de un sortie de l'installation de refroidissement, soit à/niveau de température inférieur à la température limite inférieure de ce domaine et que, d'autre part, le dispositif de chauffage apporte suffisamment de chaleur pour que cette température limite infé-10 rieure soit atteinte. Pour obtenir la température limite supérieure de ce domaine, il suffit d'accroître de manière appropriée la fourniture d'énergie thermique du dispositif de chauffage. L'installation conforme à l'invention est exposée dans ce qui suit en opposition avec la solution connue du problème, dans 15 laquelle sont prévus, d'une part, un courant de gaz d'une manière connue avec inversion de sa|direction d'écoulement, pour l'installation de refroidissement, et d'autre part, un autre courant de gaz pour la transmission de la chaleur, ces gaz traversant la sonde à échantillon, d'une extrémité à l'autre, dans une seule direction. 2D Du point de vue de l'apport de chaleur par le chauffage, qui est nécessaire pour balayer un domaine de température déterminé, une telle solution n'est pas suffisamment efficace et elle contribue seulement à un accroissement de la perturbation thermique du champ magnétique polarisant. La disposition de l'inversion représente une .amélioration importante par rapport à cette solution simple connue. Du fait que le courant de gaz passe, en se détendant, dans la direction d'avancement, à travers l'installation de refroidissement et également sur le chauffage et le support d'échantillon, et qu'il occupe, 33 dans la direction de retour en arrière, un espace annulaire entre le support d'échantillon et le dispositif de chauffage, on obtient que, non seulement la chaleur est enfermée à l'intérieur du système de sorte qu'elle agit sur l'installation de refroidissement en réduisant les sauts de température se produisant sur le support 35 d'échantillon, mais encore, se trouve compensé l'inévitable gradient de température résultant du fait que le gaz s'écoule dans une même direction à travers le dispositif de chauffage et le support d'échantillon. Ce gradient est compensé par le fait que le gaz 71 29025 3 2101209 dans l'espace annulaire qui entoure le support d'échantillon et le dispositif de chauffage s'écoule en sens inverse. En vue d'obtenir une commande de température du genre de couplage de rétro-action sur le support d'échantillon, un organe 5 sensible à la température est disposé à l'intérieur de la sonde à . 'ichantillon, en bon contact thermique avec le dispositif de chauffage. Par cela, également, la disposition se différencie des dispositions connues de sondes à échantillon pour la mesure de S M U à différentes températures, dans lesquelles l'organe sensi-10 ble à la température est disposé dans le courant de gaz transmetteur de chaleur, et est séparé du dispositif de chauffage par une section à résistance à la conduction thermique élevée, qui en réalité a une valeur assez élevée pour que,.en cas d'interruption éventuelle du courant de gaz, le dispositif de chauffage brûle au 15 cas où le système ne présente pas d'autres dispositifs de sécurité s'y opposant. Dans le cas présent, il est prévu, entre le dispositif de chauffage et l'organe sensible à la chaleur, une résistance à la conduction thermique assez faible pour que l'organe sensible à la 20 chaleur réponde, avec un très faible retard, à une augmentation brusque de. l'apport de chaleur par le dispositif de chauffage. En conséquence, dans ce cas, même si le courant de gaz est complètement interrompu, le couplage de rétro-action maintient une température de chauffage qui n'est pas très éloignée de celle qui ré-25 gnait lorsque le gaz frappait le dispositif de chauffage. La description ci-après se rapporte à un mode de réalisation d'une sonde à échantillon conforme à l'invention pour spectroscopie à résonance magnétique nucléaire, donné à titre d'exemple non limitatif et expliqué avec référence aux dessins 30 annexés -schématiquess dans lesquels : La fig. 1. montre mie vue en coupe transversale partielle à travers la vue en élévation frontale de l'installation - conforme à l'invention; la fig. 2 est une vue en élévation latérale de l'installa-35 tion de la fig.1; la fig. 3 est une vue en perspective agrandie, dans laquelle certaines parties ont été découpées et supprimées, de la disposition en forme de tube, qui s'étend sur toute la longueur de 71 29025 4 2101209 la sonde à échantillon, et la fig. 4 est également une vue en perspective de la sonde échantillon de la fig.1, les parties situées à la tête et au fond étant supposées retirées. 5 la description ci-après se rapporte tout d'abord, sauf autres indications à la fig.1, tandis que les vues en perspective des fig. 3 et 4 sont essentiellement destinées à-faciliter la compréhension de la fig.1. Dans toutes ces figuresjles mêmes chiffres de référence sont utilisés pour désigner les éléments identiques. 10 Gomme le montre la fig.1, la sonde à échantillon se com pose d'un corps en aluminium, obtenu à partir d'une pièce de métal fermée, et d'une partie de tête A ainsi qu'une pièce pendant vers le bas à partir de celle-ci, en forme d'un cadre _1B de forme générale rectangulaire, dans laquelle sont montés les éléments de 15 construction électriques et magnétiques. Sur la partie de tête J_A est fixé un bloc de polyamide (nylon) 1_Ç au moyen de vis représentées par exemple en 1D (fig.2 et 4). A la partie inférieure du cadre _1B est fixé au moyen de vis dont l'une est représentée à 1_F, un bloc de répartition J_E en cui-20 vre après qu'il a été orienté en position correcte au moyen de deux chevilles 1FA et 1ffB. La fonction principale du bloc de nylon 10 consiste à recevoir dans un alésage une turbine 30A (fig.4) qui constitue, avec les ailettes de stabilisation 30B. une partie d'un ensemble de turbine en nylon ^0, dans l'alésage axial duquel 25 est introduite à frottement la partie supérieure du tube de support d'échantillon 3J.» La turbine est mise en rotation au moyen d'un gaz comprimé qui lui est amené par une buse'1 G- (fig.1J^qui est alimentée elle-même à travers un raccord tubulaire 1GA. En outre, le bloc _1_Ç porte encore un palier supérieur JH, en polytétrafluoréthylène, 30 dans lequel le support d'échantillon est mis en rota'tion,en coopération avec un palier inférieur.qui sera décrit dans la suite. L'étude d'échantillons entraînés en rotation est bien connue dans la technique de résonance magnétique nucléaire ( RI If) et la description ci-après se bornera, en conséquence, aux points qui ont un 35 rapport particulier avec la construction. La sonde à échantillon suivant la fig.1 est tout spécialement appropriée à un spectromètre RM S, dans lequel le champ polarisant est livré par un aimant permanent, qui possède une fente 71 29025 5 2101209 d'air de longueur déterminée, auquel cas le cadre J3, dans son épaisseur, qui se voit dans la vue en élévation latérale suivant la fig»2, est choisi-de telle sorte qu'il s'adapte dans cette fenta Pour simplifier la' description qui suit^ on admettra que la sonde à 5 échantillon est destinée à un système magnétique dans lequel l'axe de la sonde s*étend,de manière approximative,verticalement,et où la pièce de tête JJ. est disposée en haut. Il n'y a cependant aucune raison majeure pour que l'axe longitudina4/cie la sonde à échantillon (.désigné dans ce qui suit par "axe de la sonde") s'étende dans une 10 direction radiale déterminée par rapport à l'axe du champ magnétique polarisant, pourvu que cet axe coupe le champ à angle droit. Un vase Dewar 2 (plus exactement seulement une partie d'un tel vase, à savoir un vase Dewar sans-fond) coïncide par son axe longitudinal avec l'axe de la sonde et il est, à son extrémité 15 inférieure engagé dans un alésage de centrage 1E, qui s'étend à travers l'.organe de fermeture inférieur du cadre J_B, et dans lequel le vase Dewar 2 est maintenu à joint étanche à l'aide d'une pièce de caoutchouc au silicone 1L. A son extrémité supérieure, le vase Dewar est maintenu dans un manchon 2 en matière synthétique (telle 20 que ^par exemple(le Tufnol)qui est engagé à adaptation de forme dans un alésage .de centrage _1M de la pièce de tête J_A et qui est reliée avec ses parois latérales par l'intermédiaire d'une bague intermédiaire 4« Le rôle de "cette bague est de faciliter l'assemblage de l'appareil en permettant un certain angle d'inclinaison lorsqu'on 25 engage le manchon 3 dans l'alésage 1M. Le vase Duwar 2 est fixé au manchon 2 Par un produit d'étanchéité, par exemple du caoutchouc au silicone 2A. De cette manière est constitué un espace intérieur cylindrique thermiquement isolé, qui s'étend à travers la sonde à échan-30 tillon. A"l'intérieur de cet espace sont disposés dans l'ordre de bas en 'haut, à espacement axial-un dispositif de refroidissement par effet Joule-Thomson de construction miniaturisée 5 - une unité de chauffage et de mesure 6 ~ un bouchon 7, qui porte le palier 8 pour le dispositif de mise en rotation de l'échantillon - et un 35 corps de bobine cylindrique 9 en verre, sur lequel est enroulé une bobine de récepteur 10, qui est engagée dans l'extrémité inférieure du manchon 3- Le vase Dewar 2 possède une partie cylindrique sans miroir 71 29025 6 2101209 métallique, qui est disposé en correspondance avec la bobine réceptrice K), et qui agit ainsi comme "fenêtre", à travers laquelle l'énergie à haute fréquence peut pénétrer sans être gênée pour l'irradiation 'de la substance EMU. Pour maintenir à une va-5. leur faible les pertes par courants de Foucault, la métallisation est interrompue en deux endroits en direction longitudinale, de sorte que soient formées des paires de couches identiques, hémicylindriques, au-dessus et au-dessous de la "fenêtre" mentionnée, le dispositif de refroidissement est enfermé dans un 10 manchon en fibres de verre J_î_, qui est relié, à la manière d'une pièce en forme de T, avec une bride à angle droit _1_2 qui est coincée entre le bloc de dérivation _1E en cuivre et l'organe de fermeture inférieur du cadre 1_B au moyen d'une garniture de joint étanche 12 insérée entre eux. A la partie supérieure du manchon 15 en fibre de verre JJ_ sont prévues des fenêtres allongées, telles que représentées eh coupe transversale en J_4 et JJ5. Elles ont pour fonction que le gaz de travail peut pénétrer sur son trajet de retour dans le manchon et être guidé en forme d'hélice le long de spires du dispositif de refroidissement 5., pour atteindre l'alé-20 sage 1EA dans le bloc !E et finalement s'échapper à l'atmosphère par le tube 16. Un manchon de court-circuit J_7 constitué avec des gradins en une matière appropriée à faible conductibilité thermique, et, résistance mécanique suffisante entre - 100 et l502C est engagé à 25 une extrémité dans le manchon JJ_, aussi loin que le permet l'épau-lement 17A et, à l'autre extrémité, dans une enveloppe de cuivre 18. les fentes 14 et 15 coïncident alors avec des fentes correspondantes prévues dans l'épaulement 1_7A, comme le montre la fig.3 en 17D. Une bague tonique 170 est insérée dans une gorge inté-30 rieure 17B et assure 1'étanchéité_ de l'alésage du mënchon 17 par rapport à la surface extérieure de la buse 5A du dispositif de refroidissement 5. ïi'enveloijpe 18 est adaptée avec précision sur les parois 6A1 et 6A2 d'un coips de bobine 6A en cuivre, qui forme une partie 35 de l'unitJ 6. Les parois 6A1 et 6a2 sont pourvues de gorges longitudinales périphériques disposées à espaceraent l'une de l'autre, qui constituent des canaux à gaz. Entre les parois et le corps de cylindre 6A3. qui s'étend entre celles-ci, et sur lesquelles est 71 29025 7 2101209 enroulé un serpentin de chauffage 6B,existe un faible décalage. Il en résulte qu'entre les surfaces extérieures chauffant 6B et la face intérieure de l'enveloppe 1_8, existe une « fente d'air. Le corps de "bobine 6A en cuivre est pourvu d'un petit 5 prolongement cylindrique 6 A4. qui. pénètre librement dans 1*alésage supérieur du manchon 17 et qui détermine ainsi un canal de gaz annulaire entre l'alésage et le prolongement.. Dans un alésage axial du corps de bobine 6A est inséré, en bon contact thermique avec lui un détecteur en platine 60 (fig»4) ( auquel cas l'alésage est fermé 10 étanche à ses deux extrémités, de sorte que le gaz ne peut pas s'échapper au-delà du détecteur» Le manchon en "fibres de verre JJ_, le manchon 1_7 et l'enveloppe en cuivre 1_8 avec le corps de bobine 6A qu'elle contient, forment une unité cylindrique des pièces disposées coaxialement, 15 dans laquelle les éléments sont assemblés à frottement et sont en outre fixés au moyen d'une résine époxy, par exemple de l'araldit. L'enveloppe de cuivre 1_8 est à gradiqén 18A« Par cet épaulement l'alésage intérieur est adapté à une enveloppe extérieure en cuivre 19, qui possède en 19A un diamètre réduit et, à l'arête 19B. il est élargi à son diamètre d'origine» le bouchon 7 est emmanché avec pression dans l'alésage de l'enveloppe extérieure en cuivre 1_9 et est pourvu de gorges longétudinales, espacées sur son pourtour, pour former des canaux à gaz» Le palier inférieur 8 du dispositif d'entraînement en rotation de l'échantil-25 Ion est engagé à contact étroit dans un évidement 7A« Un manchon extérieur en verre 20 est emmanché sur une extrémité du bord 19B. et à l'autre extrémité, il est glissé sur le manchon 3 dont le diamètre extérieur est réduite à cet endroit 3A» Lors du fonctionnement de l'appareil, le gaz de travail 30 est introduit à travers le raccord d'admission 21_ dans la pièce de tête 1_A, et le tuyau d'introduction 22 (voir fig«1 et 2) qui s'étend le long d'un côté du cadre J_B et qui est relié au dispositif de refroidissement 5 à travers un bouchon de liaison 23, qui est vissé dans le corps cylindrique 5B du dispositif de refroidissement 35 5., et qui est étanché à son extrémité au moyen d'une bague torique 23A» Le corps cylindrique est engagé à glissement dans un perçage de réception du bloc de dérivation en cuivre Jjj;, et une bague to— 71 29025 8 2101209 rique 24 réalise une liaison étanche au gaz entre le perçage et le corps cylindrique. Au moyen d'un goujon 5Ç, le'corps cylindrique 5A est immobilisé dans ce perçage. Le gaz de travail s'écoule en direction axiale à travers le dispositif de refroidissement 5., pé-5 nètre,à travers un orifice étroit dans une buse 5A, et passe dans le manchon 17 pour s'écouler à travers le canal annulaire autour, du prolongement 6A4, à travers les gorges de la paroi 6A2. à travers ]e serpentin chauffant 6B, à travers les gorges de la paroi 6A1 . à travers les gorges du bouchon 7, et finalement à travers le corps 10 de bobine 9. En ce point de la description, on doit supposer qu'un support d'échantillon cylindrique se trouve à l'intérieur de la sonde à échantillon, qui est maintenue en direction latérale par le palier supérieur 1_H, et en direction axiale au moyen d'un crochet 15 à son extrémité inférieure qui est engagé dans le palier inférieur 8 où il est supporté de manière à pouvoir pivoter. Entre la paroi du support d'échantillon et environ dans la moitié supérieure de l'alésage du manchon ne doit subsister qu'un très faible intervalle (par exemple 0,076 mm), tandis que la moitié inférieure de 20 l'alésage est usinée suffisamment pour garantir, dans des limites étroites, que le support d'échantillon tournant s'appuie contre le manchon 3, ce qui est naturellement d'autant plus vraisemblable qu'on s'éloigne davantage du palier supérieur 15. le faible intervalle à l'extrémité supérieure du manchon 2. 25 a pour effet que le gaz de travail qui est arrivé à la partie su- / périeure du corps de bobine en verre 9, éprouve une plus faible résistance pour s'écouler à travers les orifices 3B prévus dans le manchon 3, et, en conséquence, s'écoule vers le bas dans un canal annulaire dont la limite extérieure est formée par la paroi inté-30 rieure du vase De.war 2, et dont la limite intérieure, est formée par la surface extérieure du manchon en verre 20, l'enveloppe extérieure en cuivre J_9, le manchon J_7, et la partie supérieure du manchon en fibres de verre 11-. Finalement le gaz pénètre - comme il a déjà été décrit - à travers les fentes 14 et 15» 35 Dans la sonde à échantillon décrite dans ce qui précède,le support d'échantillon représente un espace à l'intérieur du corps de bobine en verre 9, qui s'étend, pour une bonne part, au-dessus et au-dessous de la bobine réceptrice K). H est clair que dans la 71 29025 9 2101209 mesure où le gaz de travail pénètre à travers le support d'échantillon, l'échantillon est soumis à un gradient de température, de sorte que sa susceptibilité magnétique est influencée et que la résolution du spectre observée est rendue plus mauvaise.Du fait 5 que le courant de gaz est inversé après avoir traversé le support d'échantillon, et est dirig# ensuite dans un espace annulaire entourant le support d'échantillon, on obtient que le gradient qui est provoqué dans l'échantillon par le gaz s'écoulant en direction inverse, éteint le gradient qui est produit par le gaz lorsqu'il 10 s'écoule en direction de l'avant. En vue de maintènir le gradient de température aussi faible que possible, la partie supérieure du vase Dewar est disposée, dans l'installation, à une assez grande distance d'espacement des orifices 3B0 On peut également admettre que la moitié inférieure alésée de l'alésage dans le manchon 2 a 15 une influence sur la compensation du gradient. En ce qui concerne l'unité de chauffage et de mesure 6,on peut facilement constater que, en raison du contact très bon conducteur de la chaleur entre le serpentin chauffant 6B et le détecteur à platine 60 (fig.4) d'une part, et le corps de bobine fixe 20 6A> en cuivre, d'autre part, il n'existe entre ces pièces qu'une résistance très faible à la transmission de la chaleur, de sorte que, même lorsque l'amenée de gaz de travail est interrompue, le - système de couplage"à rétro-action, qui relie efficacement le dispositif de chauffage et le détecteur, empêche un brûlage du dis-25 positif de chauffage. Du point de vue de l'utilisateur, ceci constitue naturellement une caractéristique très précieuse et répond beaucoup plus loin que précédemment aux exigences posées aux installations de sécurité, car elle est efficace aussi longtemps que le couplage de rétro-action, qui régularise la température de 30 la sonde à échantillon fonctionne correctement, une erreur dans ce couplage de rétro-action dans le fonctionnement normal de la sonde pouvant être constatée facilement par l'utilisateur. Il pourrait tout d'abord sembler que, du fait que le gaz de travail doit remplir le double rôle d'un moyen de refroidisse-35 ment et d'un transmetteur de chaleur, son effet de refroidissement devienne irrégulier lorsque justement doit être assuré un échauffement de l'échantillon. Il n'en est cependant pas obligatoirement ainsi, parce que l'effet Joule Thomson est toujours 71 29025 10 2101209 existant indépendamment du réglage de la température. Dans le cas où un processus de chauffage par le couplage de rétro-action est nécessaire, c'est-à-dire lorsque la température de l'échantillon doit être élevée au-dessus de la température de l'environnement, 5 il est vrai que la température du gaz arrivant décroît aussi lors du passage à travers la buse 5A. Cependant, eet effet de refroidissement est compensé par la chaleur que le gaz absorbe en passant sur le dispositif de chauffage, de sorte qu'en fin de compte, le gaz, dans son parcours de retour en arrière, abandonne de la 10 chaleur aux enroulements du dispositif de refroidissement et réchauffe ainsi le gaz qui circule vers l'avant en provenance de la buse. Dans le cas de réglage de températures très élevées de la commande de couplage de rétro-action, la température du gaz au voisinage de la buse est presque égale à celle du gaz qui circule 15 en retour, de sorte que les enroulements du dispositif de refroidissement agissent comme échangeur de chaleur et maintiennent à une valeur faible l'abandon de chaleur à l'atmosphère, tandis qu'une température d*échauffement déterminée de l'échantillon peut être maintenue dans le support d'échantillon. 20 En vue de maintenir à une valeur:-f aible l'influence d'un gradient de température dirigé vers le bas sur l'échantillon de S M ï, à partir de la partie au-dessus des orifices JB (fig.3) non contrôlée par la commande de température, il est prévu que la longueur de la colonne d'échantillon est inférieure à la longueur 25 totale de la zone à température commandée qui s'étend sensiblement du domaine voisin du palier inférieur 8 jusqu'aux enroulements 3B. Un bon compromis a été constaté avec une colonne longue d'environ 3 cm avec une distance d'environ 1 cm entre la surface supérieure libre de la colonne, et les orifices 3B. 30 la fig. 1 montre encore un certain nombre 'd'éléments, par exemple, les bobines de modulation de champ 25, et £6 et les pièces de construction désignées dans leur ensemble par 27 qui forment une parti'e du pont de bobines réceptrices. Ces éléments n'ont pas besoin d'être décrits en particulier, car ils ne font 35 pas partie directement de l'invention, et sont conformes aux techniques généralement usuelles pour les sondes à échantillon R M N. De manière analogue, d'autres détails n'ont pas été 71 29025 u 2101209 mentionnés, tels que, par exemple, le mode de liaison entre le dispositif de chauffage et le détecteur au moyen de "bandes conductrices, qui s1étendent le long du manchon en fibres de verre 1J_ et de la bride j_2, car'ceux-ci n'ont qu'un, rapport épisodique avec les 5 caractéristiques principales de construction. Un conducteur 1H dans le bouchon 1HA (fig.4) sert à l'amenée de la puissance à haute fréquence, à travers le circuit en pont 27, pour l'irradiation de l'échantillon R M ÏF et pour recevoir le signal de résonance magnétique nucléaire de ee circuit en pont, la canalisation YK dans le 10 bouchon 1KA alimente les bobines de modulation de champ 25 et 26 avec une puissance à basse fréquence, et le serpentin chauffant 6B avec un courant alternatif pour assurer le chauffage. En outre, au moyen de cette canalisation, le signal du'détecteur 6Ç (fig.4} est amené au circuit de courant du dispositif de chauffage commandé par 15 couplage de rétro-action. •La sonde à échantillon représentée dans la fig.1 est prévue pour une utilisation à l'intérieur d'un domaine de température de - 100 à 1502C. Elle peut être saisie par l'utilisateur au moyen de la poignée 32 et être insérée dans la fente de travail de l'ai-20 mant polarisateur? qui est pourvu de guidages appropriés. Elle est utilisée sous une pression de gaz de travail essentiellement constante de 100 atmosphères, entre + 4020 et -10020, et de 56 atmosphères entre -f 4020 et + 1502C. Entre - 502C et - 1002C, on utilise de l'argon et, pour les autres domaines de 25 températures, de l'azote. Au contraire de certaines sondes connues, le palier supérieur pour la rotation de l'échantillon ne pose aucun problème de givrage, même dans le cas de températures très basses maintenues de jour en jour. Le problème peut devenir important dans le cas 30 de sondes à échantillons connues à températures variables et, dans des cas extrêmes une immobilisation complète du tube par congélation n'est pas exclue. On admet que la limitation de la zone à température réglée à un volume relativement faible et l'invention de direction d'écoulement du gaz de travail, suffisamment au-des-35 sous du palier supérieur (environ 6 cm), donnent la garantie que la température du lieu d'expérience n'a qu'une influence réduite sur le palier. Un autre facteur qui contribue à ce résultat hautement souhaitable réside dans doute dans la position de l'extrémi 71 29025 12 2101209 té supérieure du vase Dewar 2, environ 3 cm au-dessus des ouvertures Du fait que le palier supérieur, lors d'un changement du réglage de la sonde à échantillon à températuresvariables, n'est 5 pas soumis à des changements de température importants, il est possible de maintenir un jeu très étroit entre le tube de maintien d'échantillon tournant et la surface intérieure, qui coopère avec lui, du palier supérieur sur la totalité du domaine de la sonde à échantillon, sans risquer une immobilisation par contrac-10 tion du palier sous l'effet de températures basses. l'élimination de réglages fins de pression, pour obtenir la température d'échantillon désirée, telle qu'elle est nécessaire dans certaines sondes à échantillon connues, dans lesquelles on utilise de l'azote liquide pour la régulation à très basses 15 températures, est très avantageuse pour l'utilisateur notamment parce que de tels réglages ont été exécutés par de simples commandes, au contraire du fonctionnement automatique de la régulation conforme à l'invention dans laquelle les moyens de chauffage sont commandés en un circuit fermé par le palpeur de température. 20 Du fait qu'est établi un couplage thermique très étroit entre le chauffage et le palpeur de température, et que le dispositif de chauffage est disposé en amont de l'emplacement de l'échantillon, on est assuré que, dans le cas d'un circuit de régulation avec amplification de circuit suffisante, la constante de 25 temps du système de régulation de température est particulièrement courte. Ceci rend possible de s'approcher en un temps relativement très court . de la valeur nominale de la température, sans que l'utilisateur ait à exécuter une autre opération qu'un réglage de position sur un cadran gradué. 30 L'expression "dispositif de refroidissement- de constru- tion miniaturisée" se rapporte à une installation reposant sur l'effet Joule-Thomson. Un dispositif de refroidissement convenant pour le mode de réalisation décrit avec référence aux fig. 1 à 4 est disponible dans le commerce sous la désignation MAC 108 031 35 de la Société Hymatic Engineering Company Limited,Glover Street Redditch, Worestershire, G-rande Bretagne. Bien entendu l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté, et diverses modifications restent 71 29025 13 2101209 possibles, notamment du point de vue construction sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. 71 29025 14 2101209 -lîYÎIJICi 1IOIS lo- Sonde à échantillon pour spectroscopie à résonance gyromagnétique, caractérisée en ce qu'elle comprend - un dispositif de refroidissement miniaturisé à effet Joule-Thomson, dans 5 lequel est prévu une traversée d'une partie de parcours d'un gaz de travail commandant la température, un échangeur de chaleur autour de ce passage, qui forme une partie d'un parcours de retour, et une buse à l'extrémité- avant de ce passage, des moyens de chauffage en aval et à distance de la base, un organe cylindrique 10 en aval des moyens de chauffage pour former une limitation de longueur d'une station d'essai, régularisée en température, qui peut recevoir un échantillon dans un tube de support d'échantillon, des moyens pour limiter le parcours vers l'avant du gaz de travail lorsque celui-ci sort de la buse, rencontre le dispositif de 15 chauffage et atteint la station d'essai, des moyens, au voisinage de l'extrémité avant de cette zone pour inverser le sens d'écoulement du gaz de travail dans un trajet vers l'arrière et des moyens pour limiter ce parcours vers l'arrière autour du parcours vers l'avant. 20 2.- Sonde suivant la revendication 1, caractérisée par des moyens de chauffage sous la forme d'un dispositif de chauffage électrique, un palpeur de température étant en contact avec le dispositif de chauffage, et des moyens de liaison étant prévus pour mettre en service le dispositif de chauffage et le palpeur 25 dans un circuit de régulation à l'extérieur de la sonde. 3.- Sonde suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif de chauffage contient un fil en hélice, qui est enroulé sur la face extérieure d'une bobine de bonne conductibilité thermique et que le palpeur de température est inséré, à joint 30 étanche:j.. dans un alésage axial de la bobine, en bon contact avec elle. 4.- Sonde suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la partie du parcours vers l'avant qui s'étend entre la buse et les moyens de chauffage est délimitée par une matière à faible 35 conductibilité thermique. 5.- Sonde suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la partie du parcours vers l'avant qui s'étend autour des mo 71 29025 15 2101209 yens de chauffage est délimitée par une matière à conductibilité therûiique élevée. 6.- Sonde suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe cylindrique conduit à une série d'ouvertures de passa- 5 ge à travers lesquelles le gaz de travail inverse la direction de son écoulement lors de son entrée dans le parcours de retour. 7.- Sonde suivant la revendication. 6, caractérisée par un palier radial pour le maintien latéral dfun support d'échantillon cylindrique rotatif, la distance entre la série d'ouvertures de 10 passage du gaz et le palier radial étant telle, que le palier radial ne soit pas influencé par la température régnant à l'emplacement d'essai de l'échantillon. 8.- Sonde suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de refroidissement de construction miniaturisée 15 est entouré par un manchon thermiquement isolant pourvu d'échan-crures discrètes à travers lesquelles passe le gaz de travail dans son parcours de retour en arrière, avant qu'il ne s'écoule à travers l'ensemble d'échangeurs de chaleur. 9.- Sonde suivant la revendication 1, caractérisée par 20 un vase Dewar cylindrique qui entoure le dispositif de refroidissement miniaturisé, le dispositif de chauffage et l'organe cylindrique s'étendant jusque dans un domaine au-delà du moyen d'inversion de sens d'écoulement du gaz de travail, la surface intérieure du vase Dewar constituant la limitation extérieure du parcours de 25 retour du gaz. 10.- Sonde suivant la revendication 1, caractérisée en ce que, en aval des moyens de chauffage, est prévu un bouchon avec des gorges de pourtour longitudinales qui forment une partie du parcours vers l'avant du gaz, le bouchon formant la limite infé- 30 rieure de la station d'essai d'échantillon à température régularisée et contient un palier à pression pour l'appui frontal d'un tube rotatif de support d'échantillon. 11.- Sonde suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de refroidissement de construction miniaturisée 35 et le dispositif de chauffage sont constitués comme un groupe de construction unitaire autonome qui peut être inséré facilement dans la sonde proprement dite. 12.- Sonde suivant la revendication 1, caractérisée en ce 71 29025 16 2101209 que l'organe cylindrique porte une bobine de réception destinée saisir un signal de résonance gyromagnétique.