ADS注入器Ⅱ低温恒温器控制系统

设计了用于ADS注入器Ⅱ超导腔的低温恒温器控制系统。采用了基于EPICS 的分布式控制系统架构,以PLC 和串口服务器等为核心控制硬件,用PID 算法实现了恒温器内氦压和液氦量的自动控制,压力控制精度约为100 Pa,液氦高度误差约10 mm。利用EPICS 和LabVIEW 在局域网发布过程数据,实现了操作员界面对低温恒温器分布式系统的统一管理,控制系统设计性能满足使用需求,已经在ADS注入器Ⅱ超导高频腔水平测试中发挥了重要作用。Cryogenic module provides important low temperature environment for half wave resonance superconducting cavity in C-ADS injector Ⅱ, to ensure the effective operation of cryogenic module, a remote control system which is based on the physical and experimental industrial control systems (EPICS) is introduced in this paper. PLC and serial port server are used as field controllers. Host computer runs EPICS and LabVIEW which are capable of getting and releasing data in local area net. Operators manage all the equipments through a CSS interface which is linked to local area net. The control system which is simple structure and reliable work, has played an important role in the level test of HWR superconducting cavity.     

低温恒温器设计

文中所述低温恒温器(cryomodule)主要用于近物所ADS注入器Ⅱ超导直线段,可以将粒子能量加速到10MeV。该低温恒温器包含β=0.09的162.5MHz HWR型超导高频腔、超导螺线管及cold BPM等冷质量部件,工作温度为4.2K,工作压力为1.2bar,冷却介质为液氦/氦气。超导腔及螺线管采用同一冷却回路,低温恒温器的设计满足超导腔的使用要求。     

低温领域中低温恒温器的研究进展

在低温领域中，低温恒温器是最常用的一种测量样品在低温下性能的实验装置，样品常常需要在低温恒温的情况下，进行各种电学，光学，磁热性能等基础实验.文章深入解析并探究了低温恒温器的概念、组成、分类和结构，描述了低温恒温器的进展状况，并提出了未来恒温器发展的趋势。     

大型矩形铝冷屏研制

冷屏是加速器用低温恒温器重要的组件之一,大型恒温器采用铝制冷屏为安装调试提供了极大方便。本文阐述了加速器用低温恒温器大型铝冷屏的设计方法,详细介绍了冷屏的结构设计、热设计及数值模拟与计算,最后介绍了铝管与铝板的焊接结构设计,解决了铝管焊接在低温下容易产生低温冷漏的问题,为其它加速器低温恒温器冷屏设计和类似装置冷屏设计提供参考。     

Delta波荡器传导冷却的热分析与实验研究

波荡器是同步辐射光源中产生X射线的关键设备,低温型Delta波荡器可明显提高镨铁硼永磁铁的峰值场强和内禀矫顽力,进而有效抵抗辐照环境下的磁场退化。为了使永磁阵列进入液氮温区,提出了磁铁干式传导冷却方案,设计了干式低温恒温器结构,利用数值模拟完成了热力学分析优化,并搭建实验台进行了降温测试。结果表明,Delta波荡器可通过单台小型低温制冷机传导冷却进入低温状态,并突破常压饱和液氮温度,最低达到40 K,四个梁的最大温差约1 K,达到温度均匀性要求,并将磁场强度提高20%以上。低温型Delta波荡器模组达到设计指标,验证了波荡器干式传导冷却方案的可行性,对低温型波荡器的研发设计具有重要意义。     

PKU-SCAF 1.3GHz超导腔2K垂直测试恒温器设计

1.3GHz超导腔是北京大学超导加速器装置(PKU-SCAF)中的关键设备,在正式安装之前,需对其进行超流氦条件下的性能测试。在2K垂直测试恒温器功能及流程分析的基础上,对恒温器关键部件进行了强度计算,形变分析、温度场仿真分析,给出了关键设备-低温负压换热器的设计参数,对垂直测试恒温器2K温区进行了热负荷分析与计算,确定了恒温器的结构形式,为恒温器的低温测试和稳定运行提供了理论依据。     

ADS注入器Ⅱ10MeV加速器液氦分配系统设计

ADS注入器Ⅱ超导加速段的运行需要在4.2K(液氦)超低温环境下进行,针对注入器Ⅱ10MeV加速器低温恒温器的运行要求设计了一套液氦分配系统,该系统在满足加速器的低温恒温器工作的同时还具备给超导腔水平测试、垂直测试、磁铁测试等试验终端供液以及调节流量的功能。系统已应用于5 MeV加速器液氦的分配与调节以及超导腔垂直测试系统中,运行良好。重点介绍了液氦分配系统的工艺流程、阀箱的结构设计及调试运行情况。     

HL-2M托卡马克装置低温控制系统初步设计

首先介绍HL-2M托卡马克装置低温系统的组成。根据低温系统的特点和控制功能的要求,初步设计了HL-2M托卡马克低温控制系统的硬件结构以及软件应用。基于西门子S7-300/400 PLC(可编程控制器)的DCS(集散控制系统)构成HL-2M托卡马克低温控制系统的主体。同时对整个报警联锁保护系统进行了初步设计,使得系统具有很强的可靠性、准确性和安全性。     

MOFs材料低温储氢性能研究用低温恒温器设计

设计了一种用于研究金属有机骨架(MOFs)材料低温储氢性能的低温恒温器。介绍了其设计原理及具体结构。该低温恒温器能够为多种MOFs材料提供低温宽温区范围内的温度环境,且样品更换方便。     

中国散裂中子源4K低温恒温器研制及测试

中国散裂中子源(CSNS)中子谱仪的运行离不开低温设备提供的低温样品环境，考虑到中子散射的特殊性，样品处不能放置温度计，所以需要对样品温度进行校核。校核结果显示部分低温恒温器样品座测点温度与实际样品温度存在差值。针对该问题，对样品区域进行热工分析及建模求解后，给出了样品区匀温恒温器设计方案。据此CSNS样品环境组设计组装了一套匀温恒温器，该恒温器的温度测试结果显示，4～300 K之间样品温度与测点温度差值在±3 K之内，另外也对300～800 K之间减少样品温差的方案进行了计算和测试。样品区匀温恒温器的研制满足了CSNS对样品测温准确的要求，也对类似设备的匀温方案提供了一定参考，有助于大科学装置设备的国产化。     

AMS-02超导磁体300K-80K受控冷却系统的工艺流程设计

300K-80K受控冷却系统是AMS-02探测器的低温地面支持设备(CGSE)系统中的重要子系统,其主要作用是实现AMS-02磁体从常温(约300K)到接近液氮温度(约80K)的冷却。对该系统进行了工艺流程设计,在恒温器内设置多个调节阀和温度、压力、流量检测元件,通过自动调节手段控制经该系统冷却后前往磁体的氦气的温度和流量。同时介绍了该系统的组成及低温恒温器、HX1、HX2和HX3的结构和特点。     

35-110kV高温超导电缆终端低温恒温器热负荷分析

高温超导电缆终端是运行在低温的超导电缆芯向常温的高压母线过渡和制冷剂进出口的汇集组件,为了获得有效的超导电缆运行的低温环境,设计了一套电缆与终端可拆卸的恒温器,系统采用过冷液氮循环,液氮既是冷却介质,又是高电压绝缘介质。通过传热理论对恒温器的热负荷进行了计算,得到了用于35-110kV电压等级、额定电流交流2 000A的高温超导电缆低温恒温器主要漏热,尤其对终端交流电流引线进行了优化计算。计算结果表明,在现有设计结构下,恒温器的漏热量小于300W;从热负荷分布分析,电流引线漏热为主要漏热,支撑及传输管线的传导漏热占系统总漏热的22%左右。计算结果为该高温超导电缆终端低温系统的设计和进一步优化提供了依据。     

低温恒温器简介

在低温领域中,经常需要对低温恒温条件下样品的各种低温性能,如热物理性质、机械性能、光学物理性能、磁热性能及超导性能等进行测试。这就需要提供一种实验装置来维持样品的低温恒温条件。而低温恒温器是一种能够提供低温恒温条件并与外界热绝缘的低温装置,它应用广泛,是进行低温实验的必要设备。主要介绍了低温恒温器的概念、应用、分类、结构及其设计。     

HWR腔水平测试恒温器热辐射屏设计与测试

低温恒温器是超导直线加速器的重要部件之一,其为超导腔及超导磁铁提供稳定的低温环境。文中介绍了HWR单腔水平测试恒温器(TCM1)中热辐射屏的设计、模拟计算、安装与测试。     

多用途磁测量恒温器及性能研究

本文介绍了一种磁测量低温液氮恒温器的结构、特点,以及致冷量、样品室最低工作温度等物理参数的理论与实验结果,为改善低温磁测量恒温器的性能,扩展其用途揭示了新的途径.     

用于光学实验的稳态汽泡式低温恒温器

本文报道一台用于光学实验的稳态汽泡式低温恒温器的结构和性能。该恒温器的工作温度是4—300K。     

适用于光学实验的可减压低温恒温器的结构设计

介绍一种适用于光学实验的可减压低温恒温器的结构设计方法。与其他适用于光学实验的低温恒温器的结构比较 ,本结构具有以下优点 :无震动、辅助设备少、变温迅速、控温稳定 ;低温恒温器可以达到 5 8K,温度在 5 8K～ 77K范围内可以适度调节 ,光学试样、光的反射角在允许值范围内可旋转调节。     

一种方便的精密低温恒温器

本文介绍了一台4.2—300K宽温区低温恒温器。试验结果表明:它和传统的真空绝热恒温器或液氦连续流动恒温器比较,具有结构简单、预冷容易、温场均匀、液体消耗少和换样品方便等优点。适合于一般电磁测量和检定温度计等。     

用于原位中子散射水合物测量装置

能源与环境问题的日益突出,为可燃冰的研究提供了动力。可燃冰的形成机理、储存及利用,都与其结构性质紧密相关。为了研究可燃冰结构,需要加工一套可以维持可燃冰低温高压环境的低温恒温器。通过恒温器设计及压腔设计,实现了低温高压的耦合,最低温50 K,最高压力20 MPa。经过在通用粉末衍射谱仪(GPPD)测试,成功观察到了可燃冰的衍射峰。测试结果显示,所研制的高压低温恒温器运行稳定可靠,温度梯度较小,控温精度高,可以满足可燃冰中子散射实验需求。     

高温超导电缆终端恒温器研制

高温超导电缆终端恒温器是高温超导电缆终端系统的重要组成部分,其长期可靠稳定的运行将为整个系统的良好运转奠定坚实基础.文中对成功研制的高温超导电缆终端恒温器进行了详细介绍,包括技术指标及相关要求、总体结构、关键技术、热负荷分析与计算等.试验表明,高温超导电缆终端恒温器结构设计合理、操作方便;大口径可拆法兰低温真空压力环境下的密封技术得到突破、密封性能良好;低温液体输送管道承插密封结构设计新颖、满足工作要求.热负荷的分析与计算为高温超导电缆制冷系统所需冷量的确定提供了依据,同时也为终端恒温器的进一步优化指明了方向.