一种新型冷头结构的微型同轴脉管制冷机的实验研究

许多现代电子器件的正常运行都需要一种紧凑型、高可靠性,低耗能的微型机械制冷机进行低温冷却。针对这种需求,文中提出了一种新型整体式冷头结构,该冷头结构大大增强了工作气体与冷头换热器的换热能力。详细描述了一种由7.0 cc扫气容积对置式双活塞线性压缩机驱动的具有这种新型冷头结构的微型同轴脉管制冷机的性能实验研究。     

高效脉冲管制冷机性能及冷头方向性影响研究

本文介绍了一套高频同轴脉冲制冷机在低功率输入条件下的性能特性,研究了减弱冷头方向性影响的方法.该制冷机采用中科院理化所自制的2 cc线性压缩机驱动,输入功率30 W,冷头垂直向下放置时,冷头的无负荷最低温度为58.9 K,在80 K可提供0.7 W的制冷量.     

使用脉冲管制冷机的高温超导电子学子系统的初步研究

利用微型制冷技术的最新成果，设计和制作了一台适用于高温超导微波子系统的脉冲管制冷机．制冷机冷头微振动精密测量表明，这台脉冲管制冷机冷头的最大振动比商品化的传统制冷机要小１～２个数量级左右．首次成功地将特殊设计的高温超导谐振腔与上述制冷机组成实用电子学子系统．实验表明，在同样条件下器件在传统制冷机（斯特林机）内出现的噪声，在脉冲管制冷机中完全消失，充分表明了脉冲管制冷的优越性，显示了由脉冲管制冷机与高温超导器件组成的实用电子学子系统的潜在应用前景．     

U型脉管制冷机冷头连接管的实验研究

设计了一台U型脉冲管制冷机,并对直线连接管和U型连接管两种不同的冷头连接管进行了实验研究。对冷头连接管与脉管之间的各种导流结构进行比较,找到了最佳的导流方式,并在此基础之上,研究了连接管管径对制冷机制冷性能的影响。结果表明,存在一个连接管最佳直径使得U型脉管制冷机获得最高的制冷效率;U型连接管相比较直线连接管会引起弯管损失,当输入声功越大时,损失越大;本实验中,最佳的U型脉管制冷机性能相对直线型脉管制冷机情况下降了18%。     

推移活塞脉管制冷机中温区性能的实验研究

推移活塞脉管制冷机是在脉管热端新增一个推移活塞作为调相机构,同时可以回收脉管内气体的膨胀功。通过实验方法,分析了定制冷量下,推移活塞脉管制冷机工作在中温区时,压缩机运行频率对冷头温度、相对卡诺效率等性能参数的影响,以及电机的性能特性。结果表明,在充气压力1.92MPa,运行频率54Hz,输入功224.5W,制冷量25.0W时,冷头温度在137.3K,制冷机的相对卡诺效率达到12.7%。     

热阻法抑制脉管制冷机冷头温度波动研究

低温冷冻靶等应用要求目标控温波动度小于1m K量级。为了实现这一亚毫开级的高精度控温,并揭示控制措施对抑制温度波动的定量作用机理,基于脉管低温制冷机搭建了深冷温控测试平台。采用热阻法,即通过在制冷机冷头和被测样品之间插入不锈钢薄片组合来引入传热热阻,对模拟样品的温度波动进行实验测量,获得了制冷机二级冷头在5~30K温区的温度波动情况和传热热阻之间的定量关系。增加传热热阻是抑制温度波动的有效手段。     

小型撬装式BOG再液化装置的研发及性能测试

以最新研制的大功率回热式脉管制冷机为核心,建立了一台小型撬装式BOG(Boiled off Gas)再液化实验装置。与传统的BOG再液化装置相比,该装置具有结构紧凑、操作简单、经济效益好等优点。通过测试实验,0.4MPa时,在9400W的电机功率下,该装置制冷功率达到267W@86K;对制冷机冷头和冷屏进行改进后,在8450W的电机功率下,该装置在0.3MPa时的制冷功率达到430W@83K。实验结果表明:对制冷机冷头和冷屏进行优化后,装置的有效制冷功率大幅提高。     

脉冲管制冷机第三种直流敏感性实验研究

直流是脉冲管制冷机中重要的机理性问题。本文介绍了脉冲管制冷机第三种直流效应的最新理论研究结果,深入分析了第三种直流效应的产生机理和影响因素。结合制冷机系统的流动和热力学非对称性,通过实验研究了脉冲管制冷机第三种直流效应对几何结构、冷头温度、频率、压力等参数的敏感性。     

30 K单级高频同轴脉冲管制冷机

介绍了一套实用型单级高频同轴脉冲制冷机工作在深低温区的性能特性.输入功率为200 W时,冷头无负荷最低温度可达到29.35 K,输入功率为235 W时,冷头无负荷温度可稳定在28.55 K.这是目前国内无多路旁通的单级高频脉冲管制冷机获得的最低温度,国际上位于先进行列.200 W输入条件下,35.6 K可提供0.5 W制冷量,为30～40K温区相关的小冷量应用提供了一种简单有效的方法.     

斯特林制冷机测试系统设计

介绍了一种斯特林制冷机测试系统的设计。该测试系统可检测制冷机系统各参数,包括斯特林制冷机驱动控制器输入电压、电流,制冷机冷头温度、输出电压、电流、频率等,对制冷机系统的工作状态进行分析和判断,并将所测试的结果以数字和图表方式实时显示。当制冷机系统出现故障时及时判断并显示故障类别,同时可以通过触摸显示屏设置制冷机系统各工作参数。     

分置式斯特林制冷机力学环境分析

本文针对某型分置式斯特林制冷机,通过力学有限元分析,在随机振动和正弦振动的力学环境试验条件下寻找制冷机最大应力集中处,分析分置式制冷机在相关设计中存在的不足,以及可能导致制冷机失效的主要因素,进而提出优化制冷机的设计方法和预防措施。结果表明,通过增大分置管直径,可减少分置式斯特林制冷机最大集中应力,提高制冷机在实际使用的可靠性。     

改进型1.75W/80K分置式斯特林制冷机的研究

文章根据改进型1.75W/80K分置式斯特林制冷机的主要技术指标要求,叙述了该型制冷机结构设计特点、理论计算过程和试验验证结果,目前该型制冷机已完成产品研制,各项技术指标满足用户需求。     

空间用斯特林制冷机的过程控制

斯特林制冷机在空间探测中的应用越来越广泛,其驱动控制也至关重要.针对特定的斯特林制冷机,设计了以FPGA作为核心的控制系统,简单介绍了系统的硬件结构以及直线电机的正弦波驱动波形,详细讲解了制冷机的启动、降温、稳温等过程控制,重点论述了温度PlD算法实现的问题,通过跟踪制冷过程温度变化曲线,验证了控制模块的功能特性.     

用脉管制冷机作为低温泵冷源的可行性分析

首先简要的介绍脉管制冷机的发展历史 ,现有的一些类型 ,列出一些产品的具体性能参数 (包括所能达到的最低温度 ,制冷量等 )。然后根据制冷机低温泵现有的技术 ,通过比较来综合说明选择脉管制冷机来替代其它小型低温制冷机的可能性及优势 ,得出结论 ,脉管制冷机用作低温泵冷源是可行的     

分置式斯特林制冷机驱动控制源的抗干扰设计

电磁干扰问题一直是影响斯特林制冷机性能的重要因素,文中分别从硬件和软件两方面对斯特林制冷机驱动控制源的抗干扰设计作介绍.本设计的硬件方面主要采用驱动控制器的输出部分加装LC滤波器、电机的单极性驱动代替传统的双极性驱动和测温部分装光电隔离器等措施;软件部分主要是对采样到的信号进行数字滤波.     

高频脉管制冷机的研究进展(下)

介绍了斯特林脉管制冷机(高频脉管制冷机)国内外最新研究现状以及发展趋势。分析了由于高频脉管制冷机的效率可以达到甚至超过斯特林制冷机,从而在空间领域、红外传感器件和高温超导器件的冷却领域获得广泛应用。指出了线性压缩机是高频脉管制冷机的重要部件之一,提高线性压缩机的性能及机械寿命是提高高频脉管制冷机性能和寿命的一条重要途径。     

高频脉管制冷机的研究进展(上)

介绍了斯特林脉管制冷机(高频脉管制冷机)国内外最新研究现状以及发展趋势。分析了由于高频脉管制冷机的效率可以达到甚至超过斯特林制冷机,从而在空间领域、红外传感器件和高温超导器件的冷却领域获得广泛应用。指出了线性压缩机是高频脉管制冷机的重要部件之一,提高线性压缩机的性能及机械寿命是提高高频脉管制冷机性能和寿命的一条重要途径。     

二级G-M制冷机(6W/20K)性能测定

简要介绍了国内外 G- M制冷机的应用、发展背景、工作原理。由于 G- M制冷机有性能可靠、寿命长、振动小、温度低、冷量大等优点 ,在多种领域得到广泛的应用。文中进一步说明了实验室测定二级 G- M制冷机制冷量的方法 ,及所用的设备、材料 ,对测试结果进行分析 ,为进一步改进奠定基础。文中二级 G- M制冷机性能指标为 :>6 W/ 2 0 K,降温时间为 6 0 m in左右     

斯特林制冷机振动数学模型的Laplace变换及仿真

通过对斯特林制冷机振动系统的研究,建立了系统的振动方程并进行了相应的Laplace变换,结合斯特林制冷机实际的工作状况,给出了振动系统在不同阻尼比条件下的仿真结果,该结论对今后斯特林制冷机的设计有一定的指导意义。     

基于制冷机的高温超导谐波混频

我们分别选用了小型脉冲管制冷机以及小型G-M制冷机设计了高温超导混频测量系统,对亚毫米波段谐波混频进行了实验研究.采取了一些抑制系统噪声的措施后,在脉冲管制冷机上我们成功实现了100GHz混频,最高谐波次数达60次,在G-M制冷机上我们实现了300GHz混频,最高谐波次数达100次.