一种大口径无液氦低温超导磁体系统的研制

将铜和不锈钢材料制作成Φ646mm×1175mm大口径低温超导磁体复合骨架,骨架两端设计有传热热桥。选用1.5W@4.2K的G-M制冷机作为冷源,采用高导热的无氧铜编织带作为制冷机二级冷头和传热热桥之间的柔性连接件,来实现柔性传热。经过124h后,实现了低温超导磁体系统的冷却。超导磁体闭环运行后,磁场强度达到设计值,均匀区内不均匀度优于指标要求。     

超低温减振的软连接工艺研究北大核心

在基于G-M制冷机的低温系统中,为了在降低样品座振动幅度的同时保证传热效率,采用了在传热组件中增加软连接柔性传热进行三级减振。实验研究了G-M制冷机竖置状态下不同工艺连接形式的软连接对样品座传热效率和振幅的影响。实验对比结果表明,相比传统的螺接连接方式,过盈冷压的软连接方式在降低样品座振动的同时保证传热效率。在G-M制冷机竖置时样品座的最低温度可达6. 5K,温度稳定性为±1mK@15-18K,振幅优于±600nm。     

4~20 K 温区固体界面导热填料接触热阻实验研究

超导量子干涉仪、 超导光子探测器等深空探测器需要液氦温区制冷技术提供极低温温度, 固体界面接触热阻的存在会增大耦合界面温度差, 进而增加制冷机系统冷损. 为定量探究4~20 K 深低温区固体接触热阻, 采用GM 作为冷源, 设计了一台可同时调节压力和低温温度的固体界面接触热阻测试实验台. 利用感压纸进行接触界面压力校核, 并对温度重复性进行验证. 实验测试了不同导热介质填充情况下, 温度和压力变化时固体接触热阻的变化规律. 基于最小二乘法对实验数据进行半经验公式拟合, 获得4 ~20 K 温区不同压力加载条件下的接触热阻的定量参考.     

G-M制冷机辐射屏温度随动控制

该文提出低温与超导系统温度控制新方法 -基于泛逻辑代数的温度随动控制。这是一种以低温实验为基础 ,依据概念和专家知识的泛逻辑控制 ,控制特性用一组泛逻辑代数方程描述 ,从而可以有效解决 G- M制冷机辐射屏温度的随动控制问题。该系统可应用于低温界面热阻实验和超导材料热物性测试等。温度随动控温范围为 4 0 K- 15 0 K,精度优于3K。这对低温与超导技术等有重要意义     

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A/D位数扩展与仿真分析

为解决斯特林制冷机温控系统中A/D转换器采样精度较低对斯特林制冷机控温稳定性的影响,本文基于A/D转换原理,结合斯特林制冷机实际测温特点,提出一种提高A/D转换器采样精度的位数扩展方法,并基于simulink/matlab软件搭建斯特林制冷机温控系统仿真模型验证该扩展方法的有效性。结果表明：通过使用电阻逼近扩展法扩展A/D转换器的位数之后,线性斯特林制冷机冷头的温度波动范围变小,温度稳定性得到提高,说明了该A/D扩展方法理论思路的有效性。     

低温制冷机冷头焊接工艺研究

冷头是低温制冷机的关键零部件,是制冷机的重要结构件,同时也是制冷机与热载荷的接口部位。文中对冷头的焊接工艺进行研究,提出一种爆炸焊复合材料与激光焊结合的冷头焊接工艺。     

小型传导冷却低温系统热分析与实验研究

传导冷却型低温系统中,各结构组件间的热平衡过程是以固体间热传导的形式向制冷机实现热量传递。由于各冷却部件降温条件的差异,会导致系统内部温度分布不均匀,影响被测样品性能测量,需对系统结构开展热分析与实验研究。借助ANSYS软件,建立了小型低温系统三维模型并进行了热分析,结果显示,预期系统最低温度为2.38 K,冷屏最大温差不超过1.0 K,样品台最大温差不超过0.1 K。同时,采用一套2.2 W@4.2 K双级制冷机作为冷源,完成了低温系统降温与精准控温实验。实验结果表明,冷屏误差不超过1.5 K,样品台误差不超过0.01 K,与模拟分析结果吻合良好,满足系统要求,验证了传导冷却低温系统热分析方法的准确性以及实验装置测温的可靠性,为类似装置的热分析及其设计提供了参考。     

深低温吸附材料分析表征系统的研制

为了研究某些吸附材料在4.2K条件下的吸附分离特性,研制了一套深低温吸附材料分析表征系统;该系统采用4.2K G-M双级制冷机作为冷源,利用高纯氦气作为蓄冷导热介质,实现了较高的控温精度和较宽的温度使用范围;同时,采用了样品腔悬吊在氦气导热腔中的结构形式,极大的方便了吸附材料的拆装与更换。     

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%。