[發明專利]一種用于SQUID探頭的液氮閉路循環系統

有效

• 申請號: 201110447473.2
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN102522180A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 左濤;陳新民;楊時紅;劉洋;賓峰;陳宇鵬;汪名峰;陸勤龍;李令言;肖南
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十六研究所
• 主分類號: H01F6/04
• 分類號: H01F6/04;F25B41/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 奚華保

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所屬技術領域：

本發明涉及一種低溫裝置，具體涉及一種用于SQUID探頭的液氮閉路循環系統，主要應用于雷達、探測、通信等，在SQUID反潛機中保持SQUID探頭高溫超導的環境溫度，對液氮循環利用的一種裝置。

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背景技術：

基于SQUID磁探儀的反潛機中，其核心器件SQUID傳感器需要保持在液氮溫區下才能正常工作，通常是采用直接將SQUID探頭放置于充滿液氮的無磁杜瓦中，由于無磁杜瓦是放置在反潛飛機的伸出的尾椎中，使得液氮無磁杜瓦的體積不能過大，因此，限制了杜瓦中液氮的使用量，隨著液氮的不斷揮發，SQUID探頭的工作周期會比較短，不利于武器裝備的長期維護。

采用液氮的閉路循環裝置，可以提高液氮的使用率，延長SQUID探頭的工作周期，也方便反潛機的后期維護工作。

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發明內容：

為了解決常規直接加注液氮的無磁杜瓦中SQUID傳感器工作周期短，維護頻繁等不足，本發明的目的在與提供一種閉路循環裝系統，它具有液氮使用率高、可長時間工作、便于后期維護等特點。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案：一種用于SQUID探頭的液氮閉路循環系統，包括充灌有液氮的無磁杜瓦，內設SQUID探頭，所述無磁杜瓦上設無磁隔熱氮氣導管和無磁隔熱液氮導管，所述無磁隔熱氮氣導管經第一自動控制閥、氮氣瓶和第二動控制閥與冷卻杜瓦上端部連接；所述冷卻杜瓦設有制冷機，冷卻杜瓦經所述無磁隔熱液氮導管與無磁杜瓦連接構成閉路循環。

所述冷卻杜瓦底部出口處設有第三自動控制閥門。

所述無磁杜瓦采用玻璃鋼無磁材料制成，其中間隔層抽真空，內層外部包裹金屬薄膜。

所述制冷機設有與其冷指相連的冷板，所述冷板置于冷卻杜瓦中。

由上述技術方案可知：在SQUID探頭工作中，液氮開始慢慢揮發，通過無磁隔熱氮氣導管將揮發的氮氣導入氮氣瓶，到氮氣瓶達到一定含量時，將氮氣導入冷卻杜瓦中，制冷機的冷指安裝在冷卻杜瓦中，冷指和冷板相連接，大面積和氮氣接觸，在冷卻后形成液氮通過無磁隔熱液氮導管再次回到無磁杜瓦中，減少了液氮的損耗，提高了液氮的利用率，保證了SQUID探頭的長期穩定工作。該系統主要設置在反潛機尾椎中。

本發明的有益效果：采用液氮的閉路循環裝置，可以提高液氮的使用率，延長SQUID探頭的工作周期，可以在實現SQUID探頭在穩定的低溫環境下探測的同時，減少液氮的損耗，提高液氮的利用效率，也方便反潛機的后期維護工作。

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附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明：

圖1是本發明在反潛機中的裝備位置圖；

圖2是本發明結構示意圖；

圖3是無磁杜瓦的剖面圖；

圖4是制冷機冷卻杜瓦示意圖；

圖中，1.尾椎，2.無磁杜瓦，3.SQUID探頭，4a、無磁隔熱氮氣導管，4b，無磁隔熱液氮導管，5?a.第一自動控制閥門，5?b.第二自動控制閥門，5?c.第三自動控制閥門，6.氮氣瓶，7.制冷機，8.冷卻杜瓦，9.冷板，10.?隔層，11.金屬薄膜。

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具體實施方式

圖1是本系統在反潛飛機伸出的尾椎1中的位置圖，由于SQUID傳感器的靈敏度很高，對微弱的磁場非常敏感，因此，需要在飛機后面伸出數米長的尾椎，用于放置SQUID磁探儀，以減少飛機等平臺噪聲對SQUID傳感器的干擾。

圖2是本發明在飛機尾椎中的結構示意圖。其中，處在尾椎最前端的是無磁杜瓦2，充灌著液氮，里面裝置是SQUID探頭3，SQUID探頭全部泡在液氮當中，保持著穩定的低溫環境，無磁杜瓦2采用的是玻璃鋼無磁材料制成，有兩層結構，中間的隔層10抽真空，內層外部包裹著多層鍍金屬薄膜11，起到隔熱的作用。無磁隔熱氮氣導管4a在無磁杜瓦2外設有第一自動控制的閥門5a，當SQUID磁探儀工作數小時后開啟，通過無磁隔熱氮氣導管4a將揮發的氮氣導入氣瓶6中，氮氣瓶6為不銹鋼材料，在制冷機7沒達到溫度之前，可將氮氣儲存起來。當制冷機7溫度穩定在70K時，第二自動控制閥門5b打開（自動控制閥門通過軟件控制實現），氮氣瓶將氮氣輸入冷卻杜瓦8中，冷卻杜瓦為不銹鋼材料，磁性弱，隔熱性好，經過冷板9冷卻后，變成液氮經過第三自動控制閥門5?c與無磁隔熱液氮導管4c又回到無磁杜瓦2中，二根傳輸導管均有1-2米長，使得制冷機對SQUID探頭的靈敏度影響比較小。采用閉路循環裝置，液氮的損耗降低，重復性好。