[發明專利]測量同軸型脈沖管制冷機制冷性能的標準杜瓦及制造方法

在審

• 申請號: 201410546474.6
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104359693A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 黨海政
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

技術領域

本發明涉及一種杜瓦，特別涉及一種測量同軸型脈沖管制冷機制冷性能的標準杜瓦及制造方法。

背景技術

脈沖管制冷機是對回熱式低溫制冷機的一次重大革新，它取消了廣泛應用于常規回熱式低溫制冷機(如斯特林和G-M制冷機)中的冷端排出器，而以熱端調相機構的運作來實現制冷所需的相位差。冷端運動部件的完全取消，實現了冷端的低振動、低干擾和無磨損；而經過結構和調相方式上的重要改進，在一些典型溫區，其實際效率也已經達到回熱式低溫制冷機中的最高值。這些顯著優點使得脈沖管制冷機成為30余年來低溫機械制冷機研究的一大熱門，在航空航天、低溫電子學、超導工業和低溫醫療業等方面都獲得了廣泛的應用。

根據脈沖管、蓄冷器、冷頭的相互關系不同，脈沖管制冷機可分為如下三種典型布置方式，如圖1所示，其中(a)為同軸型結構，(b)為U型結構，(c)為直線型結構。由圖1可以看出，直線型布置中脈沖管、脈沖管冷頭、蓄冷器處于一條直線上；U型布置是指脈沖管和蓄冷器平行布置，各自的冷端連接到共同的脈沖管冷頭之上；同軸型布置是指脈沖管和蓄冷器同心地布置在一起，各自的冷端連接到共同的脈沖管冷頭之上。由圖1可以看出，在脈沖管制冷機的三種典型布置方式中，同軸型的結構是最為緊湊的，它的低溫端緊湊耦合在一起并突出，形成一個垂直冷指，與曾經獲得廣泛應用的斯特林制冷機的冷指十分相似，因而可以直接采用已經獲得成熟應用的插入式杜瓦，與器件的耦合十分方便。所以，當技術的進步使得脈沖管制冷機成為其它常規的回熱式低溫制冷機如斯特林機的更新換代品種時，同軸型脈沖管制冷機便在實踐中最先獲得廣泛的應用。

在一臺同軸型脈沖管制冷機制作完畢并投入使用之前，需要對其制冷性能做出系統的評價。目前普遍采用的是熱平衡測量法。熱平衡測量法即利用加熱裝置，對制冷機冷頭端面施加指定熱量，通過調整制冷機輸入功率，使制冷機冷頭端面溫度穩定在指定溫度點，此時制冷機冷頭端面達到熱平衡狀態，加熱裝置所施加的熱量即等于制冷機在指定溫度點所提供的凈制冷量。

在測量與評價過程中，通常需要為不同的冷指單獨制作杜瓦系統。首先，由于每臺制冷機冷指的情況一般都不相同，從而導致其相應的杜瓦系統也不相同，因而，在大多數情況下，測量不同制冷機制冷性能時所使用的測量系統便不盡相同；其次，在測量每臺制冷機的制冷性能時，在冷指上放置包括加熱片和溫度計在內的測量元件時，本過程中不可避免地受到較大的人為影響，如所放置的相關測量元件的位置、與冷頭端面的貼緊程度等因素都會對制冷性能的測量產生干擾。在這樣情況下，便使得所測得的不同制冷機在進行制冷性能比對時，便沒有比較科學的可比性。以上所述的這些因素使得在對同軸型脈沖管制冷機制冷性能評價測量時需要耗費更多資源與時間，并且對不同同軸型脈沖管制冷機制冷性能評價的對比上，也會產生使對比測量不一致的外界干擾因素。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明提出一種測量同軸型脈沖管制冷機制冷性能的標準杜瓦及制造方法。

本發明的目的在于，根據同軸型脈沖管制冷機的結構特點，提供一種將真空罩、加熱片、溫度計功能集中于一體的標準杜瓦，可以直接使用該標準杜瓦，方便快捷地對一定尺寸范圍內的同軸型脈沖管制冷機制冷性能進行測量評價，最大限度地減少不同同軸型脈沖管制冷機間制冷性能對比時的干擾因素，使不同制冷機之間的制冷性能具有更為科學可比性，同時節約測量制冷機制冷性能的時間和資源，并大幅度提高測量的效率。

所發明的測量同軸型脈沖管制冷機制冷性能的標準杜瓦包括真空罩1、測量底座2、波紋管4、接線座5、抽氣接口6、調節圈7、安裝座8、柱狀溫度計13、加熱片14，其特征在于：