BEPCⅡ超导腔垂直测试杜瓦的漏热分析与实验研究

北京正负电子对撞机重大改造工程(简称BEPCⅡ)采用了超导射频技术,超导腔设备在与低温恒温器总装之前,必须进行液氦温度下垂直位置的性能测试。测试杜瓦的绝热性能对超导腔的垂直测试性能产生直接影响,准确测算测试杜瓦的漏热量对垂直测试方案的制定、减少液氦消耗量具有重要的指导意义。对测试杜瓦的主要漏热部分进行了计算,同时以液氮和液氦为工质进行了实验比较,计算与实验的结果比较表明,两者的误差较小。因此,通过详细的设计计算可以获得准确的漏热量,确定主要漏热部位,并提出改进方案。

结晶亚硝酸钠混入对乳化炸药安全性的影响

为了研究结晶状敏化剂意外混入乳化炸药中的危险性,采用杜瓦瓶恒温试验法研究结晶状亚硝酸钠对硝酸铵、乳胶基质和乳化炸药热稳定性的影响。试验结果表明,在400 g样品中添加10 g亚硝酸钠的试验条件下,混合体系热稳定的临界温度范围分别为:硝酸铵40～45℃,乳化炸药45～50℃,乳胶基质则大于100℃。硝酸铵、乳化炸药和乳胶基质中的结晶亚硝酸钠临界添加量分别<1 g,2 g和10 g。可见样品体系热稳定性:硝酸铵<乳化炸药<乳胶基质。样品含水量的增加可提高混有亚硝酸钠样品混合体系的热稳定性。

高温长效动态测试仪研制及应用

高温长效动态测试仪用于对稠油生产过程中井底流温、流压进行实时动态监测。这种仪器接在泵下随生产油管下入油井 ,采用金属绝热瓶隔热 ,井下单片机存储测试数据 ,地面主机回放处理测试结果 ,是经济有效果的热采生产测试方法。经过理论计算和室内试验确定了金属绝热瓶的优化结构参数 ,按此参数设计制造的金属绝热瓶在 2 5 0℃室内试验条件下 ,2 0天内温升小于 12 0℃ ,满足在井下高温长期工作的需要 ;

辐射屏数及密度对超导腔垂直测试杜瓦漏热的影响

超导腔垂直测试杜瓦为广口液氦容器,对绝热性能有较高要求,其内筒体采用高真空多层绝热,顶部盖板侧为多屏绝热。为减少杜瓦顶部盖板侧漏热,提出了变密度辐射屏方法,以盖板、辐射屏、液面和氦气为对象建立了导热、对流与辐射耦合换热的传热模型,并通过实验进行了验证。通过数值计算得到了辐射屏数对漏热的影响规律及最优辐射屏密度。结果表明:1)实验测得的辐射屏温度与传热模型计算结果较为一致,平均相对偏差为8.37%,认为传热模型是合理的;2)靠近液面处第1层辐射屏(屏1)与液面间氦气的格拉晓夫数Gr随屏1温度T_1的升高存在极大值(T_1=9.14 K,Gr=1.12×10^(14)),T_1超过35 K后Gr基本保持不变;3)等间距分布时,辐射屏数大于11层后总漏热变化不明显,一定辐射屏数下,相邻两屏之间气体导热占主导地位,低温区域(靠近液面侧)至高温区域(靠近盖板侧)导热热流比重减小,辐射热流比重升高;4) 11层辐射屏数下,高温区域布置7层、低温区域布置4层的变密度辐射屏方式漏热最小,与等间距分布相比漏热可减少4%。

基于材料放气特性的杜瓦真空失效时间研究

杜瓦真空失效的两类模式是漏气和材料放气。漏气是导致杜瓦真空早期失效的主要原因,可通过工艺控制手段解决真空短命问题,材料放气是制约长寿命杜瓦真空寿命的根本原因。杜瓦放气特性是进行杜瓦真空失效时间计算的基础,建立杜瓦材料放气特性的合理测试方法成为评估杜瓦真空失效时间的关键。本文分析了小孔流导法和压强上升法测试杜瓦放气特性存在的固有问题,提出了进行杜瓦放气量测试的合理方案。杜瓦放气量测试是杜瓦真空可靠性研究的有效手段。杜瓦的放气特性不仅可用于杜瓦真空失效时间的评估,而且可用于计算杜瓦真空加速寿命试验的加速因子。

实验室内原油电脱水应注意的问题

从油田或管道中取出的油样具有很高的含水率,在进行实验室原油物性和流变性实验时还需脱水。研究证明,最经济、有效的脱水方法是电脱水法,但在采用该方法时,应根据原油性质,对不同的原油采用不同的加热温度、脱水时间,以脱水效果好、不改变原油性质为原则。同时,.将脱水釜盖设计成带槽的半圆形,使凝固在釜顶的水滴流入槽内而不回落入原油中;将实验原油量控制在釜内体积的3/4左右。脱水原油必须在室温下放置48 h后才能测定其物性和流变性,以反映原油的真实性质。

微型杜瓦组件真空加速寿命试验的研究

微型杜瓦封装是红外焦平面探测器组件的封装形式之一,而真空寿命则是红外焦平面杜瓦组件的关键技术指标之一。通过分析影响杜瓦真空寿命的因素,建立了适合微型杜瓦真空寿命的加速试验模型,确定了其加速应力和水平,并用实验数据的统计分析方法对杜瓦的真空寿命可靠性分布作了进一步的估计。

安检示踪标识物与工业炸药的相容性研究

针对安检、示踪标识物与爆炸物品相容性的重要表现是热稳定性的问题,采用杜瓦瓶实验法对研制的安检示踪标识物分别与乳化炸药、粉状乳化炸药和乳胶基质的热稳定性进行了研究.结果是,实验温度100℃,实验过程中样品的最高温度为95-98℃.依据联合国《关于危险货物运输的建议书-实验和标准手册》（第五修订版）的判定标准,试样具有热稳定性,表明所研制的安检示踪标识物与乳化炸药、粉状乳化炸药和乳胶基质的相容性良好.该实验为实现安检和示踪等目标提供了依据.

用于微光探测器的天文杜瓦

综述了天文用ＣＣＤ激光探测器对天文杜瓦的要求，介绍了研制的ＴＷＤ型杜瓦的特点和试验情况。试验结果表明，在无探测腔时，Ⅱ型和Ⅲ型杜瓦容器的技术指标分别达到：有效容积２．５Ｌ和１．２５Ｌ；质量２．０５ｋｇ和３．０２ｋｇ；液氮保存期１１０ｈ和１１６ｈ．真空寿命达２年以上．接探测腔后，Ⅱ型杜瓦液氮保存期为４０ｈ；ＣＣＤ冷盘温度可达到－１００～－１２０℃．

ITER高温超导电流引线测试杜瓦设计与分析

为了满足国际热核聚变反应堆计划(ITER)高温超导电流引线测试需要的低温及真空工作环境,根据杜瓦设计的各项技术指标要求,设计了ITER高温超导电流引线的测试杜瓦结构。通过对外筒体进行了结构强度校核分析,确定了外筒体的结构设计方案。对冷屏及其冷却管进行了设计、选型及压差计算,确定了冷屏设计方案。通过对冷屏绝热支撑结构设计及热负荷计算,确定了冷屏的各项热负荷情况。各项计算结果均满足要求,同时并对该ITER高温超导电流引线测试杜瓦成功进行了制造和测试。

高温SQUID磁强计无损检测装置及其在无损检测中的应用研究

介绍了一种新的高TcSQUID无损检测装置和它的应用。SQUID位于金属杜瓦真空夹层中 ,既保护了SQUID ,又减小了被测物体与探头之间的距离 ,同时提高了系统的分辨率。本文利用涡流技术和该装置可以探测到板厚为 2mm的无磁多层铝锂合金板中 40mm× 4mm× 2mm的模拟缺陷 ,这远远大于常规涡流无损检测的深度。

红外焦平面探测器组件老化试验系统的研制

介绍了红外焦平面探测组件老化试验系统的研制,该系统能够在无人值守情况下自动完成多种预设的老化试验。试验结果表明系统在提高试验效率同时还具有良好的稳定性和可扩展性,易于推广应用,为红外焦平面探测器组件的筛选和老化试验提供了技术平台。

InSb多元探测器玻璃杜瓦贮存寿命研究

InSb红外探测器是红外系统的核心部件,探测器的寿命在很大程度上决定着系统的寿命,直接影响着系统的使用及保障。因此,探测器的寿命如何评价及采用何种试验方法来评价至关重要,但由于红外系统的敏感性,可查阅的国外资料比较少,并且寿命试验周期长、费用高,国内至今未形成有效的寿命试验、分析与评价方法。本文采用15个InSb多元探测器开展了贮存试验研究,应力水平分别为70℃、80℃、90℃。测试试验过程中不同温度下热负载的变化,对试验数据进行统计分析及处理,获得了寿命加速模型t=2.18×10^-8·exp(0.79/KT),激活能为0.79 eV,评估了探测器在30℃下寿命可以达到30.76年。

集成式杜瓦组件真空寿命评测及影响因素分析

制冷机集成式金属杜瓦组件已广泛应用于256×256以上规模的红外焦平面阵列器件,杜瓦真空寿命成为制约探测器性能的关键指标。本文针此金属杜瓦组件通用结构,用氦漏率检测、静态热负载测试及高温加速实验等多种方法对杜瓦真空寿命进行了评测,并分析了影响杜瓦真空寿命的主要因素,对金属杜瓦研究具有实际意义。分析表明,真空寿命的主要影响因素包括漏气和放气,制造工艺改进可将金属杜瓦漏气控制在设计指标内,金属杜瓦内部放气可通过真空烘烤、安装吸气剂等方法消除,研制的杜瓦组件经验证真空存储寿命超过12年。

国外红外焦平面探测器组件可靠性研究综述

介绍了国外焦平面探测器组件可靠性研究的主要特点和内容。焦平面探测器组件的主要制造商,建立了较完善的可靠性保证体系,可靠性研究融入设计与制造全过程,是基于过程的可靠性研究。在研制阶段进行失效模式的充分暴露与加速试验研究;批生产阶段进行工艺优化,并降低系统成本;建立数据库,进行可靠性评估方法研究。

可变温红外探测器中测杜瓦设计

介绍了一种中测变温杜瓦装置(简称变温杜瓦),可实现多个温度条件下(60~300 K)连续测试芯片性能。与传统的中测液氮杜瓦相比,变温杜瓦体积较小,可与制冷机耦合,从而实现多个温度可调。另外,将变温杜瓦的框架部件设计为可拆卸结构,既可以兼容多种规格的芯片,又提高了芯片性能的封装效率。通过试验测试,变温杜瓦组件芯片衬底区域的温度均匀性为0.6 K,装入芯片且通电测试10 min内,变温杜瓦的控温稳定性为0.69 K,能够满足项目的使用要求(控温稳定性在±3 K)。