一种测定生物组织在233～293K温区导热系数的方法

微珠状热敏电阻作为球形热源传热模型的基础上 ,提出适用于较宽温区生物组织导热系数测量的方法 ,同时为解决小尺度生物组织的测量提供了有效途径 .对标准样品在 2 33～ 31 3K温度范围导热系数测量的最大误差为 5.1 % .在 2 33～ 2 93K温度范围内对家兔新鲜离体器官心脏、肝脏、肾脏和颈动脉血管的导热系数进行了实验测定 ,结果表明生物组织在低温下的导热系数与冰的相差很大 .

高温超导体处于4．2K温区的临界态模型

本文基于高温超导体在４．２Ｋ温区的电磁行为，通过观察高温超导体在４．２Ｋ温区的Ｊ＿ｃ－Ｂ曲线提出了一种不同于Ｂｅａｎ模型和Ｋｉｍ模型的新的临界态模型，这种模型能克服Ｂｅａｎ模型和Ｋｉｍ模型的不足之处。本文也用这种模型简要地计算了磁通在超导体内的穿透情况。

20K温区两级脉冲管制冷机的研究

脉冲管制冷机的实用化是目前脉冲管制冷机的一个主要研究方向。介绍了作者为提高脉冲管效率而研究的一种分离结构的两级脉冲管制冷机。实验获得了１１７ Ｋ的最低温度，制冷量３ Ｗ／２０ Ｋ． 采用名义功率２２ ｋ Ｗ Ｇ Ｍ 压缩机驱动得到了１２４ Ｋ的最低温度， 制冷量２ Ｗ／１８５ Ｋ， ４ Ｗ／２４６ Ｋ， 实际输入功率约１５ｋ Ｗ。这一效果已基本达到了实用化应用的要求。该研究表明脉冲管制冷机的效率在２０ Ｋ 温区已接近类似的 Ｇ Ｍ 制冷机。

空间应用型2K温区复合制冷系统直流线性压缩机动态特性研究

2 K温区复合制冷系统在超导单光子探测、深空探测等特殊领域中具有独特应用。基于此,本文开展了空间应用型复合制冷系统的理论和实验研究,特别针对其多级直流线性压缩机系统。通过建立压缩机模型,对直流压缩机的动态特性参数以及多级压缩机串联后的动态特性进行分析和优化。所研制的四级直流线性压缩机系统与J-T系统、多级脉管制冷机系统耦合后,采用氦-4工质获得最低2.13 K的制冷温度,多级压缩机高低压压比达到100以上。

40 K双波段长波探测器冷箱封装技术研究

冷光学技术是弱目标及多光谱红外探测的重要支撑技术。为了实现低温光学系统温度精确控制和防污染,一般多将低温光学与探测器集成在冷箱内。某高光谱相机需要1个320×64量子阱探测器和1个320×64 II类超晶格探测器共面拼接,集成双波段微型滤光片,形成长波双波段探测杜瓦组件,探测器工作所需的40 K低温环境由脉管制冷机提供。杜瓦采用无窗口设计,并通过柔性波纹管将杜瓦外壳与冷箱外壳集成,以实现气密性集成和光校调节。针对40 K温区双波段探测器封装的三维拼接、探测器及滤光片的低应力封装、制冷机与探测器的高效热传输等难点,对探测器的三维拼接、40 K温区高效热传输、探测器低应力集成的热层结构、低应力滤光片支撑、杜瓦与制冷机耦合等进行研究,创新性提出了三点Z向调节拼接方法、探测器Al2O3载体复合钼基板和钼冷平台的热层结构、双波段滤光片集成的钼支撑结构、带应力隔离的冷平台与制冷机过盈装配的耦合方法,最终实现了40 K温区下双波段探测器平面度优于±2.06μm(RMS)、探测器的低温应力小于22.06 MPa、双波段滤光片低温形变小于8.55μm、探测器与制冷机温度梯度为2.6 K。40 K长波双波段红外探测器冷箱杜瓦组件经过2000 h通电老练和300次开关机试验验证,试验前后组件性能未发生明显变化,满足工程化应用的要求。

基于液氮预冷的20 K低温氦气循环系统设计

在低温氦气循环系统设计中,为循环提供动力的方式一般包括常温压缩机和低温离心风机两种。低温离心风机提供循环动力时,工况难以预测;常温压缩机提供循环动力时,换热损失较大。设计了基于液氮预冷的低温氦气循环系统,并对回热器、冷头换热器进行了详细的设计,测试了加热负载及循环质量流量对系统稳定运行时性能的影响。试验结果表明:在消耗电功率19.7 kW时,能提供质量流量为0.84 g/s,冷量为50 W@19.3 K的低温循环氦气,具有一定的工程实用性,对低温氦气循环系统的设计具有一定的参考意义。

2K温区复合制冷机发展

基于多级斯特林制冷机或多级脉管制冷机预冷节流制冷循环的复合制冷机,结合了回热式制冷与等焓节流的各自优势,具有高效率、低振动、寿命长等优势,使其在深空探测领域受到越来越多的关注。简要介绍了复合制冷机的基本结构,重点概述了复合制冷机在2 K温区的国内外应用情况与研究进展。展望了这种极具潜力的低温制冷技术的未来发展趋势。

35 K深低温制冷与热传输集成系统研究

深低温系统在天文观测和深空探测等空间应用中具有重要作用。降低制冷温度有利于提高探测系统的测量精度,获得较高的信噪比。设计研制一种基于脉冲管制冷机(PTC)和深冷环路热管(CLHP)的集成系统,连接部分采用一体式耦合设计,消除了系统安装界面,减小了界面热阻。采用两台35 K脉冲管制冷机,分别作为两套35 K氖工质深冷环路热管的热沉,热管蒸发器可以为同一个探测器耦合,实现系统的备份冗余设计。为了减小周围环境的寄生漏热,设计了低温铜质冷屏,冷屏热沉采用80 K脉冲管制冷机。集成系统的环路热管可以实现约2 W的热量传输,最大传输距离510 mm,为我国未来深空探测技术提供了技术支持。

MOV在液氮温区冲击响应特性的探讨

超导电力技术将为电力工业带来重大技术突破,其在脉冲功率技术上的应用也具有重大的意义。然而,低温下的保护技术是实现超导技术在电力和脉冲功率技术应用的重要基础。氧化锌避雷器,简称MOA,由金属氧化锌阀片(MOV)组成,是目前常温下理想的过电压保护装置,将MOV应用于超导系统的保护技术取决于MOV在低温下的响应特性。本文将MOV在常温和低温下进行了不同频率的冲击响应特性对比试验,通过分析,试验结果显示:相同频率下,同一样品在相同的冲击电压下,液氮温区的冲击电流最大值比常温下的小,并且低温下残压低;在相同温区下,样品加相同电压,频率越高,冲击电流越大,残压基本不变。并且MOV在常温和低温下的冲击响应速度都非常快,基本没有滞后效应,表明了MOV在低温和脉冲条件下有较好的保护特性。

绝热法测量YBa_2Cu_3O_(7-δ)的比热

本文采用绝热法,对圆柱体的 YBa_2Cu_3O(7-δ)样品在80-120K 温区进行了比热测量。发现,除在转变温度(91K)处有比热跃变外,在89K 和100K 附近尚存在比热反常现象。

脉冲变压器对超导电感脉冲输出能量的影响

为了实现超导磁储能脉冲电流输出,分析了用变压器升流技术实现超导磁储能脉冲功率输出方案(该方案通过控制开关及变压器升流以提高脉冲电流输出值)的可行性,着重讨论了变压器参数对能量输出效率的影响。分析结果表明调整变压器的参数能实现较高的能量输送率,增加变压器的耦合系数能减少并联保护电阻上的能量损耗;为获得较高的能量传输效率,应提高变压器原方电感与储能电感的比值KL。分析显示储能电感的模块化设计有利实现这一目标。

35 K/0.6 W多路旁通单级脉冲管制冷机

针对35 K温区应用这一制冷要求,围绕多路旁通方案高频同轴脉冲管制冷机这一拥有我国自主知识产权的技术开展了系统的实验研究。实验表明多路旁通流通面积和惯性管长度都有最佳值,是关键影响因素;引入双向进气后,制冷剂温度降低10 K左右,是35 K应用不可缺少的因素。实验表明多路旁通优于传统单级和二级的形式。在原理样机阶段,实现了200 W输入功率下最低温度23.1 K,0.6 W/35 K的性能。在此基础上,完成了另一套全焊接结构的实用样机的研制,测试得到了200 W输入功率下0.5 W/34 K的性能。这一工作的顺利开展代表了高频多路旁通方案实用化的突破,为我国35 K高频微型低温制冷机的研制奠定了基础。