可用于THz探测器的百赫兹高频脉管制冷性能

THz探测技术的发展对低温制冷技术提出了更为紧凑高效的需求,为了进一步减小低温制冷机的体积,提高制冷机运行频率是一个重要的方法。近期的研究表明,如果配合制冷机频率的提高,增加相应的充气压力,缩小制冷机的体积等可以使制冷机工作在百赫兹、甚至千赫兹的水平上,为低温制冷机走向微型化提供了参考。本文给出了世界上首例采用线性压缩机驱动的、运行在百赫兹以上频率,并在80K有2W制冷量的高效脉管制冷机,其无负荷制冷温度为50K,并且该制冷机具有快速降温的特点,从环境温度冷却到80K的时间为7min,达到50K仅需要11min。

线性压缩机驱动的80K单级脉管制冷机设计与实验研究

结合美国标准与技术研究院(NIST)的回热器计算软件REGEN3.2,成功设计了1台单级斯特林型脉管制冷机。采用惯性管调相,在2.5 MPa充气压力和60 Hz频率下,获得无负荷制冷温度59 K。在压缩机输入电功率为250 W时,80 K获得了3.8 W的制冷量,与设计计算结果吻合得较好。