Lake Shore低温传感器应用研究

Lake Shore公司的低温传感器均通过了美国军用标准测试,并以其种类多、高精度、高可靠性、高准确度,广泛应用于空间设备、低温制冷工业、科学研究等领域。文中介绍了低温制冷中常用的DT-670低温传感器,从其测温原理、特性曲线、封装、校准及安装方式几方面进行了详细说明。

低温传感器DT-470应用研究

Lake Shore公司生产的低温传感器以其高精度、高可靠性、高准确度的优良性能,广泛应用于核物理、空间设备、低温制冷、科学研究等领域。介绍了性价比较高的DT-470低温传感器,从其测温原理、曲线拟合、封装、校准、测量电路及安装等方面进行了说明。提出了一种20K以下温度的高精度测量方法,弥补了Pt1000在低温区测量不准的缺陷。将DT470应用于低温泵产品,测量双级G-M制冷机冷头温度,得到了制冷机二级冷头稳定工作时的温度数据,为低温泵再生操作提供了准确的温度标准。

丝网板叠型驻波热声发动机的工作特性研究

基于线性热声理论设计并搭建了一台丝网型驻波热声发动机,采用不同目数的不锈钢丝网进行试验,考察了丝网板叠几何参数和工作压力对热声发动机工作特性的影响,实验结果和线性热声理论计算结果吻合度较好。实验发现,高目数丝网板叠更容易使系统起振,在实验范围内热声发动机采用不同板叠时的最小起振温度均发生在小充气压力下;在不同的充气压力下,存在最优目数的丝网使得发动机性能最佳。对该台热声发动机而言,最佳的丝网水利半径应为热渗透深度的4.5倍左右。

斯特林与脉管制冷机控制系统的研究进展

阐述了控制器的结构模块,从控制方式和控制器核心单元的演进回顾并总结了国内外斯特林和脉管制冷机控制器关键技术的研究现状和发展趋势,针对中国的研究现状指出了尚存的若干技术问题,并提出了未来控制器的发展要求。

光纤冷却管氦气循环利用方法的研究

在光纤制造过程中,需要使用大量氦气,而使用过的氦气都是直接排放大气的,造成资源浪费,生产成本提高。文中通过对膜分离提纯法以及光纤生产工艺流程的分析研究,提出了一种基于膜分离技术的全自动在线式提纯方案,详细阐述了提纯工艺流程,并进行经济效益的分析。

气体轴承斯特林制冷机双级被动减振系统研究

气体轴承斯特林制冷机具有质量小、效率高、寿命长的特点,在空间低温冰箱、锗探测器冷却方面有广泛应用。为了减弱制冷机微振动对空间载荷工作的影响,设计了8个斜弹簧支撑下的气体轴承斯特林制冷机的双级被动减振结构,并基于该结构建立了三自由度非线性动力学模型,进行了数值仿真分析,测试结果验证了仿真方法的正确性。基于该模型讨论了不同减振器阻尼、不同弹簧刚度、不同重力加速度及不同外在激励作用对系统减振的影响,研究结果表明:振幅响应随着减振器阻尼(或斜弹簧刚度)增大而减小;重力影响主要体现在施加方向,对其他方向影响不大;制冷机电磁激励增大时,振动幅值也相应增大,且峰值有向高频方向移动的趋势。文中研究结果可为气体轴承制冷系统的设计与优化提供有效的参考。

空调检漏氦气提纯循环利用系统的研究

针对空调行业氦气检漏过程存在氦气浪费大的现象研究出一种氦气提纯循环利用系统,该系统利用膜分离技术将空调检漏系统排放的废氦气进行回收提纯,并循环供给低压罐以供给空调检漏系统使用,从而有效减少生产过程中对于氦气的消耗量。

大抽速氙气泵优化设计研究

介绍了500 mm口径大抽速氙气泵的抽气原理、结构、一级冷板优化设计和抽速测试。通过氙气和氮气抽气速率测试对比,该款大抽速氙气泵的氙气抽速与氮气抽速相近,实际抽速高达10 500 L/s,抽氙速率提高了1倍以上。大抽速氙气泵除了具有较优的抽氙性能,同时具备常规低温泵所有性能。该泵可一泵多用,为客户节约了采购和安装成本。

高温超导磁体冷却系统LabVIEW测试平台架构

高温超导储能磁体应用在电力系统中,可以极大地改善电能质量,是电力工业中正在研究的一项重大技术革新;为了研究高温超导磁体在交变电流运行下的性能特征,完善的磁体冷却系统是必不可少的;设计了基于LabVIEW开发环境的高温超导磁体冷却系统测试平台;该测试平台由操作台控制系统和程控仪器测试系统两部分组成,具有实验参数采集、分析、显示、数据存储,历史数据曲线查询以及数据打印等功能。经过在系统运行测试,可以达到平台设计要求,完成自动化控制和数据采集、处理的各项要求。

S波段低温低噪声放大器

中介绍了S波段低温低噪声放大器的研制。在15K左右的环境温度下,300MHz带宽内,实测放大器的等效噪声温度≤4.6K,增益≥35dB,增益平坦度≤1.0dB,输入、输出回波损耗≤-20dB。它已经成功运用于射电天文等领域。

一种S波段跳频源的设计

为某项目设计一款频率在2 GHz^3 GHz宽带跳频源,频率间隔为1 MHz,跳频点数为1 001点。该跳频源要求相位噪声小于-100 dBc@1 kHz,杂散优于60 dB。分析指标和软件仿真计算,采用HITTITE公司的HMC830锁相芯片来实现该设计方案。采用HITTITE公司的PLL仿真设计软件对环路滤波器进行优化设计后应用到实际电路中,使得该芯片在-55℃到+85℃均可稳定工作。通过外接串口通信控制模块,实现频率的跳变。最终该设计的实物测试相位噪声、杂散指标均优于目标值。测试得到该频率源相位噪声可达到-100 dBc/Hz@1 kHz,杂散指标能够达到-70 dB。

毫米波段LTCC滤波器的小型化设计

提出一种新型宽边耦合结构的LTCC带通滤波器,在Z-维度上大大减小了电路尺寸。对该结构进行了奇偶模分析,论证了能够缩小体积的原因,并用HFSS软件进行了仿真验证。最后设计一款中心频率33GHz的毫米波滤波器,并用Ansoft’sHFSS软件来设计、调试和优化该滤波器,带外衰减达到70dB,Z方向的高度减少20%以上。仿真结果表明,该滤波器具有较强的设计灵活性、陡峭的衰减以及更小的尺寸。

G-M制冷机低温泵减振设计和抽氢性能研究

本文详细介绍了G-M型制冷机低温泵冷屏和障板的热力学仿真、低温泵减振设计和抽氢性能研究。G-M型制冷机低温泵开机降温,完成减振低温泵振幅测试和抽氢性能试验。减振低温泵的泵口振幅降至±0.096μm,低温泵实际抽氢速率优于14000 L/s,与设计相符,满足客户使用需求。

基于Lab VIEW的制冷机性能测试平台测控系统设计

为了对制冷机进行性能分析研究,开发了一个基于Lab VIEW的测试平台。分析了该测试平台的测控系统功能,介绍了基于Lab VIEW的软件程序设计方法,包括底层驱动程序以及上层监测程序,详细分析了各个软件模块的结构以及设计方法。测试平台软件系统采用多线程、Lab VIEW与C++混合编程的设计方法,提高了通讯的实时性。试验表明,此平台运行功能良好,通讯质量实时可靠。

钙钛矿陶瓷薄膜的电致变色特性

钙钛矿锰氧化物(Perovskite manganese oxide,PMO)因受外界条件激励而发生变色的特性,在散热领域中受到广泛关注。目前绝大多数针对PMO的变色特性的研究都是以温度激励为基础,以电场激励实现的散热器件仍旧缺乏。由于电场激励伴随着焦耳热的影响,目前PMO材料是否存在电致变色性能尚未得到明确证明。针对以上问题,本研究利用电场激励对PMO内部Mn元素的影响,提出了一种针对PMO材料的电改性方法。通过电改性大幅减弱PMO热致变色性能,进而使La_(0.7)Ca_(0.25)K_(0.05)MnO_(3)(LCKMO)在电场激励实验中能够排除焦耳热的影响。对LCKMO电改性前后的热致变色及电致变色性能进行研究。电改性前的LCKMO发射率随温度升高而增大,最大增量为17%。并且在受21 V电场激励后,其发射率在173、203、243、273和373 K分别出现了15%、16%、10%、0.6%和1.4%的增量。电改性后的LCKMO热致变色性能大幅减弱,且在受21 V电场激励后,其发射率在273和373 K出现了10.7%和9.3%的增量。电改性前后的实验结果表明:LCKMO存在电致变色性能,并且电场激励对LCKMO发射率的调控机制存在明显规律。此外,针对PMO材料的电改性方法不仅能令PMO材料在排除焦耳热的影响下进行电致变色研究,更为调控PMO材料热致变色性能提供了新的可能。

HIAF项目超导二极磁铁样机测试低温阀箱的设计

强流重离子加速器装置(HIAF)二极磁铁样机要在流量、温度均可调节的低温环境中进行试验,研制满足试验要求的阀箱是保证低温真空试验环境的关键。设计的阀箱系统在满足二极磁铁样机降温的同时还具备实现磁体温度在4.3K—8K的范围内调节、对高温电流引线进行冷却的功能。液氦管路系统自身带有一定压力,阀箱内部配有一台液氦换热器用于满足试验温度要求。通过理论计算得出,该阀箱液氦过冷换热器需盘管20m,80K—4K总漏热为6.105W,满足设计要求;通过有限元分析得出,阀箱外壳最大变形在上法兰中心处,约为0.533mm,外壳应力也满足强度要求,冷屏温度主要分布于77.3K—77.8K之间,整体温度均匀性良好。