日本空间液氦温区低温技术的发展现状 被引量：14

1

作者 甘智华 陶轩 +2 位作者 刘东立 孙潇 闫春杰 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1821-1835,共15页

介绍日本空间探测器中液氦温区低温技术的发展历程,大致可以分成3个阶段:超流氦杜瓦(湿法)、斯特林制冷机冷却超流氦杜瓦(半干半湿法)以及斯特林制冷机预冷J-T(Joule-Thomson)制冷机(干法).通过不断改进,制冷机的性能和可靠性稳步提高.... 介绍日本空间探测器中液氦温区低温技术的发展历程,大致可以分成3个阶段:超流氦杜瓦(湿法)、斯特林制冷机冷却超流氦杜瓦(半干半湿法)以及斯特林制冷机预冷J-T(Joule-Thomson)制冷机(干法).通过不断改进,制冷机的性能和可靠性稳步提高.日本依托一系列空间项目,用早期项目的经验为后续计划确定方向,在解决问题的过程中进步,可以为我国开发相关技术提供参考. 展开更多

关键词 液氦温区 斯特林制冷机 J-T制冷机 空间探测器

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斯特林制冷机在红外系统中的应用 被引量：10

2

作者 张巍 迟国春 张国刚 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1106-1109,共4页

介绍了斯特林制冷机的分类,并对其在红外系统中的应用情况进行了具体介绍。

关键词 斯特林制冷机 红外系统 应用

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红外探测器组件制冷参数分析 被引量：9

3

作者 迟国春 孙浩 +2 位作者 王亮 刘湘德 饶启超 《红外技术》 CSCD 北大核心 2019年第7期683-688,共6页

全面深入了解红外探测器组件制冷需求对促进红外探测器组件应用具有重要意义。本文详细分析了红外探测器组件应用中和斯特林制冷机相关的技术参数,主要有红外探测器组件外形尺寸、重量、红外探测器工作温度、制冷时间、输入功率、控温... 全面深入了解红外探测器组件制冷需求对促进红外探测器组件应用具有重要意义。本文详细分析了红外探测器组件应用中和斯特林制冷机相关的技术参数,主要有红外探测器组件外形尺寸、重量、红外探测器工作温度、制冷时间、输入功率、控温精度、机械噪声、环境适应性和可靠性等,并结合工程实际应用,指出了红外探测器组件应用中斯特林制冷机选型要重点关注的问题以及红外探测器组件制冷参数设计方法,为更好地应用红外探测器组件提供参考。 展开更多

关键词 红外探测器组件 斯特林制冷机 制冷参数

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自由活塞斯特林制冷机中静压气体轴承的探讨 被引量：8

4

作者 王建中 陈曦 张华 《流体机械》 CSCD 北大核心 2011年第11期62-66,49,共6页

现代长寿命特林制冷机几乎都采用间隙密封、直线电机驱动和柔性板弹簧支撑技术,特别是还采用静压气体轴承以弥补柔性板弹簧刚度不足的缺点,消除摩擦,提高其寿命。本文分析了长寿命自由活塞斯特林制冷机中静压气体轴承的结构和性能影响... 现代长寿命特林制冷机几乎都采用间隙密封、直线电机驱动和柔性板弹簧支撑技术,特别是还采用静压气体轴承以弥补柔性板弹簧刚度不足的缺点,消除摩擦,提高其寿命。本文分析了长寿命自由活塞斯特林制冷机中静压气体轴承的结构和性能影响因素以及其对制冷机性能的影响,为以后的研究提供帮助。最后,提出了以后的研究方向和重点。 展开更多

关键词 静压气体轴承 刚度 长寿命 斯特林制冷机

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斯特林制冷机回热器热损研究 被引量：8

5

作者 李海镇 闫春杰 +1 位作者 陈正刚 施宝毅 《真空与低温》 2005年第3期150-153,186,共5页

讨论了回热器的各种损失对斯特林制冷机的影响,对斯特林制冷机回热器的结构和丝网填料进行了分析,并模拟分析各种损失的影响。研究表明,回热器的结构、丝网填料对制冷机的性能有重大影响。

关键词 斯特林制冷机 回热器 填料 冷却性能

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全闭环柔性填网工艺在红外器件组装中的应用

6

作者 王雁 吕琴红 +1 位作者 杨卫 董永谦 《电子工艺技术》 2024年第1期28-30,共3页

斯特林制冷是红外探测器的主流制冷方式,回热器是实现斯特林制冷的关键部件。针对回热器组装工艺特点,分析了存在的问题,提出了研制全闭环柔性填网系统的必要性。阐述了该系统组成和设计原理,解决了精密地冲网和全闭环柔性填网核心技术... 斯特林制冷是红外探测器的主流制冷方式,回热器是实现斯特林制冷的关键部件。针对回热器组装工艺特点,分析了存在的问题,提出了研制全闭环柔性填网系统的必要性。阐述了该系统组成和设计原理,解决了精密地冲网和全闭环柔性填网核心技术,为红外探测组件的批量化生产及应用提供了重要支撑。 展开更多

关键词 柔性 全闭环 填网工艺 回热器 斯特林制冷

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高温红外探测器用斯特林制冷机研究

7

作者 丁旭鹏 王晓涛 +3 位作者 张益炳 王亚男 戴巍 李海冰 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期378-386,共9页

斯特林制冷机是目前高温红外探测器最主要的冷却方式之一。近年来随着红外探测器件技术研究的不断进步,所需制冷温度也有望进一步提高,为提高制冷机效率,减小其质量和体积带来了可能。相比于低温区斯特林制冷机,制冷温度的提升以及斯特... 斯特林制冷机是目前高温红外探测器最主要的冷却方式之一。近年来随着红外探测器件技术研究的不断进步,所需制冷温度也有望进一步提高,为提高制冷机效率,减小其质量和体积带来了可能。相比于低温区斯特林制冷机,制冷温度的提升以及斯特林制冷机排出器的存在,使得压缩机活塞处阻抗相位接近90°,导致压缩机与冷指的阻抗匹配也更加困难,目前国际上缺乏160 K以上温区微型斯特林制冷机的深入研究。为同时满足红外探测器在高温区对制冷机结构紧凑性、高效等要求,本文针对制冷温度为220 K的微型斯特林制冷机开展压缩机与冷指间阻抗匹配特性研究,将压缩机活塞直径从原来的8.5 mm提高到10.5 mm。在此基础上,对结构及运行参数进行优化。当环境温度在-20~60℃内变化时,在220 K获得2 W制冷量,压缩机耗功均小于8 W。环境温度为25℃和60℃时,相对卡诺效率分别达到了10.4%和12.4%。 展开更多

关键词 斯特林制冷机 阻抗匹配 红外探测 高温区

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微型斯特林制冷机高温适应性实验研究

8

作者 黄泽华 黄太和 +2 位作者 曾勇 孙建 黄立 《低温与超导》 CAS 北大核心 2024年第4期58-63,共6页

随着高工作温度HOT(High Operation Temperature)红外探测器的应用愈加广泛,更多应用场景要求微型斯特林制冷机在70℃以上的高温环境运行,这对制冷机高温适应性提出了挑战。基于研究气动型斯特林制冷机的高温适应性,通过高温环境对阻抗... 随着高工作温度HOT(High Operation Temperature)红外探测器的应用愈加广泛,更多应用场景要求微型斯特林制冷机在70℃以上的高温环境运行,这对制冷机高温适应性提出了挑战。基于研究气动型斯特林制冷机的高温适应性,通过高温环境对阻抗和回热器损失的变化规律进行分析,研究高温环境对充气压力及谐振频率的影响,以及回热器丝网参数与高温适应性的关系,得出高温环境对制冷效率造成性能衰减的影响因素。实验表明:环境温度升高使得气体压力升高,使谐振频率提升。适当减少孔隙率可以减少回热器在高温环境的流阻损失,提高制冷效率。本文的研究对提高斯特林制冷机的热环境适应性具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 斯特林制冷机 高温适应性 损失 实验研究

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导弹用小型低温制冷机的研究进展 被引量：4

9

作者 杜冰雁 《红外技术》 CSCD 北大核心 2010年第9期549-552,共4页

导弹在现代化战争中占据着重要的地位,小型低温制冷机是导弹的关键技术之一,对于提高导弹的作战能力有着非常重要的作用。介绍了国内外应用在导弹上的J-T制冷器、斯特林制冷机等小型低温制冷机,提出了今后导弹用小型低温制冷机的发展方向。

关键词 导弹 低温制冷机 J-T制冷器 斯特林制冷机

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1W/80K@60℃分置式斯特林制冷机的研制 被引量：4

10

作者 罗运文 张永清 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期1-3,共3页

为满足红外系统的要求 ,设计和开发了一种低成本的分置式斯特林制冷机。压缩机结构为线性对动自由活塞型以降低振动 ,冷指为无气动腔的自由排出器结构。在环境温度为 6 0℃的条件下 ,实测性能指标达到 1.1W/ 80 K,整机重量为1.3kg,环境... 为满足红外系统的要求 ,设计和开发了一种低成本的分置式斯特林制冷机。压缩机结构为线性对动自由活塞型以降低振动 ,冷指为无气动腔的自由排出器结构。在环境温度为 6 0℃的条件下 ,实测性能指标达到 1.1W/ 80 K,整机重量为1.3kg,环境温度为 2 3℃时带 6 g紫铜热负载的降温时间小于 4分钟 ,对制冷机在 - 40℃～ +6 0℃环境温度范围内的性能进行了测试 ,并对高低温循环条件下制冷机的 MTTF寿命进行了摸底实验。文中还对该制冷机的测试结果进行了报道。 展开更多

关键词 分置式斯特林制冷机 低温制冷机 测试 压缩机 结构设计 性能

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气动斯特林制冷机关键参数的模拟与实验 被引量：4

11

作者 蔡诗 李娜 +3 位作者 陈曦 蒋珍华 夏宇栋 吴亦农 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期51-54,68,共5页

为了深入探索气动斯特林制冷机关键参数与制冷机性能的内在关联与规律,以振动力学为基础,通过数值模拟与实验研究得到了阻尼、刚度和制冷量、功耗、位移幅值与相位等参数的关系。研究结果表明,膨胀机阻尼降低了冷指的COP;弹簧刚度增大,... 为了深入探索气动斯特林制冷机关键参数与制冷机性能的内在关联与规律,以振动力学为基础,通过数值模拟与实验研究得到了阻尼、刚度和制冷量、功耗、位移幅值与相位等参数的关系。研究结果表明,膨胀机阻尼降低了冷指的COP;弹簧刚度增大,导致位移相位增大,存在最优刚度使冷端的质量流滞后于压力波30°。 展开更多

关键词 气动 斯特林制冷机 阻尼 刚度

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一款小型化大冷量旋转集成式斯特林制冷机的研制 被引量：4

12

作者 迟国春 卢旭辰 +3 位作者 温建国 杨继飞 刘湘德 饶启超 《低温与超导》 CAS 北大核心 2019年第2期23-27,48,共6页

本文详尽论述了小型化大冷量旋转集成式斯特林制冷机的主要设计内容,并以1. 5W/77K斯特林制冷机进行了试验验证,结果表明该款斯特林制冷机实现了预期设计目标,能较好地满足相关红外探测器组件的应用需求。

关键词 小型化 大冷量 旋转集成式 斯特林制冷机

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斯特林制冷机热环境适应能力优化设计 被引量：3

13

作者 张文君 詹培 +1 位作者 陶余钱 熊建华 《低温与超导》 CAS 北大核心 2022年第8期64-68,106,共6页

针对长时间、自然对流散热条件下斯特林制冷机使用要求,基于Sage分析了室温腔温度对制冷机制冷性能影响,开展散热器结构优化。仿真优化了散热器翅片厚度、间距和翅高等参数,通过增加翅间距,减薄翅片,增长翅长等方式有效提高散热器散热能... 针对长时间、自然对流散热条件下斯特林制冷机使用要求,基于Sage分析了室温腔温度对制冷机制冷性能影响,开展散热器结构优化。仿真优化了散热器翅片厚度、间距和翅高等参数,通过增加翅间距,减薄翅片,增长翅长等方式有效提高散热器散热能力,获得了最佳散热器结构。经对比试验得出:自然对流条件下,加装优化后的散热器,制冷机常温连续运行8小时,室温腔温度降低26.4℃,制冷量由0.29 W@65 K提升至0.72 W@65 K,有效提升了斯特林制冷机对特殊热工况的适用能力。 展开更多

关键词 斯特林制冷机 热环境 散热 优化

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两级预冷J-T制冷机的数值建模与分析 被引量：3

14

作者 陶轩 甘智华 +1 位作者 刘东立 俞涵如 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期8-12,26,共6页

针对SPICA太空望远镜采用的两级斯特林制冷机预冷J-T循环获得4 K级冷量而建立了Sage模型,并用文献中的实验数据验证,基于此模型分析高压压力PH与末级预冷温度Tpre[2]对系统性能的影响。从耗功的角度来看,降低Tpre[2]和适当升高PH有利于... 针对SPICA太空望远镜采用的两级斯特林制冷机预冷J-T循环获得4 K级冷量而建立了Sage模型,并用文献中的实验数据验证,基于此模型分析高压压力PH与末级预冷温度Tpre[2]对系统性能的影响。从耗功的角度来看,降低Tpre[2]和适当升高PH有利于增大J-T级的制冷量,但Tpre[2]的降低使预冷斯特林制冷机耗功增大;而PH的增高不仅使J-T压缩机耗功增大,而且实现困难,制冷系统的优化要选择合适的Tpre[2]和PH以使总耗功最小。此外,对循环进行了分析。 展开更多

关键词 液氦温区 J-T制冷机斯特林制冷机Sage 太空望远镜

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60K斯特林制冷机回热器结构优化和试验研究 被引量：3

15

作者 张文君 高瑶 +2 位作者 郑昱鑫 范仙红 刘婷 《低温与超导》 北大核心 2017年第10期28-31,共4页

回热器作为回热式低温制冷机的核心部件,其效率的提升对低温制冷机具有重要意义。对研制的60K斯特林制冷机回热器进行优化设计和试验研究,获得了最佳回热器填料。通过对回热器冷端换热器结构的优化,讨论了其空隙率及局部损失对整机性能... 回热器作为回热式低温制冷机的核心部件,其效率的提升对低温制冷机具有重要意义。对研制的60K斯特林制冷机回热器进行优化设计和试验研究,获得了最佳回热器填料。通过对回热器冷端换热器结构的优化,讨论了其空隙率及局部损失对整机性能的影响,得到了冷端换热器的最佳空隙率,有效提高了制冷机的制冷量及其温度稳定性。在制冷机质量小于2.0kg以下,获得了1.8W/60K@23℃制冷性能。 展开更多

关键词 回热器 填料 冷端换热器 斯特林制冷机

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气动分置式斯特林制冷机间隙密封优化 被引量：3

16

作者 倪贤灿 陈曦 +1 位作者 郑朴 刘振 《低温与超导》 CAS 北大核心 2021年第1期1-5,15,共6页

气体泄漏及间隙传热会导致制冷机性能恶化,因此间隙密封技术是气动分置式斯特林制冷机的一项关键技术。对三种不同间隙密封结构展开研究,搭建Sage模型分析结构参数对制冷机性能的影响,模拟结果显示:间隙高度H不仅影响泄漏率,还与穿梭损... 气体泄漏及间隙传热会导致制冷机性能恶化,因此间隙密封技术是气动分置式斯特林制冷机的一项关键技术。对三种不同间隙密封结构展开研究,搭建Sage模型分析结构参数对制冷机性能的影响,模拟结果显示:间隙高度H不仅影响泄漏率,还与穿梭损失及泵气损失相关;双段式间隙密封的密封1长度比例越大,制冷量越大。当长度比例及密封1、间隙1高度分别为0.7-0.3,10μm,500μm时,双段式间隙密封结构性能达到最优。与单段式间隙密封相比,双段式间隙密封结构的制冷量与COP提高9%和21%;与三段式间隙密封相比,双段式间隙密封结构简单,加工方便,因此在设计膨胀气缸与活塞间隙密封时,优选该结构作为斯特林制冷机密封结构。 展开更多

关键词 斯特林制冷机 间隙密封 泄漏率 SAGE

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斯特林制冷机真空环境热模拟试验研究 被引量：2

17

作者 李超 闫春杰 +1 位作者 霍英杰 施宝毅 《真空与低温》 2006年第2期108-111,共4页

为了验证空间斯特林制冷与辐射制冷、实现复合制冷系统的可行性,获取斯特林制冷机在真空条件下的散热情况,进行了斯特林制冷机空间真空环境热模拟试验。试验结果表明,真空条件下斯特林制冷机的散热是影响制冷机性能的重要因素。

关键词 复合制冷 斯特林制冷机 真空模拟试验

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基于斯特林制冷机的小型天然气液化流程分析 被引量：2

18

作者 陈曦 凌飞 《流体机械》 CSCD 北大核心 2019年第4期64-68,共5页

基于分级制冷的原理,设计了2种结合自由活塞斯特林制冷机的新型级联式天然气液化流程。编写计算机程序,对液化流程进行了数值模拟与对比分析。研究了2种流程工艺在不同系统压力、液化率等工况下的最佳降温方案和比功耗变化规律,分析了... 基于分级制冷的原理,设计了2种结合自由活塞斯特林制冷机的新型级联式天然气液化流程。编写计算机程序,对液化流程进行了数值模拟与对比分析。研究了2种流程工艺在不同系统压力、液化率等工况下的最佳降温方案和比功耗变化规律,分析了合理能耗条件下自由活塞斯特林制冷机相对卡诺效率的最低要求,并将本文设计流程与其他新型液化流程进行了对比。结果表明:此类新型液化流程在天然气液化流程的简化以及小型化发展方面具有一定的可行性。 展开更多

关键词 斯特林制冷机 天然气液化 模拟 相对卡诺效率

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斯特林制冷机中蓄冷器的程序化设计 被引量：2

19

作者 陈曦 武卫东 +3 位作者 赵巍 王芳 张华 吴亦农 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期12-16,共5页

通过对蓄冷器性能的综合研究,详细分析了蓄冷器性能的影响因素及其各种损失计算方法,参考国内外对蓄冷器的研究成果,总结了蓄冷器的设计方法,提出了蓄冷器设计的程序化方法,并运用迭代计算方法找到蓄冷器性能最佳的结构参数,达到了蓄冷... 通过对蓄冷器性能的综合研究,详细分析了蓄冷器性能的影响因素及其各种损失计算方法,参考国内外对蓄冷器的研究成果,总结了蓄冷器的设计方法,提出了蓄冷器设计的程序化方法,并运用迭代计算方法找到蓄冷器性能最佳的结构参数,达到了蓄冷器优化设计目的。 展开更多

关键词 斯特林制冷机 蓄冷器 VB程序 设计

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低温风洞极低露点快速测量装置研制 被引量：2

20

作者 宋巍巍 顾正华 +3 位作者 盖文 刘向波 姜涛 孙文慧 《中国测试》 CAS 北大核心 2021年第4期107-112,共6页

露点是低温风洞运行的关键参数,为解决低温风洞极低露点(–100℃)测量中存在的响应速度低、量程小和精度不高的问题,在–80℃露点测量装置研究基础上,通过优化专用斯特林制冷系统性能,大幅缩短降温时间;采用具有内狭缝换热器的一体化镜... 露点是低温风洞运行的关键参数,为解决低温风洞极低露点(–100℃)测量中存在的响应速度低、量程小和精度不高的问题,在–80℃露点测量装置研究基础上,通过优化专用斯特林制冷系统性能,大幅缩短降温时间;采用具有内狭缝换热器的一体化镜面,提高镜面结露的均匀性,使得反射光强度阶跃特征点更清晰;测量光路上加装球面镜头,提高–100℃露点温区结露时光电信号的强度,保证测量的可靠性;采用基于周期法露点测量方法,避免镜面结露的平衡振荡过程,缩短露点检测周期,提高露点测试响应时间。测试结果表明,在–100℃露点温区时,实现±1℃的露点测量精度,从–90℃到–100℃露点温区的露点测试响应时间仅为12 min,可以满足低温风洞极低露点测试的需求。 展开更多

关键词 露点仪 一体化镜面 斯特林制冷系统 响应特性

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