本發(fā)明涉及g-m制冷機，具體涉及一種抗電磁干擾的g-m制冷機。

背景技術(shù)：

1、低溫技術(shù)廣泛應用于前沿科技領(lǐng)域，特別是精密信號測量領(lǐng)域，例如二維量子材料特性、量子計算等。在測量樣品的過程中，測試樣品的電路環(huán)境需要與外接市電形成相互絕緣，以實現(xiàn)在測量過程中不受外界干擾，避免造成測量誤差。

2、小型低溫制冷機，包括吉福特-麥克馬洪(gifford-mcmahon)制冷機和脈管(pulse-tube)制冷機等，在本世紀前期快速發(fā)展，目前已經(jīng)逐步取代傳統(tǒng)的液氦，成為主流的提供低溫實驗環(huán)境的手段。脈管制冷機因為內(nèi)部沒有需要驅(qū)動的運動部件，只依靠氣柱連接冷、熱兩端，能夠通過外置壓力驅(qū)動器從而形成穩(wěn)定的電絕緣性能，廣泛應用在各類高端科學儀器設(shè)備內(nèi)部。而g-m制冷機在氣缸內(nèi)部安裝有活塞，通過設(shè)置在制冷機頂部的旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動活塞進行往復運動，驅(qū)動內(nèi)部冷媒氣體，完成降溫。

3、考慮到小型低溫制冷機整體的密封性、機械穩(wěn)定性、材料性價比等因素，現(xiàn)階段市場上所有的g-m制冷機均采用鋁合金材料作為罩體，通過罩體將旋轉(zhuǎn)電機與制冷機氣缸直接安裝固定。由于氣缸通常與被測物體直接采用固體-固體連接，因此電機旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電磁信號，在無法實現(xiàn)被測物與電機之間的電氣絕緣時通常會給小信號測量，特別是溫度測量，帶來不必要的信號干擾。因此，實現(xiàn)g-m制冷機的旋轉(zhuǎn)電機與氣缸法蘭之間的電絕緣至關(guān)重要。

4、現(xiàn)有的采用g-m制冷機作為主冷源的低溫系統(tǒng)一般通過在g-m制冷機與被測物之間，特別是在氣缸法蘭與低溫系統(tǒng)室溫法蘭固定連接時，一方面在熱端增加絕緣材料實現(xiàn)電氣絕緣，另一方面在冷端利用冷媒氣體氦氣的絕緣特性實現(xiàn)電氣絕緣。例如，cn114739031b中公開的減振換熱腔體就是通過該原理實現(xiàn)g-m制冷機與稀釋制冷機之間的電絕緣。該電絕緣方式實現(xiàn)的前提是，需要通過結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)g-m制冷機與低溫系統(tǒng)之間的連接，保證兩者完全實現(xiàn)物理隔離。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種能夠在不改變現(xiàn)有g(shù)-m制冷機結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)制冷機氣缸與旋轉(zhuǎn)電機間電絕緣的g-m制冷機，從而達到將實驗裝置與制冷機之間電氣絕緣的目的。

2、技術(shù)方案：本發(fā)明所述的抗電磁干擾的g-m制冷機，包括罩體、制冷機氣缸和旋轉(zhuǎn)電機，旋轉(zhuǎn)電機設(shè)置于電機罩殼中，電機罩殼固定于罩體側(cè)面，罩體通過螺釘固定在氣缸法蘭上，螺釘與罩體之間設(shè)置有絕緣墊片，罩體的材質(zhì)為硬質(zhì)陽極氧化鋁。

3、進一步地，硬質(zhì)陽極氧化鋁材質(zhì)的罩體由鋁合金材質(zhì)的罩體通過硬質(zhì)陽極氧化工藝處理，表面形成有一層致密的氧化層。

4、進一步地，氧化層的厚度為5～500μm。

5、進一步地，罩體的材質(zhì)由硬質(zhì)陽極氧化鋁替換為聚醚醚酮或聚氯乙烯。

6、進一步地，絕緣墊片截面呈“凸”型結(jié)構(gòu)，中心具有供螺釘穿過的通孔，絕緣墊片小直徑部分嵌入罩體安裝孔中，大直徑部分抵靠罩體頂面。

7、進一步地，絕緣墊片的材質(zhì)為氧化鋁陶瓷、g10、膠木中的任意一種。

8、進一步地，螺釘?shù)臄?shù)量為四個，在罩體上呈四角分布。

9、進一步地，旋轉(zhuǎn)電機通過電機罩殼上的電機接口外接220v市電。

10、進一步地，電機罩殼上設(shè)置有低壓管路接口和高壓管路接口，作為供給g-m制冷機運行所需氣體工質(zhì)的進、出口。

11、進一步地，制冷機氣缸為兩級氣缸結(jié)構(gòu)并配置有兩級冷端換熱器。

12、有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著優(yōu)點：

13、本發(fā)明通過改變罩體材料的電氣絕緣性能，并通過絕緣墊片消除螺釘對陽極氧化表面的損傷，以防止造成不必要的電氣接觸，能夠在不改變現(xiàn)有g(shù)-m制冷機結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機與氣缸之間的電氣絕緣，防止驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機的電信號(定頻或者變頻信號)對溫度、電學或者磁學測量信號的干擾。

14、本發(fā)明適用于市場上所有的g-m制冷機。

技術(shù)特征：

1.一種抗電磁干擾的g-m制冷機，包括罩體(1)、制冷機氣缸和旋轉(zhuǎn)電機(13)，旋轉(zhuǎn)電機(13)設(shè)置于電機罩殼(12)中，電機罩殼(12)固定于罩體(1)側(cè)面，其特征在于，罩體(1)通過螺釘(10)固定在氣缸法蘭(5)上，螺釘(10)與罩體(1)之間設(shè)置有絕緣墊片(11)，罩體(1)的材質(zhì)為硬質(zhì)陽極氧化鋁。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗電磁干擾的g-m制冷機，其特征在于，硬質(zhì)陽極氧化鋁材質(zhì)的罩體(1)由鋁合金材質(zhì)的罩體(1)通過硬質(zhì)陽極氧化工藝處理，表面形成有一層致密的氧化層。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗電磁干擾的g-m制冷機，其特征在于，氧化層的厚度為5～500μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗電磁干擾的g-m制冷機，其特征在于，罩體(1)的材質(zhì)由硬質(zhì)陽極氧化鋁替換為聚醚醚酮或聚氯乙烯。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗電磁干擾的g-m制冷機，其特征在于，絕緣墊片(11)截面呈“凸”型結(jié)構(gòu)，中心具有供螺釘(10)穿過的通孔，絕緣墊片(11)小直徑部分嵌入罩體(1)安裝孔中，大直徑部分抵靠罩體(1)頂面。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗電磁干擾的g-m制冷機，其特征在于，絕緣墊片(11)的材質(zhì)為氧化鋁陶瓷、g10、膠木中的任意一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗電磁干擾的g-m制冷機，其特征在于，螺釘(10)的數(shù)量為四個，在罩體(1)上呈四角分布。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗電磁干擾的g-m制冷機，其特征在于，旋轉(zhuǎn)電機(13)通過電機罩殼(12)上的電機接口(4)外接220v市電。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗電磁干擾的g-m制冷機，其特征在于，電機罩殼(12)上設(shè)置有低壓管路接口(2)和高壓管路接口(3)，作為供給g-m制冷機運行所需氣體工質(zhì)的進、出口。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗電磁干擾的g-m制冷機，其特征在于，制冷機氣缸為兩級氣缸結(jié)構(gòu)并配置有兩級冷端換熱器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種抗電磁干擾的G?M制冷機，包括罩體、制冷機氣缸和旋轉(zhuǎn)電機，旋轉(zhuǎn)電機設(shè)置于電機罩殼中，電機罩殼固定于罩體側(cè)面，罩體通過螺釘固定在氣缸法蘭上，螺釘與罩體之間設(shè)置有絕緣墊片，罩體的材質(zhì)為硬質(zhì)陽極氧化鋁。本發(fā)明通過改變罩體的電氣絕緣性能，解決了G?M制冷機在低溫系統(tǒng)使用過程中遇到的電氣絕緣性能差，特別是電機運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的電磁信號對被測樣品中的微弱信號測量產(chǎn)生干擾的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：程天,袁宇良,董文慶,陶遠,鄒震峰,李奧
受保護的技術(shù)使用者：中船鵬力（南京）超低溫技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2