測量同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能的標(biāo)準(zhǔn)杜瓦及制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測量同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能的標(biāo)準(zhǔn)杜瓦及制造方法，該標(biāo)準(zhǔn)杜瓦由真空罩、測量底座、波紋管、接線座、抽氣接口、調(diào)節(jié)圈、安裝座、柱狀溫度計、加熱片組成，它將真空罩、加熱片、溫度計的功能集中于一體，可以方便快捷地對一定尺寸范圍內(nèi)的同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能進(jìn)行測量評價，最大限度地減少不同同軸型脈沖管制冷機(jī)間制冷性能對比的干擾因素，使不同制冷機(jī)之間的制冷性能具有更為科學(xué)可比性，同時節(jié)約測量制冷機(jī)制冷性能的時間和資源，并大幅度提高測量的效率。
【專利說明】測量同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能的標(biāo)準(zhǔn)杜瓦及制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種杜瓦，特別涉及一種測量同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能的標(biāo)準(zhǔn)杜瓦及制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]脈沖管制冷機(jī)是對回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)的一次重大革新，它取消了廣泛應(yīng)用于常規(guī)回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)(如斯特林和G-M制冷機(jī))中的冷端排出器，而以熱端調(diào)相機(jī)構(gòu)的運作來實現(xiàn)制冷所需的相位差。冷端運動部件的完全取消，實現(xiàn)了冷端的低振動、低干擾和無磨損；而經(jīng)過結(jié)構(gòu)和調(diào)相方式上的重要改進(jìn)，在一些典型溫區(qū)，其實際效率也已經(jīng)達(dá)到回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)中的最高值。這些顯著優(yōu)點使得脈沖管制冷機(jī)成為30余年來低溫機(jī)械制冷機(jī)研究的一大熱門，在航空航天、低溫電子學(xué)、超導(dǎo)工業(yè)和低溫醫(yī)療業(yè)等方面都獲得了廣泛的應(yīng)用。
[0003]根據(jù)脈沖管、蓄冷器、冷頭的相互關(guān)系不同，脈沖管制冷機(jī)可分為如下三種典型布置方式，如圖1所示，其中(a)為同軸型結(jié)構(gòu)，(b)為U型結(jié)構(gòu)，(C)為直線型結(jié)構(gòu)。由圖1可以看出，直線型布置中脈沖管、脈沖管冷頭、蓄冷器處于一條直線上#型布置是指脈沖管和蓄冷器平行布置，各自的冷端連接到共同的脈沖管冷頭之上；同軸型布置是指脈沖管和蓄冷器同心地布置在一起，各自的冷端連接到共同的脈沖管冷頭之上。由圖1可以看出，在脈沖管制冷機(jī)的三種典型布置方式中，同軸型的結(jié)構(gòu)是最為緊湊的，它的低溫端緊湊耦合在一起并突出，形成一個垂直冷指，與曾經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用的斯特林制冷機(jī)的冷指十分相似，因而可以直接采用已經(jīng)獲得成熟應(yīng)用的插入式杜瓦，與器件的耦合十分方便。所以，當(dāng)技術(shù)的進(jìn)步使得脈沖管制冷機(jī)成為其它常規(guī)的回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)如斯特林機(jī)的更新?lián)Q代品種時，同軸型脈沖管制冷機(jī)便在實踐中最先獲得廣泛的應(yīng)用。
[0004]在一臺同軸型脈沖管制冷機(jī)制作完畢并投入使用之前，需要對其制冷性能做出系統(tǒng)的評價。目前普遍采用的是熱平衡測量法。熱平衡測量法即利用加熱裝置，對制冷機(jī)冷頭端面施加指定熱量，通過調(diào)整制冷機(jī)輸入功率，使制冷機(jī)冷頭端面溫度穩(wěn)定在指定溫度點，此時制冷機(jī)冷頭端面達(dá)到熱平衡狀態(tài)，加熱裝置所施加的熱量即等于制冷機(jī)在指定溫度點所提供的凈制冷量。
[0005]在測量與評價過程中，通常需要為不同的冷指單獨制作杜瓦系統(tǒng)。首先，由于每臺制冷機(jī)冷指的情況一般都不相同，從而導(dǎo)致其相應(yīng)的杜瓦系統(tǒng)也不相同，因而，在大多數(shù)情況下，測量不同制冷機(jī)制冷性能時所使用的測量系統(tǒng)便不盡相同；其次，在測量每臺制冷機(jī)的制冷性能時，在冷指上放置包括加熱片和溫度計在內(nèi)的測量元件時，本過程中不可避免地受到較大的人為影響，如所放置的相關(guān)測量元件的位置、與冷頭端面的貼緊程度等因素都會對制冷性能的測量產(chǎn)生干擾。在這樣情況下，便使得所測得的不同制冷機(jī)在進(jìn)行制冷性能比對時，便沒有比較科學(xué)的可比性。以上所述的這些因素使得在對同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能評價測量時需要耗費更多資源與時間，并且對不同同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能評價的對比上，也會產(chǎn)生使對比測量不一致的外界干擾因素。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種測量同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能的標(biāo)準(zhǔn)杜瓦及制造方法。
[0007]本發(fā)明的目的在于，根據(jù)同軸型脈沖管制冷機(jī)的結(jié)構(gòu)特點，提供一種將真空罩、力口熱片、溫度計功能集中于一體的標(biāo)準(zhǔn)杜瓦，可以直接使用該標(biāo)準(zhǔn)杜瓦，方便快捷地對一定尺寸范圍內(nèi)的同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能進(jìn)行測量評價，最大限度地減少不同同軸型脈沖管制冷機(jī)間制冷性能對比時的干擾因素，使不同制冷機(jī)之間的制冷性能具有更為科學(xué)可比性，同時節(jié)約測量制冷機(jī)制冷性能的時間和資源，并大幅度提高測量的效率。
[0008]所發(fā)明的測量同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能的標(biāo)準(zhǔn)杜瓦包括真空罩1、測量底座2、波紋管4、接線座5、抽氣接口 6、調(diào)節(jié)圈7、安裝座8、柱狀溫度計13、加熱片14，其特征在于:
[0009]所述的測量底座2將柱狀溫度計13與加熱片14集中于一體，在采用熱平衡測量法測量制冷性能時，為脈沖管冷頭3提供加熱功率并將脈沖管冷頭3的冷量傳遞至柱柱狀溫度計13，其中利用測量底座2的上部平臺16的上表面螺紋孔15將加熱片14固定于上部平臺16，且柱狀溫度計13完全插入上部平臺16側(cè)面的圓柱通孔17，圓柱通孔17的直徑略大于柱狀溫度計13的外徑，以使兩者緊配但不會有太大的間隙；波紋管4本身具有彈性，其作用為支撐測量底座2，根據(jù)不同的同軸脈沖管冷指9的長度來選擇波紋管4的長度，波紋管4的長度略小于同軸脈沖管冷指9的長度，在安裝后保持略微張緊的狀態(tài)，以對測量底座2施加向下的彈性力，使測量底座2的下表面與脈沖管冷頭3的上表面緊貼，減小兩者間的接觸熱阻帶來的冷量傳遞損失；波紋管4的上端套入測量底座2的下部平臺18，波紋管4的上端通孔19與測量底座2的下部平臺18的側(cè)面螺紋孔20對齊，并使用螺釘進(jìn)行緊固連接；波紋管4下端套入調(diào)節(jié)圈7的上部圓環(huán)22內(nèi)，波紋管4的下端通孔21與調(diào)節(jié)圈7的上部圓環(huán)22的圓環(huán)螺紋孔23對齊，并使用螺釘進(jìn)行緊固連接；安裝座8上部的圓環(huán)凸臺24套入調(diào)節(jié)圈7的下部圓環(huán)25內(nèi)，圓環(huán)凸臺24的側(cè)面均布通孔26與調(diào)節(jié)圈7的下部圓環(huán)25的側(cè)面均布螺紋孔27的位置對齊，在測量時可以通過側(cè)面均布通孔26與側(cè)面均布螺紋孔27將波紋管4內(nèi)部的空氣抽出，使其保持真空環(huán)境；安裝座8的圓環(huán)凸臺24的側(cè)面均布槽形調(diào)節(jié)孔28，與調(diào)節(jié)圈7的下部圓環(huán)25的側(cè)面均布螺紋孔27對齊，根據(jù)同軸脈沖管冷指9的具體長度調(diào)節(jié)螺釘與槽形調(diào)節(jié)孔28的相對位置，從而調(diào)節(jié)波紋管4的張緊程度，并利用螺釘將安裝座8和調(diào)節(jié)圈7連接為一體；連接為一體的測量底座2、波紋管4、調(diào)節(jié)圈7與安裝座8整體罩入真空罩I中，并利用真空罩I的底部法蘭29的法蘭均布通孔30與安裝座法蘭31的法蘭均布螺紋孔32進(jìn)行螺釘緊固連接，并利用O型圈進(jìn)行密封；接線座5與抽氣接口 6焊接于真空罩I的側(cè)面；將同軸脈沖管冷指9插入波紋管4內(nèi)，脈沖管冷頭3的上端面貼緊測量底座2的下端面，利用真空罩I的底部法蘭29的真空罩法蘭安裝通孔36及安裝座法蘭31的安裝座法蘭安裝通孔35與冷指熱端法蘭10通過螺釘緊固連接，利用O型圈進(jìn)行密封；接線座5通過信號線分別連接加熱片14與柱狀溫度計13，向加熱片14提供加熱功率輸入所需的電壓和電流，將柱狀溫度計13的溫度信號向外部輸出；抽氣接口 6連接抽真空設(shè)備,保證真空罩I內(nèi)部處于真空環(huán)境；從而共同形成一種測量同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能的標(biāo)準(zhǔn)杜瓦。
[0010]下面結(jié)合附圖對所發(fā)明的測量同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能的標(biāo)準(zhǔn)杜瓦的制造方法介紹如下:
[0011]圖2為所發(fā)明的測量同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能的標(biāo)準(zhǔn)杜瓦的整體剖視圖，圖3為測量底座2的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2和圖3所示，測量底座2整體呈圓柱結(jié)構(gòu)，分別使用精密車床車出測量底座2的上部平臺16與下部平臺18 ;在上部平臺16上表面使用絲攻攻出上表面螺紋孔15，通過上表面螺紋孔15連接加熱片14，利用慢走絲線切割技術(shù)在上部平臺16的側(cè)面加工出圓柱通孔17，圓柱通孔17的內(nèi)徑略大于柱狀溫度計13的外徑，安裝時柱狀溫度計13完全插入圓柱通孔17之內(nèi)，兩者緊配；在下部平臺18的側(cè)面使用絲攻攻出側(cè)面螺紋孔20，利用側(cè)面螺紋孔20將測量底座2與波紋管4的上部使用螺釘連接為一體；使用精密車床精車測量底座2的上部平臺16的上端面，使其平面度處于0.1?0.5mm之間，將加熱片14緊貼于上部平臺16的上端面；使用精密車床精車測量底座2的下部平臺18的下端面，平面度處于0.05?0.1mm之間，使其可以與脈沖管冷頭3的上端面緊密貼合，減小冷量傳遞損失；
[0012]圖4為波紋管4的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖2和圖4所示,波紋管4對測量底座2起到支撐作用，長度略小于同軸脈沖管冷指9，安裝后保持略微張緊的狀態(tài)，對測量底座2施加向下的彈性力，使測量底座2的下表面與脈沖管冷頭3的上表面貼緊；波紋管4的內(nèi)徑等于或略小于測量底座2的下部平臺18及調(diào)節(jié)圈7的上部圓環(huán)22的外徑；使用車床和鉆床分別在波紋管4的上下兩端加工出均布的上端通孔19與下端通孔21，分別與測量底座2和調(diào)節(jié)圈7連接；
[0013]圖5為調(diào)節(jié)圈7的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2和圖5所示，利用精密車床車出調(diào)節(jié)圈7的整體環(huán)形結(jié)構(gòu)，使其內(nèi)徑等于或略大于安裝座8的圓環(huán)凸臺24的外徑，上部圓環(huán)22的外徑等于或略大于波紋管4的內(nèi)徑，下部圓環(huán)25的外徑略大于上部圓環(huán)22的外徑，形成寬度
0.5?1.0mm的定位平臺33,以定位波紋管4的下端套入調(diào)節(jié)圈7的上部圓環(huán)22的位置；在上部圓環(huán)22及下部圓環(huán)25的外側(cè)面分別使用精密車床和絲攻加工出均布的圓環(huán)螺紋孔23與側(cè)面均布螺紋孔27，分別利用螺釘與波紋管4和安裝座8緊固連接；其中一半數(shù)量的側(cè)面均布螺紋孔27與安裝座8的圓環(huán)凸臺24側(cè)面的側(cè)面均布通孔26相對應(yīng)，在測量時可以通過側(cè)面均布通孔26與側(cè)面均布螺紋孔27將波紋管4內(nèi)部的空氣抽出；
[0014]圖6為安裝座8的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2和圖6所示，在安裝座8的中心位置使用精密車床車出圓環(huán)凸臺24，圓環(huán)凸臺24的外徑等于或略小于調(diào)節(jié)圈7的內(nèi)徑，使用精密車床在圓環(huán)凸臺24的外側(cè)面均勻間隔地車出側(cè)面均布通孔26用于波紋管4內(nèi)部真空的抽取通道，并均勻間隔地車出槽形調(diào)節(jié)孔28以調(diào)節(jié)波紋管4的張緊程度；使用精密車床在安裝座8的底部車出安裝座法蘭31，并在安裝座法蘭31之上車出定位凸起34，使定位凸起34的外徑等于或略小于真空罩I的底部法蘭29的外徑，便于真空罩I套入安裝座8時的定位和兩者之間的密封；在安裝座法蘭31上使用精密車床車出法蘭均布螺紋孔32用于與真空罩I的連接，并均勻車出安裝座法蘭安裝通孔35 ;使用精密車床精車安裝座8的底部端面，使其平面度處于0.1?0.5mm，保證安裝座8與冷指熱端法蘭10可以緊密接觸；
[0015]圖7為真空罩I的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2和圖7所示，使用真空釬焊技術(shù)分別將接線座5與抽氣接口 6密封焊接于真空罩I的側(cè)面；使用精密車床在真空罩I的底部位置車出底部法蘭29，并在底部法蘭29上車出法蘭均布通孔30與真空罩法蘭安裝通孔36，法蘭均布通孔30用于將真空罩I固定于安裝座8之上，真空罩法蘭安裝通孔36用于將真空罩I及安裝座8固定于冷指熱端法蘭10之上；使用精密車床在底部法蘭29內(nèi)側(cè)車出寬約0.5?
1.0mm的法蘭密封槽37，安裝時放入O型密封圈，與定位凸起34 —起保證真空罩I和安裝座8之間的密封。
[0016]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0017]I)所發(fā)明的同軸型脈沖管制冷機(jī)標(biāo)準(zhǔn)杜瓦結(jié)構(gòu)緊湊，集成了真空罩、柱狀溫度計、加熱片、接線座、抽氣接口等測量關(guān)鍵零部件及結(jié)構(gòu)，功能齊全，方便安裝，可以對一定尺寸范圍的同軸型脈沖管制冷機(jī)進(jìn)行制冷性能的測量，避免了需要為不同的冷指單獨制作真空結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的真空部件與不同冷指之間出現(xiàn)不能互配的情況，并減少了多次安裝不同相關(guān)測量組件造成的對制冷性能測量較大的人為影響和干擾因素；通過采用標(biāo)準(zhǔn)杜瓦，可以方便不同制冷機(jī)之間制冷性能的對比；
[0018]2)將柱狀溫度計和加熱片集成于測量底座，在采用熱平衡測量法對同軸型脈沖管制冷機(jī)進(jìn)行制冷性能測量時，可以使用標(biāo)準(zhǔn)杜瓦方便地對同軸型脈沖管制冷機(jī)的冷頭進(jìn)行加熱功率的輸入以及溫度信號的輸出，不需要重復(fù)對不同的同軸型脈沖管制冷機(jī)冷指安裝測量元件，節(jié)省測量時間與資源；
[0019]3)采用調(diào)節(jié)圈和波紋管結(jié)構(gòu)，利用調(diào)節(jié)圈的槽形調(diào)節(jié)孔，可以在一定尺寸范圍內(nèi)，針對不同的同軸型脈沖管制冷機(jī)冷指長度對波紋管長度進(jìn)行調(diào)節(jié)，增強了標(biāo)準(zhǔn)杜瓦對不同同軸型脈沖管制冷機(jī)的適配性，方便不同的同軸型脈沖管制冷機(jī)之間進(jìn)行性能對比；
[0020]4)采用了波紋管結(jié)構(gòu)，利用波紋管具有彈性的特點，針對不同冷指，通過調(diào)節(jié)圈調(diào)節(jié)波紋管長度，使波紋管始終處于略微張緊的程度，使得與波紋管相連的測量底座底面可以與冷頭端面緊密貼合，減小了冷頭冷量的傳遞損失，使得對同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能的測量更加準(zhǔn)確。
[0021]本發(fā)明將真空罩、加熱片、溫度計的功能集中于標(biāo)準(zhǔn)杜瓦之上，可以直接使用標(biāo)準(zhǔn)杜瓦對一定尺寸范圍內(nèi)的同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能進(jìn)行測量評價，最大限度地減少不同同軸型脈沖管制冷機(jī)間制冷性能對比的干擾因素，使不同制冷機(jī)之間的制冷性能具有更為科學(xué)可比性，同時節(jié)約測量制冷機(jī)制冷性能的時間和資源，并大幅度提高測量的效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為脈沖管制冷機(jī)的三種布置方法示意圖，其中圖1 (a)為同軸型布置，圖1 (b)為U型布置，圖1 (C)為直線型布置。
[0023]圖2為所發(fā)明的測量同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能的標(biāo)準(zhǔn)杜瓦的整體剖視圖；
[0024]圖3為測量底座2的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖3(a)為剖面圖，圖3(b)為立體圖；
[0025]圖4為波紋管4的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5為調(diào)節(jié)圈7的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖5(a)為剖面圖，圖5(b)為立體圖；
[0027]圖6為安裝座8的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖6(a)為剖面圖，圖6(b)為立體圖；
[0028]圖7為真空罩I的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]其中:I為真空罩；2為測量底座；3為脈沖管冷頭；4為波紋管；5為接線座；6為抽氣接口 ；7為調(diào)節(jié)圈；8為安裝座；9為同軸脈沖管冷指；10為冷指熱端法蘭；11為脈沖管；12為蓄冷器；13為柱狀溫度計；14為加熱片；15為上表面螺紋孔；16為上部平臺；17為圓柱通孔；18為下部平臺；19為上端通孔；20為側(cè)面螺紋孔；21為下端通孔；22為上部圓環(huán)；23為圓環(huán)螺紋孔；24為圓環(huán)凸臺；25為下部圓環(huán)；26為側(cè)面均布通孔；27為側(cè)面均布螺紋孔；28為槽形調(diào)節(jié)孔；29為底部法蘭；30為法蘭均布通孔；31為安裝座法蘭；32為法蘭均布螺紋孔；33為定位平臺；34為定位凸起；35為安裝座法蘭安裝通孔；36為真空罩法蘭安裝通孔；37為法蘭密封槽。

【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0031]所發(fā)明的測量同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能的標(biāo)準(zhǔn)杜瓦由真空罩1、測量底座2、波紋管4、接線座5、抽氣接口 6、調(diào)節(jié)圈7、安裝座8、柱狀溫度計13、加熱片14組成，其特征在于，測量底座2將柱狀溫度計13與加熱片14集中于一體，在采用熱平衡測量法測量制冷性能時，為脈沖管冷頭3提供加熱功率并將脈沖管冷頭3的冷量傳遞至柱柱狀溫度計13，其中利用測量底座2的上部平臺16的上表面螺紋孔15將加熱片14固定于上部平臺16，且柱狀溫度計13完全插入上部平臺16側(cè)面的圓柱通孔17，圓柱通孔17的直徑略大于柱狀溫度計13的外徑，以使兩者緊配但不會有太大的間隙；波紋管4本身具有彈性，其作用為支撐測量底座2，根據(jù)不同的同軸脈沖管冷指9的長度來選擇波紋管4的長度，波紋管4的長度略小于同軸脈沖管冷指9的長度，在安裝后保持略微張緊的狀態(tài)，以對測量底座2施加向下的彈性力，使測量底座2的下表面與脈沖管冷頭3的上表面緊貼，減小兩者間的接觸熱阻帶來的冷量傳遞損失；波紋管4的上端套入測量底座2的下部平臺18，波紋管4的上端通孔19與測量底座2的下部平臺18的側(cè)面螺紋孔20對齊，并使用螺釘進(jìn)行緊固連接；波紋管4下端套入調(diào)節(jié)圈7的上部圓環(huán)22內(nèi)，波紋管4的下端通孔21與調(diào)節(jié)圈7的上部圓環(huán)22的圓環(huán)螺紋孔23對齊，并使用螺釘進(jìn)行緊固連接；安裝座8上部的圓環(huán)凸臺24套入調(diào)節(jié)圈7的下部圓環(huán)25內(nèi)，圓環(huán)凸臺24的側(cè)面均布通孔26與調(diào)節(jié)圈7的下部圓環(huán)25的側(cè)面均布螺紋孔27的位置對齊，在測量時可以通過側(cè)面均布通孔26與側(cè)面均布螺紋孔27將波紋管4內(nèi)部的空氣抽出，使其保持真空環(huán)境；安裝座8的圓環(huán)凸臺24的側(cè)面均布槽形調(diào)節(jié)孔28，與調(diào)節(jié)圈7的下部圓環(huán)25的側(cè)面均布螺紋孔27對齊，根據(jù)同軸脈沖管冷指9的具體長度調(diào)節(jié)螺釘與槽形調(diào)節(jié)孔28的相對位置，從而調(diào)節(jié)波紋管4的張緊程度，并利用螺釘將安裝座8和調(diào)節(jié)圈7連接為一體；連接為一體的測量底座2、波紋管4、調(diào)節(jié)圈7與安裝座8整體罩入真空罩I中，并利用真空罩I的底部法蘭29的法蘭均布通孔30與安裝座法蘭31的法蘭均布螺紋孔32進(jìn)行螺釘緊固連接，并利用O型圈進(jìn)行密封；接線座5與抽氣接口 6焊接于真空罩I的側(cè)面；將同軸脈沖管冷指9插入波紋管4內(nèi)，脈沖管冷頭3的上端面貼緊測量底座2的下端面，利用真空罩I的底部法蘭29的真空罩法蘭安裝通孔36及安裝座法蘭31的安裝座法蘭安裝通孔35與冷指熱端法蘭10通過螺釘緊固連接，利用O型圈進(jìn)行密封；接線座5通過信號線分別連接加熱片14與柱狀溫度計13，向加熱片14提供加熱功率輸入所需的電壓和電流，將柱狀溫度計13的溫度信號向外部輸出；抽氣接口 6連接抽真空設(shè)備，保證真空罩I內(nèi)部處于真空環(huán)境；從而共同形成一種測量同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能的標(biāo)準(zhǔn)杜瓦。
[0032]所發(fā)明的測量同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能的標(biāo)準(zhǔn)杜瓦的制造方法可按如下方法實施:
[0033]圖2為所發(fā)明的測量同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能的標(biāo)準(zhǔn)杜瓦的整體剖視圖，圖3為測量底座2的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2和圖3所示，測量底座2整體呈圓柱結(jié)構(gòu)，分別使用精密車床車出測量底座2的上部平臺16與下部平臺18 ;在上部平臺16上表面使用絲攻攻出上表面螺紋孔15，通過上表面螺紋孔15連接加熱片14，利用慢走絲線切割技術(shù)在上部平臺16的側(cè)面加工出圓柱通孔17，圓柱通孔17的內(nèi)徑略大于柱狀溫度計13的外徑，安裝時柱狀溫度計13完全插入圓柱通孔17之內(nèi)，兩者緊配；在下部平臺18的側(cè)面使用絲攻攻出側(cè)面螺紋孔20，利用側(cè)面螺紋孔20將測量底座2與波紋管4的上部使用螺釘連接為一體；使用精密車床精車測量底座2的上部平臺16的上端面，使其平面度為0.2mm，將加熱片14緊貼于上部平臺16的上端面；使用精密車床精車測量底座2的下部平臺18的下端面，平面度為0.09mm，使其可以與脈沖管冷頭3的上端面緊密貼合，減小冷量傳遞損失；
[0034]圖4為波紋管4的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖2和圖4所示,波紋管4對測量底座2起到支撐作用，長度略小于同軸脈沖管冷指9，安裝后保持略微張緊的狀態(tài)，對測量底座2施加向下的彈性力，使測量底座2的下表面與脈沖管冷頭3的上表面貼緊；波紋管4的內(nèi)徑等于或略小于測量底座2的下部平臺18及調(diào)節(jié)圈7的上部圓環(huán)22的外徑；使用車床和鉆床分別在波紋管4的上下兩端加工出均布的上端通孔19與下端通孔21，分別與測量底座2和調(diào)節(jié)圈7連接；
[0035]圖5為調(diào)節(jié)圈7的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2和圖5所示，利用精密車床車出調(diào)節(jié)圈7的整體環(huán)形結(jié)構(gòu)，使其內(nèi)徑等于或略大于安裝座8的圓環(huán)凸臺24的外徑，上部圓環(huán)22的外徑等于或略大于波紋管4的內(nèi)徑，下部圓環(huán)25的外徑略大于上部圓環(huán)22的外徑，形成寬度為0.6mm的定位平臺33,以定位波紋管4的下端套入調(diào)節(jié)圈7的上部圓環(huán)22的位置；在上部圓環(huán)22及下部圓環(huán)25的外側(cè)面分別使用精密車床和絲攻加工出均布的圓環(huán)螺紋孔23與側(cè)面均布螺紋孔27，分別利用螺釘與波紋管4和安裝座8緊固連接；其中一半數(shù)量的側(cè)面均布螺紋孔27與安裝座8的圓環(huán)凸臺24側(cè)面的側(cè)面均布通孔26相對應(yīng)，在測量時可以通過側(cè)面均布通孔26與側(cè)面均布螺紋孔27將波紋管4內(nèi)部的空氣抽出；
[0036]圖6為安裝座8的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2和圖6所示，在安裝座8的中心位置使用精密車床車出圓環(huán)凸臺24，圓環(huán)凸臺24的外徑等于或略小于調(diào)節(jié)圈7的內(nèi)徑，使用精密車床在圓環(huán)凸臺24的外側(cè)面均勻間隔地車出側(cè)面均布通孔26用于波紋管4內(nèi)部真空的抽取通道，并均勻間隔地車出槽形調(diào)節(jié)孔28以調(diào)節(jié)波紋管4的張緊程度；使用精密車床在安裝座8的底部車出安裝座法蘭31，并在安裝座法蘭31之上車出定位凸起34，使定位凸起34的外徑等于或略小于真空罩I的底部法蘭29的外徑，便于真空罩I套入安裝座8時的定位和兩者之間的密封；在安裝座法蘭31上使用精密車床車出法蘭均布螺紋孔32用于與真空罩I的連接，并均勻車出安裝座法蘭安裝通孔35 ;使用精密車床精車安裝座8的底部端面，使其平面度為0.2mm，保證安裝座8與冷指熱端法蘭10可以緊密接觸；
[0037]圖7為真空罩I的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2和圖7所示，使用真空釬焊技術(shù)分別將接線座5與抽氣接口 6密封焊接于真空罩I的側(cè)面；使用精密車床在真空罩I的底部位置車出底部法蘭29，并在底部法蘭29上車出法蘭均布通孔30與真空罩法蘭安裝通孔36，法蘭均布通孔30用于將真空罩I固定于安裝座8之上，真空罩法蘭安裝通孔36用于將真空罩I及安裝座8固定于冷指熱端法蘭10之上；使用精密車床在底部法蘭29內(nèi)側(cè)車出寬約0.6mm的法蘭密封槽37，安裝時放入O型密封圈，與定位凸起34 —起保證真空罩I和安裝座8之間的密封。
【權(quán)利要求】
1.一種測量同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能的標(biāo)準(zhǔn)杜瓦，它包括真空罩(I)、測量底座(2)、波紋管(4)、接線座(5)、抽氣接口(6)、調(diào)節(jié)圈(7)、安裝座(8)、柱狀溫度計(13)、加熱片(14)，其特征在于: 所述的測量底座⑵將柱狀溫度計(13)與加熱片(14)集中于一體，在采用熱平衡測量法測量制冷性能時，為脈沖管冷頭(3)提供加熱功率并將脈沖管冷頭(3)的冷量傳遞至柱柱狀溫度計(13)，其中利用測量底座(2)的上部平臺(16)的上表面螺紋孔(15)將加熱片(14)固定于上部平臺(16)，且柱狀溫度計(13)完全插入上部平臺(16)側(cè)面的圓柱通孔(17)，圓柱通孔(17)的直徑略大于柱狀溫度計(13)的外徑，以使兩者緊配但不會有太大的間隙；波紋管(4)本身具有彈性，其作用為支撐測量底座(2)，根據(jù)不同的同軸脈沖管冷指(9)的長度來選擇波紋管(4)的長度，波紋管(4)的長度略小于同軸脈沖管冷指(9)的長度，在安裝后保持略微張緊的狀態(tài)，以對測量底座(2)施加向下的彈性力，使測量底座(2)的下表面與脈沖管冷頭(3)的上表面緊貼，減小兩者間的接觸熱阻帶來的冷量傳遞損失；波紋管(4)的上端套入測量底座(2)的下部平臺(18)，波紋管(4)的上端通孔(19)與測量底座(2)的下部平臺(18)的側(cè)面螺紋孔(20)對齊，并使用螺釘進(jìn)行緊固連接；波紋管(4)下端套入調(diào)節(jié)圈(7)的上部圓環(huán)(22)內(nèi)，波紋管(4)的下端通孔(21)與調(diào)節(jié)圈(7)的上部圓環(huán)(22)的圓環(huán)螺紋孔(23)對齊，并使用螺釘進(jìn)行緊固連接；安裝座(8)上部的圓環(huán)凸臺(24)套入調(diào)節(jié)圈(7)的下部圓環(huán)(25)內(nèi)，圓環(huán)凸臺(24)的側(cè)面均布通孔(26)與調(diào)節(jié)圈(7)的下部圓環(huán)(25)的側(cè)面均布螺紋孔(27)的位置對齊，在測量時可以通過側(cè)面均布通孔(26)與側(cè)面均布螺紋孔(27)將波紋管(4)內(nèi)部的空氣抽出，使其保持真空環(huán)境；安裝座(8)的圓環(huán)凸臺(24)的側(cè)面均布槽形調(diào)節(jié)孔(28)，與調(diào)節(jié)圈(7)的下部圓環(huán)(25)的側(cè)面均布螺紋孔(27)對齊，根據(jù)同軸脈沖管冷指(9)的具體長度調(diào)節(jié)螺釘與槽形調(diào)節(jié)孔(28)的相對位置，從而調(diào)節(jié)波紋管(4)的張緊程度，并利用螺釘將安裝座(8)和調(diào)節(jié)圈(7)連接為一體；連接為一體的測量底座(2)、波紋管(4)、調(diào)節(jié)圈(7)與安裝座(8)整體罩入真空罩(I)中，并利用真空罩(I)的底部法蘭(29)的法蘭均布通孔(30)與安裝座法蘭(31)的法蘭均布螺紋孔(32)進(jìn)行螺釘緊固連接，并利用O型圈進(jìn)行密封；接線座(5)與抽氣接口(6)焊接于真空罩(I)的側(cè)面；將同軸脈沖管冷指(9)插入波紋管(4)內(nèi)，脈沖管冷頭(3)的上端面貼緊測量底座(2)的下端面，利用真空罩(I)的底部法蘭(29)的真空罩法蘭安裝通孔(36)及安裝座法蘭(31)的安裝座法蘭安裝通孔(35)與冷指熱端法蘭(10)通過螺釘緊固連接，利用O型圈進(jìn)行密封；接線座(5)通過信號線分別連接加熱片(14)與柱狀溫度計(13)，向加熱片(14)提供加熱功率輸入所需的電壓和電流，將柱狀溫度計(13)的溫度信號向外部輸出；抽氣接口(6)連接抽真空設(shè)備，保證真空罩(I)內(nèi)部處于真空環(huán)境；從而共同形成一種測量同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能的標(biāo)準(zhǔn)杜瓦。
2.一種制造如權(quán)利要求1所述的測量同軸型脈沖管制冷機(jī)制冷性能的標(biāo)準(zhǔn)杜瓦的方法，其特征在于:測量底座(2)整體呈圓柱結(jié)構(gòu)，分別使用精密車床車出測量底座(2)的上部平臺(16)與下部平臺(18);在上部平臺(16)上表面使用絲攻攻出上表面螺紋孔(15)，通過上表面螺紋孔(15)連接加熱片(14)，利用慢走絲線切割技術(shù)在上部平臺(16)的側(cè)面加工出圓柱通孔(17)，圓柱通孔(17)的內(nèi)徑略大于柱狀溫度計(13)的外徑，安裝時柱狀溫度計(13)完全插入圓柱通孔17之內(nèi)，兩者緊配；在下部平臺(18)的側(cè)面使用絲攻攻出側(cè)面螺紋孔(20)，利用側(cè)面螺紋孔(20)將測量底座(2)與波紋管(4)的上部使用螺釘連接為一體；使用精密車床精車測量底座(2)的上部平臺(16)的上端面，使其平面度處于.0.1?0.5mm之間，將加熱片(14)緊貼于上部平臺(16)的上端面；使用精密車床精車測量底座(2)的下部平臺(18)的下端面，平面度處于0.05?0.1mm之間，使其可以與脈沖管冷頭(3)的上端面緊密貼合，減小冷量傳遞損失；波紋管⑷對測量底座⑵起到支撐作用，長度略小于同軸脈沖管冷指(9)，安裝后保持略微張緊的狀態(tài)，對測量底座(2)施加向下的彈性力，使測量底座(2)的下表面與脈沖管冷頭(3)的上表面貼緊；波紋管(4)的內(nèi)徑等于或略小于測量底座(2)的下部平臺(18)及調(diào)節(jié)圈(7)的上部圓環(huán)(22)的外徑；使用車床和鉆床分別在波紋管(4)的上下兩端加工出均布的上端通孔(19)與下端通孔(21)，分別與測量底座(2)和調(diào)節(jié)圈(7)連接；利用精密車床車出調(diào)節(jié)圈(7)的整體環(huán)形結(jié)構(gòu)，使其內(nèi)徑等于或略大于安裝座(8)的圓環(huán)凸臺(24)的外徑，上部圓環(huán)(22)的外徑等于或略大于波紋管(4)的內(nèi)徑，下部圓環(huán)(25)的外徑略大于上部圓環(huán)(22)的外徑，形成寬度0.5?1.0mm的定位平臺(33)，以定位波紋管(4)的下端套入調(diào)節(jié)圈(7)的上部圓環(huán)(22)的位置；在上部圓環(huán)(22)及下部圓環(huán)(25)的外側(cè)面分別使用精密車床和絲攻加工出均布的圓環(huán)螺紋孔(23)與側(cè)面均布螺紋孔(27)，分別利用螺釘與波紋管(4)和安裝座(8)緊固連接；其中一半數(shù)量的側(cè)面均布螺紋孔(27)與安裝座(8)的圓環(huán)凸臺(24)側(cè)面的側(cè)面均布通孔(26)相對應(yīng)，在測量時可以通過側(cè)面均布通孔(26)與側(cè)面均布螺紋孔(27)將波紋管(4)內(nèi)部的空氣抽出；在安裝座(8)的中心位置使用精密車床車出圓環(huán)凸臺(24)，圓環(huán)凸臺(24)的外徑等于或略小于調(diào)節(jié)圈(7)的內(nèi)徑，使用精密車床在圓環(huán)凸臺(24)的外側(cè)面均勻間隔地車出側(cè)面均布通孔(26)用于波紋管(4)內(nèi)部真空的抽取通道，并均勻間隔地車出槽形調(diào)節(jié)孔(28)以調(diào)節(jié)波紋管(4)的張緊程度；使用精密車床在安裝座(8)的底部車出安裝座法蘭(31)，并在安裝座法蘭(31)之上車出定位凸起(34)，使定位凸起(34)的外徑等于或略小于真空罩(I)的底部法蘭(29)的外徑，便于真空罩(I)套入安裝座(8)時的定位和兩者之間的密封；在安裝座法蘭(31)上使用精密車床車出法蘭均布螺紋孔(32)用于與真空罩(I)的連接，并均勻車出安裝座法蘭安裝通孔(35);使用精密車床精車安裝座(8)的底部端面，使其平面度處于0.1?0.5_，保證安裝座(8)與冷指熱端法蘭(10)可以緊密接觸；使用真空釬焊技術(shù)分別將接線座(5)與抽氣接口(6)密封焊接于真空罩(I)的側(cè)面；使用精密車床在真空罩(I)的底部位置車出底部法蘭(29)，并在底部法蘭(29)上車出法蘭均布通孔(30)與真空罩法蘭安裝通孔(36)，法蘭均布通孔(30)用于將真空罩(I)固定于安裝座(8)之上，真空罩法蘭安裝通孔(36)用于將真空罩(I)及安裝座(8)固定于冷指熱端法蘭(10)之上；使用精密車床在底部法蘭(29)內(nèi)側(cè)車出寬約0.5?1.0mm的法蘭密封槽(37)，安裝時放入O型密封圈，與定位凸起(34) —起保證真空罩(I)和安裝座(8)之間的密封。
【文檔編號】G01M99/00GK104359693SQ201410546474
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】黨海政 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所