真空与低温
真空與低溫
진공여저온
Vacuum and Cryogenics
2015年
4期
215-220
,共6页
X射线探测器%液氮制冷装置%温度均匀性
X射線探測器%液氮製冷裝置%溫度均勻性
X사선탐측기%액담제랭장치%온도균균성
X-ray detector%liquid nitrogen refrigeration equipment%temperature uniformity
研制了硬X射线调制望远镜探测器标定实验用制冷装置,制冷装置以液氮为冷源,包括低能探测器制冷装置(以下简称LE制冷装置)和中能探测器制冷装置(以下简称ME制冷装置),两种制冷装置结构型式基本一致,由液氮槽、导热柱、均温板和辐射屏等组成.导热柱设置在均温板和液氮槽之间以形成一定的温差,再通过加热膜对均温板进行温度调节与控制.液氮槽的温度通过调节液氮流量和加热棒的加热量调节控制.由于制冷装置体积较大,其主要技术难点是在足够快的降温速度前提下实现均温板温度在较大范围内的调节控制和较高的温度均匀性.介绍了制冷装置的结构、利用Ansys Workbench软件对其热分析数值模拟,并进行了实验测试.结果表明数值模拟和实际存在一定的差别,液氮槽温度不均匀和导热柱两端接触热阻不同等是影响均温板温度均匀性的主要因素.通过对制冷装置导热柱、导热柱接触热阻以及液氮槽加热棒的调整,两种制冷装置的均温板在193 ～ 273K范围内的控温稳定度均好于±0.1K,温度均匀性优于1.96K.
研製瞭硬X射線調製望遠鏡探測器標定實驗用製冷裝置,製冷裝置以液氮為冷源,包括低能探測器製冷裝置(以下簡稱LE製冷裝置)和中能探測器製冷裝置(以下簡稱ME製冷裝置),兩種製冷裝置結構型式基本一緻,由液氮槽、導熱柱、均溫闆和輻射屏等組成.導熱柱設置在均溫闆和液氮槽之間以形成一定的溫差,再通過加熱膜對均溫闆進行溫度調節與控製.液氮槽的溫度通過調節液氮流量和加熱棒的加熱量調節控製.由于製冷裝置體積較大,其主要技術難點是在足夠快的降溫速度前提下實現均溫闆溫度在較大範圍內的調節控製和較高的溫度均勻性.介紹瞭製冷裝置的結構、利用Ansys Workbench軟件對其熱分析數值模擬,併進行瞭實驗測試.結果錶明數值模擬和實際存在一定的差彆,液氮槽溫度不均勻和導熱柱兩耑接觸熱阻不同等是影響均溫闆溫度均勻性的主要因素.通過對製冷裝置導熱柱、導熱柱接觸熱阻以及液氮槽加熱棒的調整,兩種製冷裝置的均溫闆在193 ～ 273K範圍內的控溫穩定度均好于±0.1K,溫度均勻性優于1.96K.
연제료경X사선조제망원경탐측기표정실험용제랭장치,제랭장치이액담위랭원,포괄저능탐측기제랭장치(이하간칭LE제랭장치)화중능탐측기제랭장치(이하간칭ME제랭장치),량충제랭장치결구형식기본일치,유액담조、도열주、균온판화복사병등조성.도열주설치재균온판화액담조지간이형성일정적온차,재통과가열막대균온판진행온도조절여공제.액담조적온도통과조절액담류량화가열봉적가열량조절공제.유우제랭장치체적교대,기주요기술난점시재족구쾌적강온속도전제하실현균온판온도재교대범위내적조절공제화교고적온도균균성.개소료제랭장치적결구、이용Ansys Workbench연건대기열분석수치모의,병진행료실험측시.결과표명수치모의화실제존재일정적차별,액담조온도불균균화도열주량단접촉열조불동등시영향균온판온도균균성적주요인소.통과대제랭장치도열주、도열주접촉열조이급액담조가열봉적조정,량충제랭장치적균온판재193 ～ 273K범위내적공온은정도균호우±0.1K,온도균균성우우1.96K.
