[发明专利]测量同轴型脉冲管制冷机制冷性能的标准杜瓦及制造方法

权利要求书

1.一种测量同轴型脉冲管制冷机制冷性能的标准杜瓦，它包括真空罩(1)、测量底座(2)、波纹管(4)、接线座(5)、抽气接口(6)、调节圈(7)、安装座(8)、柱状温度计(13)、加热片(14)，其特征在于：

所述的测量底座(2)将柱状温度计(13)与加热片(14)集中于一体，在采用热平衡测量法测量制冷性能时，为脉冲管冷头(3)提供加热功率并将脉冲管冷头(3)的冷量传递至柱柱状温度计(13)，其中利用测量底座(2)的上部平台(16)的上表面螺纹孔(15)将加热片(14)固定于上部平台(16)，且柱状温度计(13)完全插入上部平台(16)侧面的圆柱通孔(17)，圆柱通孔(17)的直径略大于柱状温度计(13)的外径，以使两者紧配但不会有太大的间隙；波纹管(4)本身具有弹性，其作用为支撑测量底座(2)，根据不同的同轴脉冲管冷指(9)的长度来选择波纹管(4)的长度，波纹管(4)的长度略小于同轴脉冲管冷指(9)的长度，在安装后保持略微张紧的状态，以对测量底座(2)施加向下的弹性力，使测量底座(2)的下表面与脉冲管冷头(3)的上表面紧贴，减小两者间的接触热阻带来的冷量传递损失；波纹管(4)的上端套入测量底座(2)的下部平台(18)，波纹管(4)的上端通孔(19)与测量底座(2)的下部平台(18)的侧面螺纹孔(20)对齐，并使用螺钉进行紧固连接；波纹管(4)下端套入调节圈(7)的上部圆环(22)内，波纹管(4)的下端通孔(21)与调节圈(7)的上部圆环(22)的圆环螺纹孔(23)对齐，并使用螺钉进行紧固连接；安装座(8)上部的圆环凸台(24)套入调节圈(7)的下部圆环(25)内，圆环凸台(24)的侧面均布通孔(26)与调节圈(7)的下部圆环(25)的侧面均布螺纹孔(27)的位置对齐，在测量时可以通过侧面均布通孔(26)与侧面均布螺纹孔(27)将波纹管(4)内部的空气抽出，使其保持真空环境；安装座(8)的圆环凸台(24)的侧面均布槽形调节孔(28)，与调节圈(7)的下部圆环(25)的侧面均布螺纹孔(27)对齐，根据同轴脉冲管冷指(9)的具体长度调节螺钉与槽形调节孔(28)的相对位置，从而调节波纹管(4)的张紧程度，并利用螺钉将安装座(8)和调节圈(7)连接为一体；连接为一体的测量底座(2)、波纹管(4)、调节圈(7)与安装座(8)整体罩入真空罩(1)中，并利用真空罩(1)的底部法兰(29)的法兰均布通孔(30)与安装座法兰(31)的法兰均布螺纹孔(32)进行螺钉紧固连接，并利用O型圈进行密封；接线座(5)与抽气接口(6)焊接于真空罩(1)的侧面；将同轴脉冲管冷指(9)插入波纹管(4)内，脉冲管冷头(3)的上端面贴紧测量底座(2)的下端面，利用真空罩(1)的底部法兰(29)的真空罩法兰安装通孔(36)及安装座法兰(31)的安装座法兰安装通孔(35)与冷指热端法兰(10)通过螺钉紧固连接，利用O型圈进行密封；接线座(5)通过信号线分别连接加热片(14)与柱状温度计(13)，向加热片(14)提供加热功率输入所需的电压和电流，将柱状温度计(13)的温度信号向外部输出；抽气接口(6)连接抽真空设备，保证真空罩(1)内部处于真空环境；从而共同形成一种测量同轴型脉冲管制冷机制冷性能的标准杜瓦。

2.一种制造如权利要求1所述的测量同轴型脉冲管制冷机制冷性能的标准杜瓦的方法，其特征在于：测量底座(2)整体呈圆柱结构，分别使用精密车床车出测量底座(2)的上部平台(16)与下部平台(18)；在上部平台(16)上表面使用丝攻攻出上表面螺纹孔(15)，通过上表面螺纹孔(15)连接加热片(14)，利用慢走丝线切割技术在上部平台(16)的侧面加工出圆柱通孔(17)，圆柱通孔(17)的内径略大于柱状温度计(13)的外径，安装时柱状温度计(13)完全插入圆柱通孔17之内，两者紧配；在下部平台(18)的侧面使用丝攻攻出侧面螺纹孔(20)，利用侧面螺纹孔(20)将测量底座(2)与波纹管(4)的上部使用螺钉连接为一体；使用精密车床精车测量底座(2)的上部平台(16)的上端面，使其平面度处于0.1～0.5mm之间，将加热片(14)紧贴于上部平台(16)的上端面；使用精密车床精车测量底座(2)的下部平台(18)的下端面，平面度处于0.05～0.1mm之间，使其可以与脉冲管冷头(3)的上端面紧密贴合，减小冷量传递损失；波纹管(4)对测量底座(2)起到支撑作用，长度略小于同轴脉冲管冷指(9)，安装后保持略微张紧的状态，对测量底座(2)施加向下的弹性力，使测量底座(2)的下表面与脉冲管冷头(3)的上表面贴紧；波纹管(4)的内径等于或略小于测量底座(2)的下部平台(18)及调节圈(7)的上部圆环(22)的外径；使用车床和钻床分别在波纹管(4)的上下两端加工出均布的上端通孔(19)与下端通孔(21)，分别与测量底座(2)和调节圈(7)连接；利用精密车床车出调节圈(7)的整体环形结构，使其内径等于或略大于安装座(8)的圆环凸台(24)的外径，上部圆环(22)的外径等于或略大于波纹管(4)的内径，下部圆环(25)的外径略大于上部圆环(22)的外径，形成宽度0.5～1.0mm的定位平台(33)，以定位波纹管(4)的下端套入调节圈(7)的上部圆环(22)的位置；在上部圆环(22)及下部圆环(25)的外侧面分别使用精密车床和丝攻加工出均布的圆环螺纹孔(23)与侧面均布螺纹孔(27)，分别利用螺钉与波纹管(4)和安装座(8)紧固连接；其中一半数量的侧面均布螺纹孔(27)与安装座(8)的圆环凸台(24)侧面的侧面均布通孔(26)相对应，在测量时可以通过侧面均布通孔(26)与侧面均布螺纹孔(27)将波纹管(4)内部的空气抽出；在安装座(8)的中心位置使用精密车床车出圆环凸台(24)，圆环凸台(24)的外径等于或略小于调节圈(7)的内径，使用精密车床在圆环凸台(24)的外侧面均匀间隔地车出侧面均布通孔(26)用于波纹管(4)内部真空的抽取通道，并均匀间隔地车出槽形调节孔(28)以调节波纹管(4)的张紧程度；使用精密车床在安装座(8)的底部车出安装座法兰(31)，并在安装座法兰(31)之上车出定位凸起(34)，使定位凸起(34)的外径等于或略小于真空罩(1)的底部法兰(29)的外径，便于真空罩(1)套入安装座(8)时的定位和两者之间的密封；在安装座法兰(31)上使用精密车床车出法兰均布螺纹孔(32)用于与真空罩(1)的连接，并均匀车出安装座法兰安装通孔(35)；使用精密车床精车安装座(8)的底部端面，使其平面度处于0.1～0.5mm，保证安装座(8)与冷指热端法兰(10)可以紧密接触；使用真空钎焊技术分别将接线座(5)与抽气接口(6)密封焊接于真空罩(1)的侧面；使用精密车床在真空罩(1)的底部位置车出底部法兰(29)，并在底部法兰(29)上车出法兰均布通孔(30)与真空罩法兰安装通孔(36)，法兰均布通孔(30)用于将真空罩(1)固定于安装座(8)之上，真空罩法兰安装通孔(36)用于将真空罩(1)及安装座(8)固定于冷指热端法兰(10)之上；使用精密车床在底部法兰(29)内侧车出宽约0.5～1.0mm的法兰密封槽(37)，安装时放入O型密封圈，与定位凸起(34)一起保证真空罩(1)和安装座(8)之间的密封。