[发明专利]基于电涡流阻尼的调相装置、脉管制冷机及调相方法

权利要求书

1.一种基于电涡流阻尼的制冷机阻抗调相装置，能够用于脉管制冷机的调相，其特征在于，包括：

能与所述脉管制冷机的脉管热端换热器密封连通的壳体；

通过弹性件设置在壳体内、且在压力波作用下能够做往复运动的活塞，该活塞为导体；

设置在壳体外能够在活塞往复运动时对活塞产生磁场作用力的磁场发生装置；

还包括：

用于检测活塞实时位移信息的位移传感器；

用于活塞作用面的实时压力信息的压力传感器；

控制器，接收所述位移传感器的位移信息和压力传感器的压力信息，控制所述磁场发生装置产生的磁场强度的大小；

所述控制器接收所述位移传感器的位移信息和压力传感器的压力信息，控制所述磁场发生装置产生的磁场强度的大小的关系式如下：

其中x＝x_a cosωt，x_a表示位移幅值，由位移传感器直接检测得到，ω表示角速度，t表示时间；p＝p₀+p_acos(ωt+φ)，p_a表示压力幅值，由压力传感器直接检测得到，φ表示位移与压力的实时相位差，取最优相位差；N是与磁场发生装置设计参数相关的常数，B是磁场发生装置所发出的磁场的磁感应强度；A表示活塞的作用面积；k表示同时考虑弹性件和气体弹簧效应的等效弹簧刚度，m表示活塞的作用面积。

2.根据权利要求1所述的基于电涡流阻尼的制冷机阻抗调相装置，其特征在于，所述磁场发生装置包括：

两端正对活塞一侧设置的C型铁芯；

缠绕在C型铁芯上的绕组；

对绕组进行供电的电源；

所述电源受控于所述控制器。

3.根据权利要求1所述的基于电涡流阻尼的制冷机阻抗调相装置，其特征在于，所述弹性件为设置在壳体与活塞之间的弹簧。

4.一种脉管制冷机，包括脉管热端换热器以及调相装置，其特征在于，所述调相装置为权利要求1～3任一项所述的基于电涡流阻尼的制冷机阻抗调相装置，且所述壳体与所述脉管热端换热器的对应端密封连通。

5.根据权利要求4所述的脉管制冷机，其特征在于，所述脉管制冷机为单级或多级脉管制冷机，为多级脉管制冷机时，其中至少一级的调相装置为权利要求1～3任一项所述的基于电涡流阻尼的制冷机阻抗调相装置。

6.一种利用权利要求1所述的基于电涡流阻尼的制冷机阻抗调相装置进行调相的方法，其特征在于，包括：磁场发生装置通过磁场作用力实现对活塞的控制；所述磁场发生装置的磁场强度根据最优相位差确定；

位移传感器检测活塞实时位移信息；

压力传感器检测活塞作用面的实时压力信息；

控制器接收所述位移传感器的位移信息和压力传感器的压力信息，控制所述磁场发生装置产生的磁场强度的大小；

活塞在所述磁场发生装置的磁场力作用下，产生电涡流阻尼，调整其作用面处的位移与压力的实时相位差为最优相位差；

所述控制器接收所述位移传感器的位移信息和压力传感器的压力信息，控制所述磁场发生装置产生的磁场强度的大小的关系式如下：

其中x＝x_acosωt，x_a表示位移幅值，由位移传感器直接检测得到，ω表示角速度，t表示时间；p＝p₀+p_acos(ωt+φ)，p_a表示压力幅值，由压力传感器直接检测得到，φ表示位移与压力的实时相位差，取最优相位差；N是与磁场发生装置设计参数相关的常数，B是磁场发生装置所发出的磁场的磁感应强度；A表示活塞的作用面积；k表示同时考虑弹性件和气体弹簧效应的等效弹簧刚度，m表示活塞的作用面积。