[发明专利]一种线性分置式斯特林制冷机的真空系统

说明书

本发明公开了一种线性分置式斯特林制冷机的真空系统，包括上法兰、下法兰、窗框、SMA接口、引线接口、THz窗片、连接法兰和真空隔膜阀以及真空泵，通过THz窗片的设计，使得该真空系统可以照射THz波，所设计的真空系统，能够满足THz实验的需求，在将制冷机系统抽至低真空范围的同时，还能满足高温超导器件测试的需求，保证真空系统密闭性，使得系统达到要求真空度的时间变快，系统的热传导变小，保证低真空度的同时，减轻真空系统的重量，减小系统的体积。

技术领域

本发明涉及真空系统技术领域，特别涉及一种线性分置式斯特林制冷机的真空系统。

背景技术

太赫兹（THz）波是电磁波谱中最后一个有待进行全面研究开发的波段，一般是指频率在0.1Thz～10Thz之间的电磁波，处于微波与红外波之间，在低频频段与毫米波、亚毫米波重合，在高频频段与远红外重合，处于电子学与光子学之间的过渡区域，具有很高的科学研究价值和重大研究意义。

实际上，出太赫兹段外，其余大部分电磁波段都发展相对成熟，早已得到了大量的研究和实际应用，太赫兹上述的这些独特特性及优点使其在发展前景上具有极大的诱惑力，随着太赫兹源和太赫兹波探测技术的发展，对于低温制冷机的要求也越来越高。

太赫兹波检测广泛应用于航空航天领域，如：空间深空探测，其是以其他行星，航天器或者空间站为平台，对地球外的宇宙天体及远离地球的空间进行的探测活动，宇宙的环境为真空度高，背景真空温度极低；只有提高探测器灵敏度以及探测系统的稳定性，才能对处于更远的宇宙空间天体物质进行观测，因此要求接受信息的空间望远镜和仪器设备必须保持很低的温度。

众所周知，空间活动成本高昂，航天器能源有限，并且空间仪器等维修的困难性极高，因此对空间用制冷机提出了十分苛刻的要求：体积小、能耗低、重量轻、效率高、可靠性高和寿命长等等，体积大和寿命短的GM制冷机和逆布雷顿制冷机无法应用于空间项目，而市面上现有的斯特林制冷机，如以色列RICOR公司的K535型制冷机，广泛用于高温超导体的实验研究，但由于其体积大，功耗大，噪音大等缺点，已经不能满足高温超导检测器实验的需求；因此体积小，功耗低，可靠性高的线性分置式斯特林制冷机成为高温超导器件测试，空间探测的最佳选择。

斯特林制冷机内部的制冷循环是由两个等温过程和两个等容过程组成的斯特林循环；C376制冷机是适应大制冷量、低工作温度探测器而研发的线性分置式斯特林制冷机产品，按照集成式杜瓦/制冷组件（IDCA）概念设计，并对体积重量进行优化，采用外置式数字化高精度控制器驱动；制冷机具有可工作温区广、机械振动小、高环境适应能力、高可靠性、低振动输出与安装便捷性等特点；制冷机采用直线电机驱动，板弹簧支撑以及间隙密封结构，保证了压缩活塞气缸副运行时的无摩擦状态，使制冷机有高的使用寿命：压缩机采用对置结构，膨胀机使用气体驱动、无电机部件，保证了制冷机的低噪声、低振动输出：制冷机安装无方向性要求，可弯折的金属管保证了安装空间灵活性：制冷机与杜瓦组件采用IDCA结构使得组件结构紧凑。

现有的C376制冷机无法满足高温超导器件测试与表征的需求，改型斯特林制冷机的正常工作需要一套排除被抽容器内气体的抽气系统，以便在真空容器内获得所需要的真空条件，本发明在现有制冷机的基础上针对超导太赫兹检测器，提出一种线性分置式斯特林制冷机的真空系统。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种线性分置式斯特林制冷机的真空系统，主要解决以下技术问题：现有的C376制冷机无法满足高温超导器件测试与表征的需求，改型斯特林制冷机的正常工作需要一套排除被抽容器内气体的抽气系统，以便在真空容器内获得所需要的真空条件，本发明在现有制冷机的基础上针对超导太赫兹检测器，提出一种线性分置式斯特林制冷机的真空系统。