本发明专利技术属于低温制冷设备技术领域，具体为一种带有主动式振动衰减结构的无液氦低温制冷系统。本发明专利技术制冷系统包括闭循环制冷机、主动式振动衰减系统、低温运行设备、低温屏蔽罩和真空腔体；主动式振动衰减系统包括固定支架、振动传感器、主动式振动衰减器和振动衰减系统控制器;主动式振动衰减器、振动传感器均与振动衰减系统控制器电连接；闭循环制冷机的制冷头伸入制冷隔振界面内，制冷头和制冷隔振界面间填充氦气，闭循环制冷机与制冷隔振界面的之间通过密封波纹管连接密封；低温运行设备放置在真空腔体内并与制冷隔振界面的低温端连接。本发明专利技术有效降低振动对低温设备运行的影响，大大提高低温设备的运行精度，且成本低，占地面积小。地面积小。地面积小。
【技术实现步骤摘要】
一种带有主动式振动衰减结构的无液氦低温制冷系统
[0001]本专利技术属于低温制冷设备
，具体涉及一种带有主动式振动衰减结构的无液氦低温制冷系统。
技术介绍
[0002]目前，在低温制冷设备领域涌现了一些闭循环制冷机，如吉福特－麦克马洪制冷机和脉管式制冷机等的低温制冷系统，不需要液氦消耗的情况下获得低温，而上述闭循环制冷机的运行本身会引入不可忽视的低频机械振动，限制了其在同时要求低振动和低温环境的应用。因为低温运行设备对机械振动非常敏感，如有该种机械振动存在，将影响正常信号的获取，如扫描探针显微镜等。
[0003]为了解决闭循环制冷机工作时的机械振动，本领域技术人员研发了一些基于机械振动隔离结构的无液氦消耗的低温制冷系统，如申请号为201610002349.8名称为一种机械振动隔离的无液氦消耗极低温制冷系统的专利。其主要原理是将闭循环制冷机与固定支架连接，制冷机和低温运行设备之间通过氦气实现低温热交换，两者间利用密封波纹管进行氦气气体的密封，然而在上述结构中，闭循环制冷机与固定支架的连接往往并不能将制冷机完全固定，制冷机振动的部分能量还是会通过密封波纹管传递到制冷隔振界面，最终给低温运行设备带来振动噪音。
[0004]因此开发能够在无需液氦消耗的情况下获得低温并实现低振动环境的制冷技术，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种带有主动式振动衰减结构的无液氦低温制冷系统，通过主动式振动衰减系统将制冷机运行时的振动能量直接衰减，降低制冷机的振动对低温运行设备带来的噪声问题。
[0006]本专利技术提供的带有主动式振动衰减结构的无液氦低温制冷系统，包括闭循环制冷机、主动式振动衰减系统、低温运行设备、低温屏蔽罩和真空腔体；其中：所述闭循环制冷机中，其制冷头伸入制冷隔振界面内，所述制冷头和所述制冷隔振界面间填充氦气，所述闭循环制冷机与制冷隔振界面的之间通过密封波纹管连接密封；所述主动式振动衰减系统包括固定支架、振动传感器、主动式振动衰减器和主动式振动衰减系统控制器，所述闭循环制冷机的底座与所述固定支架连接，所述主动式振动衰减器安装在所述闭循环制冷机的底座和所述固定支架之间，所述振动传感器安装在所述闭循环制冷机上，所述主动式振动衰减器、振动传感器均与所述主动式振动衰减系统控制器电连接；所述低温运行设备，放置在真空腔体内并与所述制冷隔振界面的低温端连接，所述真空腔体放置在所述地面支撑单元上，所述低温运行设备与所述真空腔体之间设有低温屏蔽罩；
所述冷隔振界面由低温屏蔽罩、密封波纹管和闭循环制冷机围设形成。
[0007]进一步的，所述振动传感器设置有多个，分别用于测定加速度、角速度、线速度，多个振动传感器均布在所述闭循环制冷机的底座上。
[0008]进一步的，所述固定支架的底部直接放置在地面上,进一步的，所述主动式振动衰减系统控制器独立放置于设备机柜，或集成在所述主动式振动衰减器、振动传感器内。
[0009]进一步的，所述低温屏蔽罩与所述制冷隔振界面连接，所述闭循环制冷机产生的制冷量通过所述制冷隔振界面传导到所述低温屏蔽罩。
[0010]进一步的，所述真空腔体通过刚性连接固定在所述地面支撑单元上。
[0011]进一步的，所述地面支撑单元采用隔离地面振动的橡胶垫或空气弹簧。
[0012]进一步的，所述地面支撑单元采用刚性支架。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：本专利技术包括闭循环制冷机、主动式振动衰减系统和低温运行设备，在此基础上提供的制冷方式，能够在不消耗冷媒（如价格昂贵的液氦）的条件下，为低温运行的设备实现低温工作环境，同时主动式振动衰减系统能够在制冷机工作时，实时监测闭循环制冷机的振动状态，并通过主动式振动衰减器将衰减力反馈到制冷机，从而减小闭循环制冷机机械振动的能量，增加地面支撑单元，极大地降低了低温运行设备端的机械振动噪声。
[0014]本专利技术中使用的主动式振动衰减器只需要衰减闭循环制冷机的振动能量，而常规闭循环制冷机的重量不超过40 kg，因此只需要非常小型的主动式振动衰减器即可实现振动能量的衰减，避免了机械振动隔离的无液氦系统中为降低振动噪声而使用的吨级大型隔振平台，极大地降低了隔振设备的成本和装置搭建的成本。
[0015]本专利技术中使用的主动式振动衰减结构，从源头上衰减了闭循环制冷机的振动能量，闭循环制冷机的固定不再需要依赖大重量、高强度的固定支架，固定支架也不需要对安装的固定端进行开放性结构改造，极大地降低了无液氦隔振制冷装置的使用门槛，降低了安装、运输以及对工作环境的改造成本。
[0016]本专利技术有效降低振动对低温设备运行的影响，大大提高低温设备的运行精度，且成本低，占地面积小。
附图说明
[0017]图1本专利技术带有主动式振动衰减结构的无液氦低温制冷系统结构图示。
[0018]附图标号：1为闭循环制冷机；2为制冷隔振界面；3为密封波纹管；4为低温运行设备；5为固定支架；6为振动传感器；7为主动式振动衰减器；8为主动式振动衰减系统控制器；9为真空腔体；10为低温屏蔽罩；11为地面支撑单元。
具体实施方式
[0019]下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。
[0020]如图1所示，一种带有主动式振动衰减结构的无液氦低温制冷系统，包括闭循环制冷机1、主动式振动衰减系统和低温运行设备4；闭循环制冷机1的制冷头伸入制冷隔振界面2内，闭循环制冷机1与制冷隔振界面2之间没有接触，制冷头和制冷隔振界面2间填充氦气
作为制冷降温媒质；闭循环制冷机1与制冷隔振界面2的之间通过密封波纹管3连接密封，密封氦气的同时能够一定程度上减小闭循环制冷机1传递到制冷隔振界面2的机械振动，根据密封波纹管3材质和结构的不同，闭循环制冷机1振动的部分能量将通过密封波纹管3传递到下方的制冷隔振界面2上；主动式振动衰减系统包括固定支架5、主动式振动衰减系统控制器8、主动式振动衰减器7、 振动传感器6，闭循环制冷机1的底座与固定支架5连接，主动式振动衰减器7安装在闭循环制冷机1的底座和固定支架5之间，振动传感器6安装在闭循环制冷机1上，主动式振动衰减器7、振动传感器6均与主动式振动衰减系统控制器8电连接；低温运行设备4放置在真空腔体9内并与制冷隔振界面2的低温端连接，真空腔体9放置在地面支撑单元11上，低温运行设备4与真空腔体9之间设有低温屏蔽罩10，通过低温屏蔽罩10降低热辐射带来的热负载。
[0021]真空腔体9、低温屏蔽罩10为上开口设计，真空腔体9的上端通过柔性材质的密封波纹管3与闭循环制冷机1密封相连，闭循环制冷机1的下端穿设于低温屏蔽罩10内，低温屏蔽罩10、密封波纹管3和闭循环制冷机1围设形成制冷隔振界面2。
[0022]本实施例中制冷系统通过闭循环制冷机1实现制冷，制冷头通过氦气将制冷量传导到制冷隔振界面2，再由制冷隔振界面2将制冷量传导到需要在低温运行设备4；振动传感器6的信号输入到主动式隔振衰减系统控制器8，通过主动本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种带有主动式振动衰减结构的无液氦低温制冷系统，其特征在于，包括闭循环制冷机、主动式振动衰减系统、低温运行设备、低温屏蔽罩和真空腔体；其中：所述闭循环制冷机中，其制冷头伸入制冷隔振界面内，所述制冷头和所述制冷隔振界面间填充氦气，所述闭循环制冷机与制冷隔振界面的之间通过密封波纹管连接密封；所述主动式振动衰减系统，包括固定支架、振动传感器、主动式振动衰减器和主动式振动衰减系统控制器；所述闭循环制冷机的底座与所述固定支架连接，所述主动式振动衰减器安装在所述闭循环制冷机的底座和所述固定支架之间，所述振动传感器安装在所述闭循环制冷机的底座上，所述主动式振动衰减器、振动传感器均与所述主动式振动衰减系统控制器电连接；所述低温运行设备，放置在真空腔体内并与所述制冷隔振界面的低温端连接，所述真空腔体放置在所述地面支撑单元上，所述低温屏蔽罩设置在低温运行设备与所述真空腔体之间；所述冷隔振界面由低温屏...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴施伟，孙泽元，陈旭涛，殷立峰，高春雷，沈健，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。