本发明专利技术涉及热声振荡抑制技术领域，具体涉及一种低温热声振荡探测装置、方法及低温恒温器。本发明专利技术提供的低温热声探测装置，用于探测低温恒温器的试样腔内的热声振荡，包括：谐振器，设置于试样腔内，谐振器包括谐振腔，谐振腔与试样腔相连通；微波信号分析装置，包括微波信号发射模块、微波信号接收模块以及矢量网络分析仪；矢量网络分析仪分别与微波信号发射模块和微波信号接收模块通信连接，矢量网络分析仪适于通过微波信号发射模块向谐振腔内发射微波信号；计算机，与矢量网络分析仪通信连接。本发明专利技术提供的低温热声振荡探测装置、方法及低温恒温器，其能够精确探测热声振荡，进而为抑制热声振荡提供了可靠依据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热声振荡抑制，具体涉及一种低温热声振荡探测装置、方法及低温恒温器。
技术介绍
1、低温恒温装置是开展低温相关研究的核心基础设备，用来为前沿科学、空间探测、量子科技、大科学装置等领域提供高稳定的低温环境，对科学发现、新原理探索等具有重要支撑作用。
2、在一端开口一端封闭且存在温差的气体管路中通常会自发产生热声振荡。低温恒温装置中，室温至低温气体链路温度梯度较大，高低温气体密度差异显著，导致低温恒温装置样品腔充有低温气体(尤其是氦气)时，会出现热扰动或者机械扰动引发的压力振荡和温度振荡。
3、由于热声振荡所导致的漏热通常是系统漏热的数倍，会严重影响系统的温度和压力稳定性，过大的热声振荡甚至会对系统造成破坏。
4、因此需要对热声振荡进行探测，从而针对探测到的发生热声振荡的部位采取抑制手段减轻或消除热声振荡，以保证系统正常运行。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种低温热声振荡探测装置、方法及低温恒温器，其能够精确探测热声振荡，进而为抑制热声振荡提供了可靠依据。
2、本专利技术的第一方面提供一种低温热声探测装置，用于探测低温恒温器的试样腔内的热声振荡，包括：
3、谐振器，设置于所述试样腔内，所述谐振器包括谐振腔，所述谐振腔与所述试样腔相连通；
4、微波信号分析装置，包括微波信号发射模块、微波信号接收模块以及矢量网络分析仪；其中，
5、所述微波信号发射模块和微波信号接收模块均设置于所述谐振器；</p>6、所述矢量网络分析仪分别与所述微波信号发射模块和所述微波信号接收模块通信连接，所述矢量网络分析仪适于通过所述微波信号发射模块向所述谐振腔内发射微波信号，通过所述微波信号接收模块接收的所述谐振腔内的微波信号获得散射参数s21；
7、计算机，与所述矢量网络分析仪通信连接，所述计算机适于控制所述矢量网络分析仪在预设扫频频率带范围内逐点发射微波信号、根据所述散射参数s21确定微波谐振频率信息和单一扫频频率、以及根据所述散射参数s21确定热声振荡信息。
8、根据本专利技术提供的低温热声探测装置，还包括：
9、时间标准仪，与所述矢量网络分析仪通信连接，所述时间标准仪适于向所述矢量网络分析仪输入标准时间信息。
10、根据本专利技术提供的低温热声探测装置，所述谐振器悬挂于所述试样腔的内部，且所述谐振器设置有通气孔，所述通气孔的两端分别与所述试样腔和所述谐振腔连通。
11、根据本专利技术提供的低温热声探测装置，所述微波信号发射模块包括发射天线，所述微波信号接收模块包括接收天线，所述发射天线与所述接收天线均设置在所述谐振腔上。
12、根据本专利技术提供的低温热声探测装置，所述矢量网络分析仪分别与所述微波信号发射模块和所述微波信号接收模块通过微波电缆和微波电缆连接器相连接。
13、本专利技术的第二方面提供一种低温热声探测方法，包括：
14、根据预设扫频频率带信息，矢量网络分析仪向谐振器的谐振腔逐点发射第一微波信号；
15、所述矢量网络分析仪根据接收到的所述第一微波信号，确定第一散射参数s21；
16、根据所述第一散射参数s21，确定微波谐振频率信息，进而确定单一扫频频率信息；
17、根据所述单一扫频频率信息，所述矢量网络分析仪向谐振器的谐振腔重复发射第二微波信号；
18、所述矢量网络分析仪基于接收到的所述第二微波信号，确定第二散射参数s21；
19、根据所述第二散射参数s21，获取热声振荡信息。
20、根据本专利技术提供的低温热声探测方法，所述根据预设扫频频率带信息，所述矢量网络分析仪向谐振器的谐振腔逐点发射第一微波信号，包括：
21、计算机基于用户的选择，确定预设扫频频率带信息；
22、所述矢量网络分析仪接收所述预设扫频频率带信息，在预设扫频频率带的区间内逐点发射第一微波信号。
23、根据本专利技术提供的低温热声探测方法，所述根据所述第二散射参数s21，获取热声振荡信息，包括：
24、根据所述第二散射参数s21拟合确定谐振频率；
25、根据所述谐振频率进行傅里叶分析，确定所述热声振荡信息。
26、本专利技术的第三方面提供一种低温恒温器，包括：
27、试样腔；
28、供气装置，所述供气装置与所述试样腔通过供气干路相连；
29、低温热声探测装置，设置为如上任一项所述的低温热声探测装置。
30、根据本专利技术提供的低温恒温器，还包括：
31、杜瓦及多级防辐射层，所述试样腔设置于所述杜瓦及多级防辐射层的内腔中；
32、制冷机，适于向所述杜瓦及多级防辐射层的内腔中供给冷量
33、本专利技术提供的技术方案中，低温热声探测装置用于探测低温恒温器的试样腔内的热声振荡，包括谐振器和微波信号分析装置，其中谐振器设置于试样腔内，谐振器包括谐振腔，谐振腔与试样腔相连通。微波信号分析装置包括微波信号发射模块、微波信号接收模块以及矢量网络分析仪；其中，微波信号发射模块和微波信号接收模块均设置于谐振器。矢量网络分析仪分别与微波信号发射模块和微波信号接收模块通信连接。热声振荡的分析过程可如下所述：首先，根据预设扫频频率带信息，矢量网络分析仪向谐振器的谐振腔逐点发射第一微波信号。矢量网络分析仪根据接收到的第一微波信号，确定第一散射参数s21。根据第一散射参数s21，确定单一扫频频率信息。根据单一扫频频率信息，矢量网络分析仪向谐振器的谐振腔重复发射第二微波信号。矢量网络分析仪基于接收到的第二微波信号，确定第二散射参数s21。根据第二散射参数s21，进行傅里叶分析，能够实时获取试样腔内的热声振荡信息，进而为抑制热声振荡提供了可靠依据。
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【技术保护点】
1.一种低温热声探测装置，其特征在于，用于探测低温恒温器的试样腔(5)内的热声振荡，包括：
2.根据权利要求1所述的低温热声探测装置，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求1所述的低温热声探测装置，其特征在于，所述谐振器(7)悬挂于所述试样腔(5)的内部，且所述谐振器(7)设置有通气孔(8)，所述通气孔(8)的两端分别与所述试样腔(5)和所述谐振腔连通。
4.根据权利要求1所述的低温热声探测装置，其特征在于，所述微波信号发射模块(10)包括发射天线，所述微波信号接收模块(6)包括接收天线，所述发射天线与所述接收天线均设置在所述谐振腔上。
5.根据权利要求1所述的低温热声探测装置，其特征在于，所述矢量网络分析仪(1)分别与所述微波信号发射模块(10)和所述微波信号接收模块(6)通过微波电缆(2)和微波电缆连接器(3)相连接。
6.一种低温热声探测方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的低温热声探测方法，其特征在于，所述根据预设扫频频率带信息，所述矢量网络分析仪(1)向谐振器(7)的谐振腔逐点发射第一微波信号，包括：
8.根据权利要求7所述的低温热声探测方法，其特征在于，所述根据所述第二散射参数S21，获取热声振荡信息，包括：
9.一种低温恒温器，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的低温恒温器，其特征在于，还包括：
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【技术特征摘要】
1.一种低温热声探测装置，其特征在于，用于探测低温恒温器的试样腔(5)内的热声振荡，包括：
2.根据权利要求1所述的低温热声探测装置，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求1所述的低温热声探测装置，其特征在于，所述谐振器(7)悬挂于所述试样腔(5)的内部，且所述谐振器(7)设置有通气孔(8)，所述通气孔(8)的两端分别与所述试样腔(5)和所述谐振腔连通。
4.根据权利要求1所述的低温热声探测装置，其特征在于，所述微波信号发射模块(10)包括发射天线，所述微波信号接收模块(6)包括接收天线，所述发射天线与所述接收天线均设置在所述谐振腔上。
5.根据权利要求1所述的低温热声探测...
【专利技术属性】
技术研发人员：高波，张海洋，李国欣，宋耀楠，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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