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費(fèi)勉儀器推出無(wú)液氦1K制冷機(jī)

時(shí)間：2020.04.30來(lái)源 ：費(fèi)勉儀器點(diǎn)擊次數(shù)：2499次
作為元素周期表中排名第二的元素，氦是一種不可再生資源，在低溫和尖端科研領(lǐng)域具有不可替代性。作為惰性稀有氣體，氦氣在空氣中的含量極低，采用常規(guī)空分等操作的難度和能耗都非常大。目前在市場(chǎng)上流通的氦氣是從天然氣中提取的。我國(guó)天然氣中氦含量很低，提取成本很高，國(guó)內(nèi)的氦氣幾乎全部依賴進(jìn)口，而且供應(yīng)市場(chǎng)并不穩(wěn)定。目前其價(jià)格持續(xù)上漲，只能滿足大宗和協(xié)議采購(gòu)的供給，而且考慮到低溫液氦的運(yùn)輸損耗，個(gè)別地區(qū)無(wú)液氦可用。隨著貿(mào)易沖突的持續(xù)與升級(jí)，研究氦的節(jié)約使用、加強(qiáng)回收利用乃至探索液氦的替代技術(shù)顯得尤為緊迫。

費(fèi)勉儀器自主研發(fā)無(wú)液氦1K制冷機(jī)


借助閉循環(huán)制冷機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)液氦溫度成為一個(gè)理想選擇。比如GM制冷機(jī)、脈管制冷機(jī)等，已在低溫制冷領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，與液氦制冷相比，這類制冷機(jī)普遍存在一點(diǎn)局限：就是二級(jí)冷頭處的最低溫度一般為2.3K。如需獲得更低溫度，需要借助價(jià)格更為昂貴的He3，采用稀釋制冷的手段。但是地球上的He3極其稀少，目前預(yù)測(cè)地球上總的He3的儲(chǔ)量大約為500kg，市場(chǎng)上一標(biāo)升He3氣體的價(jià)格在2萬(wàn)人民幣左右。這極大地增加了獲取1K溫區(qū)的成本，限制了極低溫實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展。


圖1 無(wú)液氦1K制冷劑


該款制冷機(jī)為GM-JT復(fù)合制冷機(jī)，由常規(guī)的GM制冷機(jī)為氦氣預(yù)冷后進(jìn)入JT制冷機(jī)實(shí)現(xiàn)1K低溫。根據(jù)用戶的不同需求，JT制冷機(jī)氣路有開(kāi)式和閉式兩種可選。開(kāi)式模式下，制冷機(jī)最低溫運(yùn)行時(shí)氦氣消耗量為0.7SLM, 常規(guī)的氣體鋼瓶持續(xù)工作時(shí)間可達(dá)6天；如果搭配額外的氣路和過(guò)濾系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)閉式模式，可以將氦氣重復(fù)利用，進(jìn)一步降低低溫系統(tǒng)的使用成本。

該產(chǎn)品特點(diǎn)如下：

1）  不消耗資源稀缺且價(jià)格昂貴的液氦，運(yùn)行成本低；

2）  可兼容超高真空環(huán)境；

3）  體積小巧緊湊，安裝法蘭為DN100CF，方便系統(tǒng)集成；

4）  降溫速度快，從室溫開(kāi)機(jī)降至最低溫只需8小時(shí)；

5）  JT制冷機(jī)的最低溫可達(dá)1.1K；

6）  JT制冷機(jī)的制冷量20mW@1.5K；




圖2 1K制冷劑降溫曲線 圖3 JT冷頭溫度穩(wěn)定性曲線

后續(xù)我們將在該制冷機(jī)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)多種應(yīng)用場(chǎng)景下的低溫恒溫器和低溫樣品架，以滿足不同實(shí)驗(yàn)需求。


標(biāo)簽： 制冷機(jī)
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