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費勉儀器推出無(wú)液氦1K制冷機

時(shí)間:2020.04.30來(lái)源 :費勉儀器點(diǎn)擊次數:2568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。我國天然氣中氦含量很低,提取成本很高,國內的氦氣幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口,而且供應市場(chǎng)并不穩定。目前其價(jià)格持續上漲,只能滿(mǎn)足大宗和協(xié)議采購的供給,而且考慮到低溫液氦的運輸損耗,個(gè)別地區無(wú)液氦可用。隨著(zhù)貿易沖突的持續與升級,研究氦的節約使用、加強回收利用乃至探索液氦的替代技術(shù)顯得尤為緊迫。


費勉儀器自主研發(fā)無(wú)液氦1K制冷機


借助閉循環(huán)制冷機來(lái)實(shí)現液氦溫度成為一個(gè)理想選擇。比如GM制冷機、脈管制冷機等,已在低溫制冷領(lǐng)域得到廣泛應用。然而,與液氦制冷相比,這類(lèi)制冷機普遍存在一點(diǎn)局限:就是二級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,目前預測地球上總的He3的儲量大約為500kg,市場(chǎng)上一標升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溫區的成本,限制了極低溫實(shí)驗的開(kāi)展。


圖1 無(wú)液氦1K制冷劑


該款制冷機為GM-JT復合制冷機,由常規的GM制冷機為氦氣預冷后進(jìn)入JT制冷機實(shí)現1K低溫。根據用戶(hù)的不同需求,JT制冷機氣路有開(kāi)式和閉式兩種可選。開(kāi)式模式下,制冷機最低溫運行時(shí)氦氣消耗量為0.7SLM, 常規的氣體鋼瓶持續工作時(shí)間可達6天;如果搭配額外的氣路和過(guò)濾系統實(shí)現閉式模式,可以將氦氣重復利用,進(jìn)一步降低低溫系統的使用成本。

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,方便系統集成;

4)  降溫速度快,從室溫開(kāi)機降至最低溫只需8小時(shí);

5)  JT制冷機的最低溫可達1.1K;

6)  JT制冷機的制冷量20mW@1.5K;




圖2 1K制冷劑降溫曲線(xiàn) 圖3 JT冷頭溫度穩定性曲線(xiàn)

后續我們將在該制冷機基礎上開(kāi)發(fā)多種應用場(chǎng)景下的低溫恒溫器和低溫樣品架,以滿(mǎn)足不同實(shí)驗需求。


標簽: 制冷機
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