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費勉儀器推出無液氦1K制冷機(jī)

時間:2020.04.30來源 :費勉儀器點擊次數(shù):2689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(nèi)的氦氣幾乎全部依賴進(jìn)口,而且供應(yīng)市場并不穩(wěn)定。目前其價格持續(xù)上漲,只能滿足大宗和協(xié)議采購的供給,而且考慮到低溫液氦的運輸損耗,個別地區(qū)無液氦可用。隨著貿(mào)易沖突的持續(xù)與升級,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。


費勉儀器自主研發(fā)無液氦1K制冷機(jī)


借助閉循環(huán)制冷機(jī)來實現(xiàn)液氦溫度成為一個理想選擇。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)測地球上總的He3的儲量大約為500kg,市場上一標(biāo)升He3氣體的價格在2萬人民幣左右。這極大地增加了獲取1K溫區(qū)的成本,限制了極低溫實驗的開展。


圖1 無液氦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)實現(xiàn)1K低溫。根據(jù)用戶的不同需求,JT制冷機(jī)氣路有開式和閉式兩種可選。開式模式下,制冷機(jī)最低溫運行時氦氣消耗量為0.7SLM, 常規(guī)的氣體鋼瓶持續(xù)工作時間可達(dá)6天;如果搭配額外的氣路和過濾系統(tǒng)實現(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)品特點如下:

1)  不消耗資源稀缺且價格昂貴的液氦,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(tǒng)集成;

4)  降溫速度快,從室溫開機(jī)降至最低溫只需8小時;

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)上開發(fā)多種應(yīng)用場景下的低溫恒溫器和低溫樣品架,以滿足不同實驗需求。


標(biāo)簽: 制冷機(jī)
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