一种在线测量杜瓦全温度区间冷损的方法

摘要

本发明公开了一种在线测量杜瓦全温度区间冷损的方法，该方法利用了杜瓦冷头温度变化与辐射漏热、传导漏热之间的函数关系，通过对冷头的变温曲线进行数值拟合，从而逆向导出冷损的表达式。本发明克服了通常的液氮称重发或标准制冷机标定法均不能给出辐射漏热及热传导漏热分别是多少，仅能得到一个总冷损值，也不能在耦合有制冷机的状态下测量等等缺点，实现了在不破坏原有耦合状态的情况下同时测出杜瓦的辐射漏热及热传导漏热，并且同时给出了杜瓦冷头在各温度点下的漏热，为杜瓦的热学设计及热学失效分析提供了有效的测量手段。

主权项

一种在线测量杜瓦全温度区间冷损的方法，其特征在于包括以下步骤：1)确定测试具体条件确定测试的环境温度并在整个测试过程中维持环境温度不变，确定杜瓦与制冷机的耦合状态；2)杜瓦冷头降温，降温方式视杜瓦和制冷机的耦合状态而定，若耦合了制冷机则采用制冷机降温，若没有耦合制冷机则可以采用液氮降温，杜瓦冷头降温至待测温度点以下；3)待杜瓦冷头降温至指定温度，关闭制冷功率，停止制冷，杜瓦冷头将在漏热的作用下从环境吸收热量缓慢升温，此时以数据自动采集设备自动采集杜瓦冷头的变温曲线，温度采集的采样频率一般在0.1～1Hz范围内；4)数据处理对步骤3)测得的冷头变温曲线以下式的形式进行多项式拟合，Cm×dT₁/dt＝Cr×(T₂⁴－T₁⁴)+Cc×(T₂－T₁)   (1)并结合杜瓦在某一确定温度下的冷损值，提取出系数Cr、Cc及Cm的值，其中Cr＝σ₀×ε_n×A₁×F_1‑2，Cc＝1/R，Cm＝∑(Ci×Mi)；σ₀为黑体辐射常数，ε_n为有效辐射系数，F_1‑2为冷表面对热表面的辐射角系数，A₁为低温面的面积(m²)，T₂、T₁分别为热面及冷面温度，R为热阻，Ci、Mi为冷头各部分的比热及相应的质量；5)把所得Cr、Cc及Cm等参数分别代入下列公式Wr＝Cr×(T₂⁴－T₁⁴)   (2)Wc＝Cc×(T₂－T₁)   (3)W＝Cr×(T₂⁴－T₁⁴)+Cc×(T₂－T₁)   (4)得到杜瓦辐射漏热Wr、传导漏热Wc及总漏热W关于温度T1表达式，至此得出各温度点的辐射漏热、热传导漏热及总冷损。