[科普中国]-微型致冷器

微型致冷器是一种产生小冷量的制冷装置。微型致冷器G.瓦尔克提出的标准是20K时冷量小于1/4瓦；80K时,冷量小于1瓦。应用在地面、飞机和卫星的设备上，冷却多种电子器件。适用于各种小功率冷却或加热场合。典型应用于激光二极管、红外装置、光点、电子设备极其它小功率装置的冷却。

简介/微型致冷器编辑产生小冷量的制冷装置。

微型致冷器图册

G.瓦尔克提出的标准是20K时冷量小于1/4瓦；80K时,冷量小于1瓦。

60年代初,为在军事应用中冷却红外探测器，微型致冷器首先在美国研制成功。

已研制出多种各具特色的微型致冷系统，应用在地面、飞机和卫星的设备上，冷却多种电子器件。

适用于各种小功率冷却或加热场合。典型应用于激光二极管、红外装置、光点、电子设备极其它小功率装置的冷却。标准产品的基板都是经过金属化的。

分类/微型致冷器编辑J－T(焦耳－汤姆逊)致冷器利用纯净的高压气体在其转化温度以下通过小孔（节流阀）等焓膨胀时所产生的致冷效应。

在实用的J-T致冷器中,高压气体在通过节流阀之前，在与该阀联成一体的肋片管换热器内从膨胀后的低压回气中吸收冷量而得到预冷。

后来，把节流阀由固定式改为自动调节式，致冷器性能显著提高。这种致冷器体积小、冷却快，适于短时间使用。

机械式致冷机使工作物质经历一定的热力学循环而产生致冷效应。微型斯特林致冷机依靠压缩活塞和膨胀活塞的适当运动，使工作物质反复经历如下过程：

①在压缩腔内进行压缩；

②排放压缩热；

③在膨胀活塞内的回热器中吸收已储蓄的冷量；

④在膨胀腔内膨胀致冷；

⑤返回压缩腔过程中把冷量传给回热器。这种致冷机效率较高，结构紧凑。微型VM致冷机是60年代中期问世的。它与微型斯特林致冷机相似，但对工作物质的压缩是依靠热腔内的活塞和膨胀活塞的适当运动，使工作物质向高温区集中来实现的。VM致冷机的效率低些，但寿命较长，机械振动较小。这两种致冷机又都有一体式和分置式（压缩和膨胀两部分由一长管连通）两种类型。后者是70年代才研制成功的，具有冷头振动小和使用方便等优点。与此相似的还有沙尔瓦致冷系统，它有分立的压缩机和膨胀机，中间用高压和低压管路相连，用阀门控制膨胀机的致冷过程。它具有寿命较长的优点，但压缩机较重，适于在地面上使用1。

辐射致冷器辐射致冷器是60年代末开始研制的，是一种适于在卫星上使用的小冷量被动式致冷装置。

它依靠向深低温（约3K）的宇宙空间辐射热量来致冷。

其关键是尽量提高辐射体的辐射率和减少太阳、地球和卫星体等外部热源的影响。辐射致冷器具有耗功少、寿命长和无振动等优点。

固体致冷器与低温液体杜瓦瓶分别以储存的低温固体和液体为冷源。前者适于在卫星上使用。

微型致冷器图册

用控制蒸汽压力的方法调节使用温度。延长使用寿命的关键技术问题是减少漏热量。

温差电致冷器也称半导体致冷器。

它依据珀耳帖效应制成。用两种不同的金属丝（实际上使用半导体材料）,两端相联形成电偶。当直流电通过电偶时,一个结点变热，另一个结点变冷；抽热速率取决于电流大小和材料性质。

温差电致冷器具有简单、可靠、无振动、重量轻等优点，适于在热负荷低、不需太低温度、长期工作和供电容易的场合使用。

可选规格/微型致冷器编辑产品序列号最大电流(A) Th=50℃ 最大电压 (V) Th=50℃

最大温差(℃) Th=50℃ 最大吸热量(W) Th=50℃ 尺寸(mm)Th=50℃

微型致冷器图册

W1 L1(T1) L2(T2)H
9500/007/012M1.20.96700.634.014.01—2.39
9502/017/012M1.22.3701.56.056.05—2.65
9500/018/012M1.22.5701.66.056.057.622.65
9503/018/012M1.22.5701.66.056.207.192.14
9502/023/012M1.23.2702.06.058.18—2.14
9502/029/012M1.24.0702.66.059.91—2.14
9502/031/012M1.24.3702.87.987.98—2.14
9502/065/012M1.28.9705.812.1011.20—2.65
9500/007/018M1.80.96700.94.4.014.01—2.09
9502/017/018M1.82.3702.36.056.05—2.34
9500/018/018M1.82.5702.46.056.057.622.34
9503/018/018M1.82.5702.46.056.207.191.64
9502/023/018M1.83.2703.16.058.18—1.83
9502/029/018M1.84.0703.96.059.91—1.83
9503/029/018M1.84.0703.96.0510.20—1.64
9502/031/018M1.84.3704.17.987.98—1.83
9503/031/018M1.84.3704.17.987.98—1.64
9503/035/018M1.84.8704.76.0512.20—1.64
9502/065/018M1.88.9708.712.1011.20—2.34
9503/018/020M2.02.5702.66.056.207.191.64
9503/023/020M2.03.2703.46.058.18—1.64
9503/029/020M2.04.0704.36.0510.20—1.64
9503/035/020M2.04.8705.26.0512.20—1.64
9503/035/025M2.54.8706.56.0512.20—1.64

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所