ITER 10kA高温超导电流引线测试装置低温系统的研究

为ITER CC 10 kA高温超导电流引线服务的低温性能测试装置已研制完成,并成功运行。其低温系统主要由500W/4.5 K氦制冷机,真空杜瓦,低温组件(低温阀门,过冷槽,管道加热器,热防护层),汽化器及低温传输管线等部分组成。本文对真空杜瓦和过冷槽进行设计,并讨论该低温系统的冷却流程方案,最后通过电流引线10 kA稳态实验结果对低温系统的运行效果进行分析,结果表明该低温系统运行稳定,能满足ITER CC电流引线的测试需要。     

微型杜瓦绝热和真空保持的分析

通过对微型杜瓦各种传热途径的分析，可以较为准确地计算出杜瓦的功耗，以确定微型杜瓦优化设计中应注意的问题。杜瓦微漏孔和真空室内部材料放气使杜瓦真空度下降。提出了保持杜瓦长期高真空状态的方法。     

柱形杜瓦瓶端盖密封结构有限元分析

建立了针对柱形真空杜瓦容器端盖密封结构的轴对称模型。基于有限元软件ANSYS的结构非线性分析模块,分析了内、外密封圈与端盖的接触响应,得到了中心盖板的挠度、密封圈的变形与接触压力。求解了考虑密封圈的变形抗力时,螺栓需提供的压紧力附加值,其分析结果对类似结构杜瓦瓶的设计有一定的参考价值。     

柱形杜瓦容器圆端板的结构设计与分析

杜瓦瓶是射电望远镜上接收机系统的前端。文中针对一种柱形杜瓦容器的结构特点，应用经典板壳力学理论，分析计算了在两种实验工况下．即大气压力单独作用、及大气压力与横向外力同时作用时，圆端板的结构尺寸。推导出了均布载荷及横向载荷共同作用下的中心开孔圆板挠度公式。并在ANSYS上，建立了模拟真实载荷条件下杜瓦容器的有限元模型．计算了变形场，逆向检验了结构的可靠性。     

吸气剂重复激活次数对吸气效能的影响

红外探测器杜瓦的真空可靠性对杜瓦正常工作有重大意义。若吸气剂激活后吸气能力下降,则杜瓦的长期真空可靠性存在风险。通过测试锆钒铁吸气剂在真空环境中的重复激活次数对吸气剂吸气效能的影响,获得了相应的吸气量与吸气速率变化数据。结果表明,随着重复激活次数的增加,吸气剂的饱和吸气总量无明显变化,且初始吸气速率略微提高,最后趋于稳定。实验结果可用于指导后续杜瓦封装工艺。     

640×512小型化红外探测器杜瓦组件可靠性研究

在SWaP3（Size, Weight, and Power, Performance and Price）概念的驱使下,第三代制冷红外探测器向着高性能、小型化和轻量化的方向发展。作为军用核心电子元器件,制冷红外探测器的可靠性成为研究的重点。以浙江珏芯微电子有限公司所研制的640×512/15 μm小型化杜瓦组件为研究对象,开展了系统性的可靠性研究与试验,涉及到力学、热力学、多余物和真空寿命四个维度。经各项可靠性试验后,640×512/15 μm小型化杜瓦组件的性能保持良好,该结果表明此杜瓦组件在总体上具有较高的可靠性,能够满足常规军事应用需求。     

超临界氦贮罐实验研究及漏热分析

采用高真空多层绝热结构,研制了一套超临界氦球形贮罐。对贮罐进行漏热估算和应力校核,漏热估算为1.44 W,应力符合设计要求。在液氦加注过程中,监测液氦温度波动特别大,且温度计引线管上有结霜现象出现,分析漏热原因是出现了剧烈热声振荡。将温度计引线管与增压管连通,连通后热声振荡消除。对该超临界氦贮罐进行液氦密封憋压绝热性能测试,液氦压力到达2 MPa的时间约7.5 h,压力平均上升速率为0.267 MPa/h,换算成漏热量为12 W,仍远远大于漏热估算值,分析是由于在连通管路中形成了环流,造成较大漏热。提出了该类超临界氦贮罐的设计改进原则。     

微型金属复合杜瓦瓶漏热测试系统的设计

杜瓦瓶是红外探测器的核心组件,其质量会直接影响整个热成像系统的可靠性。为了能更好地检测杜瓦瓶的真空特性,本文设计了一套用来测试杜瓦瓶液氮保持时间的设备,通过测试器件开路电压、液氮挥发等参数确定杜瓦器件真空的性能变化。本文对杜瓦瓶漏热进行了理论计算,并且进行了大量实验。根据实验数据与理论计算的比较可以看到,该设备具有较好的测量精度,达到了预期的设计目标。     

50 kA超导变压器杜瓦及高温超导电流引线的设计与优化

CICC超导导体性能测试用50 kA超导变压器由初级线圈和次级线圈组成,初级线圈浸泡在4.2 K液氦低温杜瓦中,次级线圈为CICC导体采用4.2 K/354 637 Pa超临界氦迫流冷却,液氦和超临界氦均由500 W/4.5 K制冷机提供,变压器低温杜瓦的理论液氦蒸发率为1.52 L/h。为减少电流引线漏热,超导变压器采用B i-2223/AgAu高温超导(HTS)二元电流引线,并且在颈管中部设计了一个新型的直接用液氮冷却的热截流装置来截断电流引线高温端的热流;最后对铜电流引线部分进行了尺寸优化计算,得到最佳截面积和直径分别为28 mm2和6 mm。     

国外红外焦平面探测器组件可靠性研究综述

介绍了国外焦平面探测器组件可靠性研究的主要特点和内容。焦平面探测器组件的主要制造商,建立了较完善的可靠性保证体系,可靠性研究融入设计与制造全过程,是基于过程的可靠性研究。在研制阶段进行失效模式的充分暴露与加速试验研究;批生产阶段进行工艺优化,并降低系统成本;建立数据库,进行可靠性评估方法研究。