低温制冷技术与国防军事
空间深空探测低温制冷技术的发展
空间深空探测低温制冷技术的发展随着时代的发展，人们对宇宙的探索也在不断深入。
探索深空是空间科学研究领域中的重要任务，而低温制冷技术则是深空探测中的关键技术之一。
本论文将着眼于低温制冷技术的发展现状，以及未来的发展方向。
一、低温制冷技术的发展现状低温制冷技术是目前深空探测中最为常用的技术之一。
它可以将探测器中的物体降至极低的温度，使其达到理想的工作状态。
目前，人类已经掌握了多种低温制冷技术，例如：机械制冷、磁制冷、压缩气体制冷、吸收制冷、等温制冷等。
这些制冷技术在深空探测中都有着广泛的应用。
机械制冷是目前使用最广泛的制冷技术之一。
它利用机械压缩或膨胀制冷剂，将制冷剂的温度降低，从而实现制冷。
该技术的特点是操作简单，并且制冷效果稳定，但是体积较大、重量较重，不适合应用于探测器的小型化和轻量化设计。
磁制冷技术是一种新型的制冷技术。
它利用磁性材料在磁场作用下热中微子的磁热效应来进行制冷。
该技术的特点是无气体污染、低温度梯度、低震动、高效率，因此在未来深空探测中具有广阔的应用前景。
但是目前该技术的制冷量还比较小，且制冷机械磨损较快，需要改进和改进。
压缩气体制冷技术是一种将气体从高压区域压缩至低压区域的技术。
这种技术的特点是无需制冷剂，直接利用气体的压缩膨胀过程，从而实现对物体的制冷。
该技术的优点是没有制冷剂泄漏问题，并且制冷速度快，可以满足时效性需求，不过由于制冷时涉及到高压气体，所以需要考虑安全问题。
二、低温制冷技术的未来发展方向随着深空探测任务的不断深入，低温制冷技术也正在不断的发展和创新。
未来，发展低温制冷技术应该从以下几个方面入手：一方面，提高制冷效率。
目前，各种制冷技术的制冷效率都有所不足，需要寻求更加高效的制冷方式。
比如，利用新材料进行制冷、采用多种制冷技术的复合制冷等方式，从而更好地提高制冷效率。
另一方面，进一步优化制冷设备的结构和设计。
目前制冷设备的重量、体积还有待进一步减小，因此需要更加注重制冷设备的结构和设计。
空调技术在国防军事领域的应用
Hale Waihona Puke 积为 9000～11300������3 ,若耗冷量 703.4kW,则单耗约为 0.07kW/m3 。 艇中电气设备 放出的热量都被最大程度地利用。 潜艇的空气净化系统通常包括������2 制备系统、������������2 清除系统、静电除尘器，油 雾沉积器、预过滤器、CO − ������2 燃烧室、������������2 ������������2 过滤器、活性炭过滤器等系统和 设备。 随着潜艇续航能力的进步， 以及为减少暴露几率而减少浮出水面的次数，空 调系统的改进越来越重要。AIP 潜艇具有水下噪声低,排水量小，水下续航力长, 隐蔽性好等特点,所以舱室大气环境控制难度加大将成为制约 AIP 潜艇水下续航 时间延长的重要因素。舱室大气环境与艇员生活息息相关,舱室空气质量要求越 来越高。潜艇舱室大气环境控制系统设计必须贯彻以人为本的思想,为艇员创造 舒适的生活、工作、休息环境,保持潜艇的战斗力。 AIP 潜艇上空调系统有诸多限制： 1.和核潜艇的区别 AIP 潜艇舱室大气环境控制难于柴电常规潜艇和核潜艇。柴电常规潜艇经常 要在通气管或水面状态进行充电, 利用充电时机, 舱内空气可以与自然大气进 行通风换气, 从而达到空气净化的目的。 其水下续航时间不长, 有害气体累积浓 度低,空气净化负担轻, 舱室大气环境控制技术简单容易。AIP 潜艇水下续航时 间要求较长, 由于隐蔽性要求, 不能频繁上浮进行通风换气 , 有害气体完全靠 空气净化设备清除, 空气净化负担重。AIP 潜艇空气质量要求达到或接近核潜艇, 但是 AIP 潜艇现有能量和空间均不能与核潜艇相比, 核潜艇大气环境控制技术 也不能直接运用到 AIP 潜艇上。 2.舱内空间对舱室大气环境控制的限制 AIP 潜艇排水量控制较严, 一般属于中小型潜艇, 因此, AIP 潜艇舱内空间 紧张。 在延长水下续航时间的条件下, 要提高空气质量, 必须增加大量空气控制 和净化设备, 同时, 还需要增大艇员居住和活动空间, 使舱内空间更显得紧张, 因此要求舱室大气环境控制设备体积尽可能小, 最大限度地节省空间。 3.现有能量对舱室大气环境控制的限制 大部分 A IP 潜艇是通过携带液氧, 采用燃料电池或斯特林发动机解决水下 动力的问题, 因此,AIP 潜艇电能有限。辅机多耗电, 必然导致用于航行的电量 减少, 相应地, 水下续航力和支持力降低。 大量空气控制和净化设备的增加, 使 辅机耗电量大幅增加, 因此, 空气控制和净化技术要求功耗低、 效率高, 最大限 度地节省能量。 经过研究，对原有空调系统进行一些改进。 1. AIP 潜艇空调通风系统需突破的关键是在总体设计中, 计算潜艇水下续 航时间应将空调系统的功耗作为连续工作制计算, 保证水下空调系统的耗 电量。 同时, 空调系统设计时, 采用现代制冷技术降低能耗, 提高效率, 保 证系统水下低能耗并能连续工作。 2. A IP 潜艇呼吸供氧关键技术有突破: 液氧在 AIP 潜艇的广泛运用 SPE 电 解水制氧技术的工程化。
微型斯特林制冷机的研究进展
温 医 学 和 低 温 生 物 学 等 现代 科 学 技 术 迅 速 发 展
的年 代 。 由于 与 这 些 技 术 相 关 的许 多 科 学 仪 器 在 低 温 条 件 下 性 能 更 好 、运 行 速 度 更 快 、效 率
和 灵 敏 度 更 高 ， 因此 推 动 了 低 温 技 术 中 的 一 个
维普资讯
第 ８期
《 红
外 》 月 刊
微 型 斯 特 林 制 冷 机 的 研 究 进 展
陈 永 生
（ 中国科 学院 上海 技术物 理研 究所 ，上 海， ２ ０８ ） ００ ３
破 性 的 提 高 ，为 斯 特 林 制 冷 机 的 进 一 步 发 展开 创 了 广 阔 的道 路 。 、英 、法 、 、日等 发 达 国 美 德
重 要 分 支 一 小 型 低 温 制 冷 机 的蓬 勃 发 展 ，其 一 应 从 国 防 、军 事 、 航 部 门 向交 通 、 息 、医 宇 信 疗 、 子 等 商 业 领 域 渗 透 。 许 多 场 是 作 为 产 品开 发 过 程 中 的 辅 助 手 段 ，但
冷设 备 的 经 济 性 比较 差 ，未 能 得 到 推 广 ，直 到
世 纪 ８ 年 代 初 ，各 国纷 纷 选 择 斯 特 林 制 冷 机 作 ０ 为 研 制 的重 点 。经过 近 ２ 年 的 努 力 ，微 型斯 特 ０
林 制 冷 机 的性 能 得 到 了进 一 步 提 高 ，制 冷 温 度
最近 ３ ０年 是 航 天 技 术 、红 外 技 术 、原 子 能 技 术 、 导 技 术 以及 低 温 电子 学 、 温 物 理 、 超 低 低
家 纷纷加入 了斯特林制冷 机研发 的行列 。 斯 特林制冷 机的热 力过程是 变质量 过程 ，
制冷与低温技术原理吴业正
第二节 制冷与低温技术的应用
在医疗卫生方面，冷冻医疗是可靠、安全、有效、易 行和经济的治疗方法，特别是用于治疗恶性肿瘤。用局部 冷冻配合手术有很好的治疗效果，如：肿瘤、扁桃腺切除、 心脏、皮肤、眼球移值，心脏大血管瓣膜冻存和移植，手 术时采用的低温麻醉。细胞组织、疫苗、药品的冷保存， 用真空冷冻干燥法制作血干、皮干、等等。可以说，现代 医学已离不开制冷技术。
由库提和西蒙等提出的核子绝热去磁的方法可将温度降至更低库提用此法于1956年获得了20103k1951年伦敦提出并于1965年研制出的he混合液稀释制冷法可达到4103he的绝热固化达到1103第三节制冷与低温技术的发展史二制冷与低温技术发展及研究的方向近期制冷技术的发展主要缘于世界范围内对食品舒适和健康方面以及在空间技术国防建设和科学实验方面的需要从而使这门技术在20世纪的后半期得到飞速发展
1934年，卡皮查发明了先用膨胀机将氦气降温，再用 绝热节流使其液化的氦液化器；1947年柯林斯采用双膨胀 机于氦的预冷。大部分的氦液化器现已采用膨胀机，在制 冷技术的开发和实际使用中获得广泛的应用。
第三节 制冷与低温技术的发展史
德拜和焦克分别在1926年和1927年提出了用顺磁盐绝 热退磁的方法获取低温，应用此方法获得的低温现已达到 (1×10-3～5×10-3) K；由库提和西蒙等提出的核子绝热去 磁的方法可将温度降至更低，库提用此法于1956年获得了 20×10-3 K。1951年伦敦提出并于1965年研制出的3He-4He 混合液稀释制冷法，可达到4×10-3 K；1950年泡墨朗切克 提出的方法，利用压缩液态3He的绝热固化，达到1×10-3 K。
制冷是指用人工的方法在一定时间和一定空间内将物 体冷却，使其温度降低到环境温度以下，保持并利用这个 温度。
低温制冷技术的研究与应用
低温制冷技术的研究与应用随着科技的不断进步，低温制冷技术已经成为了当今热门的研究领域之一。
它能够应用到许多不同的领域，比如医学、生物学、物理学、化学等。
此外，低温制冷技术也常被用于制作更高效的电子设备和芯片。
本文将对低温制冷技术的研究进展及其应用进行探讨。
一、低温制冷技术的背景及发展历程低温制冷技术早在20世纪初就已经开始研究。
当时主要应用于科研领域，如低温物理学和热力学等。
后来，由于技术的不断发展和应用场景的不断扩展，低温制冷技术逐渐成为了一项重要的技术领域。
1950年代移植手术的开展，为低温制冷技术的进一步发展提供了契机。
在移植手术中，医生需要将人体器官保存在低温条件下，而低温制冷技术恰好可以胜任这一任务。
随着时间的推移，低温制冷技术在医学、生物学以及食品等领域的应用越来越广泛。
二、低温制冷技术的原理和方法低温制冷技术的基本原理是通过降温使物质内部的分子振动减小，从而达到降低温度的目的。
目前常用的低温制冷方法有以下几种：1. 压缩制冷法压缩制冷法是目前应用最广泛的一种低温制冷方法，主要通过压缩和膨胀工作物质来实现制冷。
压缩制冷设备通常包括蒸汽压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等。
2. 吸收制冷法吸收制冷法是一种利用化学反应进行制冷的方法，它主要是利用溶剂和吸收剂之间的吸收反应来实现制冷。
吸收制冷法的主要优点是能够利用低温废热进行制冷，因此比压缩制冷更加节能高效。
3. 磁制冷法磁制冷法是一种新型的低温制冷技术，主要利用磁场对材料进行控制来实现制冷。
该技术具有高效、环保、可靠等优点，目前在电子、医学和生物学等领域得到了广泛应用。
三、低温制冷技术的应用低温制冷技术的应用极为广泛，涉及多个领域。
以下是几个典型的应用场景：1. 移植手术移植手术是低温制冷技术最早被应用的领域之一。
在移植手术中需要保存人体器官，低温制冷技术的应用可以使器官得以长时间保存，从而提高移植手术的成功率。
2. 电子制造低温制冷技术在电子制造中也得到了广泛应用。
制冷的概述
螺杆式制冷压缩机
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涡旋式制冷压缩机
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涡旋式制冷压缩机
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离心式制冷压缩机 实物图
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实物图
旋转式压缩机
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往复活塞式压缩机
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2)放热冷凝。 冷凝器是输出热量的设备， 把压缩机排出 的高温高压制冷剂蒸汽，通过散热器散热冷 凝为液体制冷剂。制冷剂从蒸发器中吸收的 热量和压缩机产生的热量，被冷凝器周围的 冷却介质所吸收而排出系统。
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立式壳管式冷凝器
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卧式壳管式冷凝器
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冷凝器图片
丝管式冷凝器
翅片式 冷凝器
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蛇炮(套管式冷凝器)
汽车空调冷凝器 风冷式冷凝器
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3）节流降压
节流机构的作用：节流阀对制冷剂起节流降压 作用并调节进入蒸发器中的制冷剂流量。它在通道 某处的流通截面积急速变小，当液体经过该处时， 会受到较大的阻力，待流出狭道时，压力显著下降， 同时伴随温度下降。
一、蒸气压缩式制冷循环 1、蒸气压缩式制冷系统
蒸气压缩式制冷系统，由压缩机、冷凝器、膨 胀阀（又称节流阀）、蒸发器四个部分组成。
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减压作用， 变成低温 低压制冷 剂液体
通过冷却放热 变成高压常温
液体
液体降压蒸发变 成气体同时吸热
温度下降
吸收来自蒸 发器的气体 压缩成高温 高压气体
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冷循环的动力设备，在正 向循环中锅炉消耗热能， 产生压力为0．198～ 0．98MPa的工作蒸汽，以 保证完成循环。在工业制 冷中也可利用能保证工作 压力的工业余汽，以节约 能源。在循环中，锅炉产 生的高压水蒸汽通过阀件 等部件输送到蒸汽喷射式 制冷循环的主喷射器和各 个辅助喷射器。
微型斯特林制冷机的进展
〈制冷技术〉微型斯特林制冷机的进展胡白楠1，陈晓屏2，夏明2(1.中国北方工业公司，北京 100053；2.昆明物理研究所，云南昆明 650223）摘要：随着高温超导和空间技术的发展对微型低温制冷机的制冷量、效率和可靠性提出了更高的要求。
新出现的技术如柔性支撑和脉管将对未来的制冷机产生巨大的影响。
介绍了最近几十年里各种微型制冷机的发展状况，特别是重点介绍了微型斯特林制冷机的发展，给出了世界各大制冷机生产厂家的生产水平。
同时本文介绍了目前国内的微型斯特林制冷机发展状况。
关键词：斯特林；制冷机；进展中图分类号：TB66 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2006)12-0730-04The Development of Low-Power Stirling CryocoolerHU Bai-nan1，CHEN Xiao-Ping2，XIA Ming2(1.China North Industries Corporation, Beijing 100053, China; 2.Kunming Institute of Physics, Kunming Yunnan 650223, China)Abstract：With the development of high temperature superconduct and space technology, the requirements for the high efficiency, reliability and cooling max of the low-power cryocoolers will be higher. The new technologies of flexure and pulse tube have enormous effect on future cryocoolers. The development of the low-power stirling cryocooler in several decades is proposed, and many high-power cryocooler companies are presented. The development stirling cryocooler in our country is introduced.Key words：Stirling；cryocooler；development引言在过去的三四十年里微型斯特林制冷机在军事和空间技术上得到了极大的发展。
微型斯特林制冷机可靠性现状及趋势
微型斯特林制冷机可靠性现状及趋势陈晓屏【摘要】制冷机的可靠性一直是军用微型斯特林制冷机最重要的性能指标.首先阐述了可靠性的一些基本知识,之后介绍了RICOR、Thales Cryogenics和BAE等几家公司的斯特林制冷机可靠性预测方法.同时还详细介绍了从上个世纪50年代至今国内外军用微型制冷机可靠性水平的增长情况及其发展趋势,最后介绍了一些制冷机常用的可靠性加速方法.【期刊名称】《真空与低温》【年(卷),期】2010(016)004【总页数】5页(P198-202)【关键词】微型斯特林制冷机;可靠性;趋势;加速【作者】陈晓屏【作者单位】昆明物理研究所,云南,昆明,650223【正文语种】中文【中图分类】TB6611 引言微型斯特林制冷机具有效率高、体积小、质量轻、启动较快、振动低、工作温度宽等优点，广泛应用于车载、机载、舰载军事红外系统。
随着红外探测器的快速发展，热像系统对制冷机的性能及可靠性提出了更高要求，各国制冷机制造商都在努力提高其产品可靠性水平。
作者首先阐述了可靠性的一些基本知识，之后介绍了RICOR、Thales Cryogenics和BAE等几家公司对斯特林制冷机可靠性预测方法。
同时还详细介绍了从上个世纪50年代至今国内外军用微型制冷机可靠性水平的增长情况及其发展趋势。
最后介绍了一些制冷机常用的可靠性加速方法。
对于高成本、高可靠性的航天用微型斯特林制冷机本文不予讨论。
2 微型斯特林制冷机可靠性基本概念2.1 基本概念可靠性的技术指标主要有置信度、失效率、平均无故障工作时间、平均失效前时间、有效度等。
考核斯特林制冷机可靠性最基本指标就是MTBF（Mean Time Between Failures平均无故障工作时间）或MTTF（Mean Time To Failure平均失效前时间）。
MTBF是针对可修复系统而言的，而MTTF主要针对不可修复系统。
对应于浴盆曲线，MTBF描述偶然失效区的失效，而MTTF描述耗损区的失效情况。
制冷和低温应用之超导
其中超导体的研究是是当今最热话题之一，
也是很有应用前景的研究方向。
❖ 超导体可以有非常大的用途，这也是各国科学家努力研究 超导的重要原因。用超导体输送电能可以大大减少消耗， 用高温超导体材料加工的电缆，其载流能力是常用铜丝的 1200倍；利用超导体可以形成强大的磁场，可以用来制造 粒子加速器等，如用于磁悬浮列车，列车时速可达500千 米；利用超导体对温度非常敏感的性质可以制造灵敏的温 度探测器。超导材料最诱人的应用是发电、输电和储能。 由于超导材料在超导状态下具有零电阻和完全的抗磁性， 因此只需消耗极少的电能，就可以获得10万高斯以上的稳 态强磁场。而用常规导体做磁体，要产生这么大的磁场， 需要消耗3.5兆瓦的电能及大量的冷却水，投资巨大。超 导磁体可用于制作交流超导发电机、磁流体发电机和超导 输电线路等。
於铌三锗合金(Nb3Ge)，其Tc为23.3 K （超导高低温材料分界点）
❖人们不得不以巨额投资设计和建造庞大的 液氦站，建立繁杂的辅助设备，把气态的 氦转变成液体氦，然后通过辅助设备送到 使用的装置上去。所以当超导材料的超导 转变温度还是在23.3K 的时候，科学家们的 美梦，只好冻结在漂渺的脑海之中。然而， 要提高超导材料的超导转变温度，并不是 一件轻而易举的事。经过75年的漫长岁月， 超导材料的超导转变温度从4.2K 到23.2K， 仅提高了19K，这种缓慢的进展速度，多么 令人困扰！
方面，如电子通讯、信息技术、精密仪表、核物理、医学、
军工、宇航的应用均有着广阔的前景。高温超导的超导量
子干涉仪已经诞生，为在上述领域中制备有关仪器打下了
基础。超导材料的成功应用。对电力工程、磁流体发电、
超导电子学、地球物理、国防科学、生物磁学、医学等十 几个学科都带来重大影响，高温超导材料在21 世纪无疑 会大放异彩。
微型JT制冷机降温实验
２０２０年第３期 总第２３５期低 温 工 程ＣＲＹＯＧＥＮＩＣＳＮｏ ３ ２０２０Ｓｕｍ Ｎｏ ２３５微型ＪＴ制冷机降温实验刘东立１，２ 刘 霄１，２ 仇 １，２ 曹海山３ 甘智华４（１西湖大学工学院浙江省３Ｄ微纳加工和表征研究重点实验室 杭州 ３１００２４）（２浙江西湖高等研究院前沿技术研究所 杭州 ３１００２４）（３清华大学能源与动力工程系 北京 １０００８４）（４浙江大学制冷与低温研究所 杭州 ３１００２７） 摘 要：采用ＢＦ３３硼硅玻璃结合光刻、激光刻蚀和熔融键合等工艺制成了以纯氮为工质的微型ＪＴ制冷机，外观尺寸（长×宽×厚）为６０ｍｍ×９．６ｍｍ×１．２ｍｍ。
搭建了微型ＪＴ制冷机实验系统，能够为ＪＴ制冷机提供稳定的压力工况和高纯工质，并可测得相应压力工况下的温度和工质质量流量数据。
降温实验结果表明，当高压和低压分别为１０．１ＭＰａ和０．２４ＭＰａ时，微型ＪＴ制冷机能够获得９４．３Ｋ的无负荷制冷温度。
制冷温度和工质质量流量保持稳定长达４小时以上。
其加工工艺和实验系统方案可靠性得到验证。
关键词：微型ＪＴ制冷机 实验测试 微纳加工 低温中图分类号：ＴＢ６５１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００ ６５１６（２０２０）０３ ０００１ ０４ 收稿日期：２０２０ ０４ ２０；修订日期：２０２０ ０６ ０１基金项目：国家自然科学基金（Ｎｏ．５１８０６１９９，Ｎｏ．６１９２７８２０）作者简介：刘东立，男，３１岁，博士，助理研究员。
Ｃｏｏｌ ｄｏｗｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆａｍｉｃｒｏＪｏｕｌｅ ＴｈｏｍｓｏｎｃｒｙｏｃｏｏｌｅｒＬｉｕＤｏｎｇｌｉ１，２ ＬｉｕＸｉａｏ１，２ ＱｉｕＭｉｎ１，２ ＣａｏＨａｉｓｈａｎ３ ＧａｎＺｈｉｈｕａ４（１ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆ３ＤＭｉｃｒｏ／ＮａｎｏＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＺｈｅｊｉａｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｅｓｔｌａｋｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２４，Ｃｈｉｎａ）（２ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＷｅｓｔｌａｋｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＡｄｖａｎｃｅｄＳｔｕｄｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２４，Ｃｈｉｎａ）（３ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ）（４ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＲｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎａｎｄＣｒｙｏｇｅｎｉｃｓ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｍｉｃｒｏＪｏｕｌｅ Ｔｈｏｍｓｏｎｃｒｙｏｃｏｏｌｅｒ（ＪＴＣ）ｍａｄｅｏｆＢＦ３３ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅｇｌａｓｓｕｓｉｎｇｎｉｔｒｏｇｅｎａｓｗｏｒｋｉｎｇｆｌｕｉｄｗａｓｒｅａｌｉｚｅｄａｐｐｌｙｉｎｇｔｈｅｍｉｃｒｏ／ｎａｎｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，ｌａｓｅｒａｂｌａｔｉｏｎａｎｄｆｕｓｉｏｎｂｏｎｄｉｎｇ．Ｉｔｈａｓｏｕｔｅｒｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｏｆ６０ｍｍ×９．６ｍｍ×１．２ｍｍ（ｌｅｎｇｔｈ×ｗｉｄｔｈ×ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）．Ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｆｏｒｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｍｉ ｃｒｏＪＴＣｗａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｈｉｃｈｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｓｔａｂｌｅｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｈｉｇｈ ｐｕｒｉｔｙｎｉｔｒｏｇｅｎ，ａｎｄｃａｎｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｍａｓｓ ｆｌｏｗｄａｔａ．Ｔｈｅｃｏｏｌ ｄｏｗｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｌｏｗｐｒｅｓｓｕｒｅａｒｅ１０．１ＭＰａａｎｄ０．２４ＭＰａｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｔｈｅｎｏ ｌｏａｄｃｏｏｌｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｈｅＪＴＣｉｓ９４．３Ｋ．Ｔｈｅｃｏｏｌｅｒｃａｎｗｏｒｋｓｔａｂｌｙｗｉｔｈｏｕｔｃｈａｎｇｅｉｎｃｏｏｌｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｍａｓｓ ｆｌｏｗｒａｔｅｆｏｒｍｏｒｅｔｈａｎ４ｈｏｕｒｓ．Ｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｈａｓｂｅｅｎｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏＪｏｕｌｅ Ｔｈｏｍｓｏｎｃｒｙｏｃｏｏｌｅｒ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅｓｔ；ｍｉｃｒｏ／ｎａｎｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ；ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｓ低 温 工 程２０２０年１ 引 言近年来，微型低温电子器件和低温纳米技术快速发展，并应用于国防军事、空间科学、生物医疗和材料化工等重要领域，例如红外探测器、低噪声放大器、超导量子干涉仪、量子计算、微流控分析芯片和微纳加工技术［１ ２］等。
工业工程在军事与国防领域中的应用与战略研究
工业工程在军事与国防领域中的应用与战略研究工业工程在军事与国防领域中扮演了重要的角色，通过运用工业工程的方法和原理，可以增强军事力量的效能，提高战争的准备水平和战斗能力。
本文旨在探讨工业工程在军事与国防领域中的应用与战略研究。
一、工业工程在军事领域中的应用工业工程的核心思想是通过优化资源配置和流程管理，提高生产效率和质量。
在军事领域中，工业工程的应用可以使军队在装备维护、军事训练、后勤保障等方面取得显著成果。
1. 装备维护装备维护是军事力量的基石，对于保持军备的战斗力至关重要。
工业工程可以通过优化装备维修流程、合理分配维修资源等方式，提高装备维护的效率和质量。
例如，运用工业工程的方法对维修流程进行优化，可以减少不必要的等待时间，提高维修队伍的利用率，缩短装备维修的周期，使军队能够更快恢复装备的战斗能力。
2. 军事训练军事训练是军队保持战斗力和提高作战水平的重要环节。
工业工程的方法可以应用于军事训练的组织与管理，通过优化训练流程、合理配置训练资源等方式，提高训练效果。
例如，通过分析军事训练的各个环节，并利用工业工程的技术手段进行优化，可以提高训练效率，降低训练成本，使军队在短时间内提升作战水平。
3. 后勤保障军事行动中的后勤保障是保证军队持续作战的关键。
工业工程的方法可以应用于后勤保障的规划与管理，通过优化后勤保障流程、提高物资储备与调配效率等方式，确保军队在战场上能够获得持续的支持。
例如，运用工业工程的原理对后勤保障流程进行优化，可以减少物资的浪费，提高后勤保障的响应速度，确保军队的补给线畅通无阻。
二、工业工程在国防领域战略研究中的意义工业工程在国防领域战略研究中的意义体现在以下几个方面：1. 提高作战效能工业工程的应用可以提高军队的作战效能，在保证军事力量数量有限的情况下，提高其质量。
通过优化作战流程和资源配置，工业工程可以提供科学依据，确保军队在作战中能够最大限度地发挥其战斗力。
2. 降低成本工业工程的方法可以优化军事资源的使用和管理，降低军事行动的成本。
低温技术对国防实力的提升
低温技术对国防实力的提升21世纪的军事实力的对抗是已经上升为科学技术的对抗，国防实力的强弱与否直接取决于科学技术的发达与否。
低温技术作为各种军事武器动力部分的关键技术之一，对机械化部队起着巨大的作用。
就像是第二次世界大战中德国坦克的铁蹄横跨了整个西欧大陆，而在苏德战争的前沿阵地上，德军的坦克却停滞不前，原因就是苏联冬天的气温低至零下40度左右，德军坦克的燃料全部被冻住，根本无法启动这个火力强劲的武器，这也成为德军在苏德战场上失利的一个重要因素。
由此可见，制冷虽然都是在整个系统中起一个配角的作用，但往往能成为压死骆驼的最后一根稻草。
首先，航天技术是制冷技术应用的重要方面。
现今航空航天技术中前景最好的是热电制冷技术，热电制冷是用电能作动力、以珀尔帖效应为基础的能量转换过程，即当直流电通过两种不同导电材料构成的回路时，结点上将产生吸热(当电流方向相反时为放热)现象。
热电制冷由于具有体积小、重量轻、作用速度快、可靠性高、寿命长、无噪声和无需维护等特点，近年来在国内外得到广泛的重视。
另外，热电制冷属于固态制冷，抗震性能优良，尺寸精确，特别适合替代超重状态下不能使用的常规制冷方式。
热电制冷技术在空间探测方面有许多应用，例如，1995年由多国科学家组成的小组针对罗塞塔着陆器提出了一个拥有11个传感器分系统的先进组件方案，将一个二级热电制冷器直接放在传感器石英晶体后面，根据需要对晶体进行加热或冷却。
2002年，哈勃太空望远镜上安装了近红外相机和多目标光谱仪，其中相机的三个热保护板中有两个采用热电冷却，即热电冷却内板和热电冷却外板。
将带有热保护板的相机装在固体冷光学台上，密封于氮／铝泡沫杜瓦(瓶)中，可使相机的温度保持在-215>。
2005年，美国、英国、意大利和德国共同研制的星载X射线望远镜(XRT)在其背阳面安装的热辐射器也采用了热电制冷器，使探测器冷却到-100>，从而确保低的暗电流(目的是降低噪音)，并且降低了对辐射损伤的灵敏度。
回热式低温制冷机技术
发动机
COP =
Qc T ≤ c = COP 制冷机 Carnot W Th − Tc
η Carnot
COP Carnot
是同温限卡诺循环热机的工作系数，它在T-S图上 由两个等温过程和两个等熵过程组成的，具有最高 的热力学完善度。但实际循环不可能是完全可逆 的，而且实际工质的性质也不适合采用卡诺循环
Cv ∝ (T / θ D )
几种间壁式制冷机 (Recuperative cryocooler)
采用间壁式换热器 工质运动是定常的 工质压缩和膨胀工 作过程是在不同的 通道内进行的 两侧通道内的压力 和流速不等，换热 系数不同，效率较 低
第四部分
脉管制冷机
特点和工作原理 研究背景和意义 研究现状和问题
回热式低温制冷机
巨永林
Columbia University，Nevis Laboratories Department of Physics, New York 上海交通大学，制冷与低温工程研究所 机械与动力工程学院，上海
主要内容
低温研究背景和意义 回热式制冷循环 回热式低温制冷机 脉管制冷机 热声驱动制冷机 应用，问题和发展趋势 结束语
Stirling Gifford-McMahon Pulse tube
机构示意图
W W W
Qh, Th Qh, Th Qh, Th Qht, Tht
Qc, Tc
Qc, Tc
Qc, Tc
回热式制冷机结构特点
压力波发生器（压缩机）：提供系统容积或压力变化 回热器(蓄冷器)：在回热过程中存储和释放热量(冷量) 热端和冷端换热器：实现与不同温度下外热源的热量交换
微型斯特林制冷机的研究进展
微型斯特林制冷机的研究进展【摘要】微型斯特林制冷机一般应用在军事，航空航天，以及低温医学等等方面，它为各种各样的探测器提高一种超低温的工作环境，确保探测器性能正常运行。
提升了红外探测器的反应度和分辨率，降低来自于外部环境的影响譬如冷屏以及热噪声污染等等。
微型斯特林制冷机已经在高性能红外热成像系统中扮演重要角色。
本文从微型斯特林制冷机的发展概况入手，介绍微型斯特林制冷机基本技术研究进展以及发展趋势，同时提出对发展我国微型斯特林制冷机的建议。
【关键词】微型斯特制冷机；研究；进展0.引言随着社会经济的不断发展，科学技术取得飞速发展，一些超导技术，低温电子学，低温物理等等先进科学技术如雨后春笋般，应运而生。
很多科学仪器在低温状态下，具有功能发挥更佳，而且运行效率快的特点。
这项低温技术被迅速应用于国防军事，交通，医疗等等方面。
发挥着巨大作用。
很多发达国家纷纷研制斯特制冷机，创新斯特林制冷技术的发展。
斯特林制冷机的热力整个过程是一个量变过程，并且在每一次循环中进行的循环过程都是不尽相同的。
所以，国际上很多发达国家都是将重心放在微型斯特林制冷机的整个的研发上面，一些理论方面的分析只是起到辅助作用，可是两者还是紧密的联系的。
1.微型斯特林制冷机发展概述1.1英国Hymatic公司具有很多年的制冷器研发经验，这对其研制高稳定性以及低成本的斯特林制冷机具有很大的价值。
1989年前后，Hymtic公司逐渐加强与牛津大学进行紧密联系，研制微型斯特林制冷机[1]。
Hymatic公司在牛津型斯特林制冷机的基础之上，重点进行加工与装配工艺的摸索：严格选择低放气率材料；充气前，整机在接近真空、温度达150℃的环境下烘烤去气；在洁净间进行加工装配。
Hymatic 制冷机有三道静态压力密封，都全部使用电子束焊接；充气后的最后一道密封，使用金属-金属冷压焊，证实在650bar 的压力之下依然可以较长时间的稳定性；制冷机漏率小于0.5×10-10mbar。
建筑制冷技术的学习心得
建筑制冷技术的学习心得随着《制冷技术与人工环境工程》的深入学习，让我在原有的认知上对现在制冷新技术、制冷的发展以及与人工环境的关系有了全新的见解。
制冷技术不再是一句空话，制冷与人工环境的维护也已不再那么好无解法。
1制冷学习体会制冷与低温技术在国民经济建设和国防建设中越来越得到广泛应用，包括在航空航天及空间探测开发、国防军事装备、信息技术、生命科学技术、交通和能原、科学研究、工业以及日常生活等方面，展示了制冷与低温技术的广泛应用和推动社会进步的巨大作用。
通过学习和查询，了解到目前技术比较成熟且环境友好型的制冷技术:热电制冷、磁制冷、吸附制冷、半导体制冷、太阳肩E制冷。
吸附式制冷技术非常适用于太阳肩和地热能等可再生能源的应用和余热、废热的回收,这也是其与压缩式制冷技术竞争的主要优势之一。
磁制冷作为一项绿色制冷技术,与传统压缩制冷相比具有如下竞争优势:1)无环境污染:工质本身为固体材料,可用水作为传热介质;2)高效节能:磁制冷的效率可达到卡诺循环的30%~ 60 %;3)易于小型化磁工质猗密度远大于气体的嫡密度,易于小型化。
4)稳定可靠:无需压缩机,运动部件少且转速缓慢,可靠性高,寿命长。
热电制冷效应是由同时发生的5种不同效应综合作用的结果,即:塞贝克效应、帕耳帖效应、汤姆逊效应、焦耳效应和富里叶效应。
其中,前3种效应表明电和热能相互转换是直接可逆的,而焦耳效应和傅立叶效应是热的不可逆效应。
半导体制冷基本原理是两种不同的半导体在通过直流电时，直流电通过两不同半导体的接触点时会产生放热和吸热的现象.放热端即可制热，吸热端即可制冷.调换正负极，那么制冷制热效果也随之调换。
太阳能吸收式制冷的工作原理是利用太阳能集热板来加热水，然后用热水加热发生器中的制冷剂溶液，进入冷凝器变为冷凝蒸汽，然后使制冷剂经过冷却、冷凝和节流降压后进入蒸发器中由液体变为气态并吸收热量实现制冷效果，接着制冷剂蒸汽被吸收器中的吸收溶液吸收，再由泵加大压强将含有制冷剂的溶液送入发生器蒸发完成整个循环。
低温储能技术的研究与发展
低温储能技术的研究与发展随着低碳经济的到来，能源储存技术也迎来了新的发展机遇，其中低温储能技术作为一种高效、可靠、环保的新型储能技术备受关注。
本文将对低温储能技术的研究与发展进行探讨。
一、低温储能技术的概念及分类因低温储存技术应用广泛，其范畴段比较宽，但是可以依据其具有的共性划分为两大类。
1. 直接低温储能技术以储存物质温度低于室温为特征，主要有以下几种：（1）液氢储存技术液氢为一种重量轻、储存密度高的低温能源。
其在制造、运输、储存、使用过程中较为复杂，但在空气污染和气候变化的治理方面有着举足轻重的地位。
（2）液氮储存技术室温下液氮的沸点为-196℃，为一种安全、环保的低温流体，其储能效果佳，用于创造低温环境的应用也十分广泛。
2. 间接低温储能技术以通过某种方式将热量转化为低温物质再进行储存为特征，主要有以下几种：（1）压缩空气储能技术通过对达到规定压力的空气实现存储来解决电能的低谷性问题和弥补风、光发电的间歇性问题。
高效、储能成本低、系统安全可靠是其最大的特点。
（2）制冷储能技术将热源转化为低温物质，再用其对热源进行吸热效果实现储存。
其具有储存周期长、时间掌握自由、适应可靠性强等优势。
（3）热泵储能技术通过制热制冷和中间媒体输送等多种方式将低温物质储存起来，它具有散热效果好、节能效果突出、节约空间和服务于多种需要的优势。
二、低温储能技术的应用领域低温储能技术在生产、生活及国防等领域有广泛的应用：（1）生产领域：在制药、航空航天、冶炼和化工等生产领域，低温物质将有很好的应用前景。
目前，我国的液氢、液氮的应用程度还比较低，亟待用于生产领域，从而实现低温储能技术的有效利用。
（2）生活领域：在食品、饮料等生活领域，低温物质的储存将更为可行，如使用制冷储能技术来制造制冰机、制冷柜、冷凝器等工具，将对我们的日常生活产生积极的改变。
（3）军事领域：在领域，低温技术开发应用有着重要的作用。
随着军事装备的不断更新换代，低温储能技术的应用将在军事领域更为突出。
温差发电技术在国防工程中的应用探讨
温差发电技术在国防工程中的应用探讨李锴;张海涛【摘要】温差发电技术是一种绿色环保的发电方式,它可以利用太阳能、地热能、海洋热能、工业余热废热等低品位能源转化为电能.温差发电器是能将热能直接转化成电能的固态装置,具有结构简单、稳定可靠、无运动部件、绿色环保等优点,广泛地应用于航天、军事领域,在废热的回收利用方面也展现出良好的应用前景.本文首先简要地介绍了温差发电技术的国内外研究进展,探讨了温差发电技术在国防工程电力系统建设中的应用前景,对发电系统进行设计,提出了存在问题并进行展望.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2015(035)003【总页数】4页(P8-11)【关键词】塞贝克效应;温差发电;国防工程【作者】李锴;张海涛【作者单位】解放军理工大学国防工程学院,南京210007;解放军理工大学国防工程学院,南京210007【正文语种】中文【中图分类】TM6190 引言温差发电结构简单、无噪声、使用寿命长，是被世界公认的绿色环保发电方式。
由于其显著优点，温差发电在军事、航空等领域得到了广泛应用。
随着石油储量日益减少，发达国家更加重视温差发电技术在民用领域的研究。
我国虽然在温差发电理论和热电材料制作方面具有一定的理论实力，但是在温差发电器综合设计和应用方面的研究还很欠缺。
随着智能电网技术不断发展，国防工程的内部能源系统如何应对战争威胁已是当务之急，温差发电系统提供了一个特殊的解决方式。
1 国内外温差发电技术的研究进展自20世纪60年代以来，由于国防、军事等特殊行业需求，温差发电技术的应用迅速发展，一些具有较好热电性能的材料，如Bi2Te3、PbTe、SiGe等相继而生。
前苏联和美国先后研发了数千个放射性同位素或核反应堆温差发电器用作航空、海洋装置的电源。
随著环境污染加剧和能源危机,人们开始关注温差发电在废余热利用中的价值，很多国家已将发展温差发电技术列为长期能源开发计划。
日本开展了一系列以“固体废物燃烧能源回收研究计划”为题的政府计划，研究用于固体废物焚烧炉的废热发电技术[1]。
气动斯特林制冷机关键参数的模拟与实验
气动斯特林制冷机关键参数的模拟与实验蔡诗;李娜;陈曦;蒋珍华;夏宇栋;吴亦农【摘要】为了深入探索气动斯特林制冷机关键参数与制冷机性能的内在关联与规律,以振动力学为基础,通过数值模拟与实验研究得到了阻尼、刚度和制冷量、功耗、位移幅值与相位等参数的关系.研究结果表明,膨胀机阻尼降低了冷指的COP;弹簧刚度增大,导致位移相位增大,存在最优刚度使冷端的质量流滞后于压力波30°.【期刊名称】《低温工程》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P51-54,68)【关键词】气动;斯特林制冷机;阻尼;刚度【作者】蔡诗;李娜;陈曦;蒋珍华;夏宇栋;吴亦农【作者单位】上海理工大学能源与动力工程学院上海200093;中国科学院上海技术物理研究所上海200083;中国科学院上海技术物理研究所上海200083;上海理工大学能源与动力工程学院上海200093;中国科学院上海技术物理研究所上海200083;上海理工大学能源与动力工程学院上海200093;中国科学院上海技术物理研究所上海200083;中国科学院上海技术物理研究所上海200083【正文语种】中文【中图分类】TB6631 引言分置式斯特林制冷机可以有效地削弱压缩机振动对冷头安装和使用的影响。
相比牛津型，气动斯特林的膨胀机不使用电机辅助驱动排出器，可以使整机质量和体积减小，并有效降低能耗。
目前，气动斯特林制冷机以其特有的优势被应用于军事、国防、空间探测、商业等领域。
从事气动斯特林制冷机研发的单位主要有以色列RICOR［1-2］、法国 Thales［3-4］、美国Sunpower［5-6］和德国AIM公司等。
气动斯特林制冷机虽然结构简单，但也正因为其驱动力为排出器两端压差所构成的气动力，排出器的相位只能被动调节;同时，排出器受力直接影响排出器的运动，而排出器的运动直接决定了制冷机的性能。
因而非常有必要对气动斯特林制冷机相关参数进行全面的研究。
热电材料在工业与国防领域的应用
热电材料在工业与国防领域的应用热电材料是一种能够将热能转化为电能或反过来的材料。
随着科技的不断发展和创新，热电材料在工业和国防领域中的应用越来越广泛。
工业领域在工业领域，热电材料主要应用在发电和能量回收方面。
热电发电技术可以实现从废热中回收能量，转化为电能，并降低工业排放的碳排放量。
该技术广泛应用于钢铁、水泥、化工等大型能源工业的废热回收领域，同时也被应用于太阳能、生物质能等新兴能源的回收领域。
热电发电技术的特点是，无需外部燃料，因此无二氧化碳和一氧化碳等有害气体的排放，同时还提高了工业能源的利用效率。
在工业领域还有一种常见的应用就是在温度控制方面。
热电材料可以用于制冷、制热以及能量回收。
在很多需要高精度的温度控制的场合，如半导体制造、医疗设备制造等领域，热电制冷技术可以实现较低的温度控制精度，并且具有非常小的体积和重量。
国防领域在国防领域，热电材料也有广泛的应用。
在军事装备方面，热电材料被广泛应用于夜视仪、激光瞄准装置、太阳能充电器等设备中。
热电材料可以将夜间热能转化为电能，使夜视仪等设备可以继续工作，提高了士兵的作战效率。
同时，在无线通讯和雷达等领域也可以利用热电效应来转化电能，提高设备的效率和稳定性。
此外，在航空航天领域，热电材料也被广泛应用。
在宇宙探测方面，由于太阳能无法满足探测器的能量需求，因此采用热电转换器来提供能量。
在航空器方面，热电材料可以用于电源回收和温度调节，提高了航空器的能源利用效率和性能。
未来展望热电材料在工业和国防领域中的应用前景十分广阔，随着科学技术的不断发展和创新，其应用领域也会不断扩展。
在环保和新能源的背景下，热电发电技术无疑会成为未来的趋势。
同时，热电材料还有望在智能家居和智能穿戴设备等领域得到广泛应用。
热电技术已经成为未来绿色能源、军事国防、空间航天、先进制造等领域中的重度交叉点，热电材料的未来前景十分广阔。
总结热电材料作为一种将热能转化为电能或反过来的材料，其应用领域十分广泛。
红外遥感低温制冷器的进展
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低温制冷技术与国防军事
近期，我国与日本等国领土争端问题不断激化，人民对国防和战争的关注不断提升，就让我们一起看一看低温制冷技术在国防军事领域的关键作用与发展方向。
现代化战争是一场高科技的比武，越来越清晰的卫星照片迫使我们不断加强军事伪装技术，军事伪装学专家刘保荣认为，资讯化战争中缺乏有效伪装的目标，战时将难逃被精确制导武器摧毁的厄运。
为了在战争中夺取主动权，我们更应该不断发展强化空间遥感技术与精确制导技术。
首先，在空间遥感方面，随着空间遥感技术的不断发展，探测目标温度也逐渐从高温向常温、低温转变。
在深空4K的冷环境下，探测器接收的背景噪声很小，而光学镜头自身所产生的热辐射将成为主要的噪声源。
因此将镜头温度降低至低温温区，可以有效地提高探测器的灵敏度和成像质量]2,1[。
相机主体各部件的温度要求如表1所示：
其中，光学镜头要求达到110K±5K的温度范围是制冷系统设计
的难点。
由于光学镜头体积庞大，与周围结构的连接关系复杂，无法形成封闭的“热保护”系统，重量、热容也比探测器多几个量级，因此如何降低光学系统漏热，如何提高光学镜头各部件之间的温度均匀性，如何合理选用制冷剂，成了低温光学制冷系统设计的关键所在]3[。
其次，在精确制导方面，中国第一艘航母辽宁号的服役意味着中国海军的不断强大，而各种舰载机及其携带的精确制导空空、空地导弹等武器才是航母的杀敌利刃。
在特定的红外探测系统应用中，节流制冷器是最佳的选择，特别是在红外制导的导弹中，为了快速冷却（通常要求5s以下，启动制冷量在2-5W之间）导弹上的红外探测器，首选节流制冷器。
更重要的是导弹这类一次性攻击的灵巧武器要求制冷器尺寸小、成本低、具有高可靠性和长的存放时间。
仅依赖节流制冷器是不够的，当代高新技术的发展，特别是航天、红外遥感、图像传感器、探测器中的超导器件等对微型低温制冷器提出越来越迫切的要求。
比如天文观察CCD微光探测器要170K以下低温，地球资源卫星探测器至少要100K以下低温，碲镉汞焦平面则要80K低温，激光器光量子放大器要77K低温，光谱和光度测定探测器要求2.5K低温，宇宙背景探测器要求2K低温等等。
若用液氦蒸发获得这样的低温满足探测器件要求时，18个月就要消耗1.3吨以上的液氦，太空飞行器肯定是无法承受的。
因此低温制冷器也是高新技术急需发展的关键产品。
低温制冷器与红外探测器配套，是军事现
代化、高新技术等急需发展的关键产品。
国内研制技术也已接近国际先进水平，基本掌握了小型化、低振动、长寿命、细方形漆包线制作、间隙密封消除电磁干扰等相关关键技术。
红外成像与电视、激光、毫米波等其它精确制导技术相比，具有精度高、作用距离远、抗干扰能力强、准全天候工作、穿透烟雾能力强、可自主俘获目标和可选择攻击目标的要害部位等突出特点。
红外焦平面探测器已广泛应用于空地、空空、地空及地地等多种战术武器系统中，也在弹道导弹防御系统中发挥重要作用，如美军的THAAD 高空区域防御系统。
和NTW海军战区导弹防御系统等，还广泛应用于空间探索、空间监测等等。
目前多采用制冷型焦平面探测器。
为了保证高灵敏度和探测率，焦平面探测器需在低温77K下工作，大的焦平面阵列需要大的冷却装载面，还有焦平面上信号处理功耗，要保证探测器稳定工作，应控制温度的均匀性和稳定性，提高制冷效率，对一些特殊应用还需考虑快速致冷方式。
对于采用斯特林制冷机的探测器，在红外导引系统中的应用还应考虑制冷机振动、散热和电磁干扰等的影响，以及制冷机活塞往复运动带来的不平衡力的影响]5,4[。
这些都是有待深入研究的方向，通过我们的不断努力，相信我们的祖国将有更加强大的国防力量，从而实现长期的和平发展。
参考文献：
【1】沈忙作，马文礼，廖胜，张晓宏．低温光学系统的研制【J】．光
学学报，2001，21(2)：202-205．
【2】李春来，吴刚，刘银年，王建宇．低温光学系统辐射特性研究U】．激光与红外，2006，36(12)：1146一1148．
【3】刘伏龙，李春林．低温光学技术在航天遥感器上的应用研究，真空与低温，2011，1006-7086（2011）增1-0537-007.
【4】施德恒，红外成像导引头及其成像制导武器，光机电信息，2002年8期
【5】王戎瑞，拦截弹中的红外技术，激光与红外，1999年第l 期。