本发明涉及低温脉管制冷机领域，尤其涉及一种采用微通道调相装置的脉管制冷机。
背景技术：
由于军事、医疗以及航天技术的发展，各种高精尖仪器对低温冷却设备的要求越来越严苛，脉管制冷机由于其低温下无运动部件、机械振动小、结构简单，从而受到广泛关注。但由于其冷端质量流和压力波相位匹配不够理想，而效率较低，需要附加有效的调相机构才能提升其效率。
目前常用的用来提升性能的调相装置主要有以下几种：小孔气库调相装置，由mikulin发明，后经radebaugh改进，其是在热端换热器后放置一个小孔阀，之后连接气库，在小孔阀处可以认为质量流和压力波同相位，从而实现调相，因其调相能力有限，目前已不常用；双向进气调相装置，由朱绍伟提出，在压缩机出口和热端换热器出口之间连通一个旁通阀，从而使得压缩机出来的气体有一部分直接进入脉管热端，从而使得这部分经过脉管的质量流不经过回热器预冷，可以抑制脉管热端质量流相位超前压力波的现象，在低温区极大的改善了制冷机的性能；惯性管气库调相机构，由kanao提出，将小孔气库调相装置的小孔阀替换成一根细长的管子，通过管子的感抗和气库的容抗结合来对质量流和压力波进行调节，因其结构简单，而被广泛应用，但因其属于被动的不可以主动调节的调相，调相能力会存在不足的问题；另外还有双活塞型、四阀型和主动气库型等其他不同形式的调相机构，虽然调相能力有一定的改善，但因结构太过复杂不适宜推广而未能广泛应用。
因上述各种不同调相机构或是存在调相能力相对不足的缺点，或是增加了运动部件，或是体积过于庞大，或是结构过于复杂，因此，为更好的提高脉管制冷机的性能，需要一种更加有效的并且结构简单的调相机构。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种采用微通道调相装置的脉管制冷机，采用微通道调相装置，调相能力增强，且由于其具有良好的散热性能，可以取消制冷机中的热端换热器。
一种采用微通道调相装置的脉管制冷机，包括依次连通的压缩机、级后冷却器、回热器、脉管冷端换热器、脉管、微通道调相装置和气库，所述微通道调相装置由若干根微通道细管构成。
上述的技术方案中，通过微通道调相机构进行调相，调相能力增强。具有相同调相能力的微通道相对于传统的惯性管管长大幅缩短，且调相幅度比传统的惯性管增加。同时，由于微通道调相装置具有良好的散热性能，因此可以兼做制冷机中的热端换热器，省去了热端换热器，使整个脉管制冷机的结构更加紧凑与简单。
作为优选，所述微通道细管的内管管径小于1mm。
对于微通道细管来说，因其管径非常小，在1mm以内，边界层几乎充满整个管子，在此条件下取柱贝塞尔函数的小宗量近似，得到：
其中，
在微通道中传播的声波，因其管径非常小，其内部气体可以认为是等温过程，而非绝热过程，因此，声波的声速即为等温声速，则声波方程可表示为如下所示：
其中，ρ0为平均密度，c0为声波速度，γ为绝热指数，
因为管径非常细，则可以认为
可以求得毛细管中的吸收系数和声速分别为：
而对细管来说，其阻抗分别为：
其中，ω为角速度，α为吸收系数，c为当地声速，ra为声阻，l为管子长度，a为管径，ma为声抗。
对微通道调相机构来说，因其管径足够细，因此吸声系数非常高，声波很快衰减，能量非常容易耗散掉，从而可以取消热端换热器。同时声阻和声抗均非常大，使得其具有良好的调相能力。
作为优选，所述微通道细管的材料为铜、不锈钢或其他导热良好的金属，增加了微通道细管的散热性能。
所述若干根微通道细管两端分别焊接有管道接头。通过设置与脉管、气库连接口匹配的管道接头，使得微通道调相机构更加方便的与脉管与气库连接。
所述脉管与微通道调相装置之间也可以保留脉管热端换热器，微通道调相装置与脉管热端换热器可以同时提供散热，进一步增加散热性能。
所述的脉管制冷机可以为斯特林制冷机。所述的脉管制冷机可以为单级脉管制冷机或多级脉管制冷机。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：结构简单，便于实现，对脉管制冷机其他部件没有特殊要求。采用微通道调相装置，调相能力增强。具有相同调相能力的微通道调相装置要比比传统的惯性管增加，同时可以减少热端换热器部件，能够提高脉管制冷机性能。
附图说明
图1为本发明一种采用微通道调相装置的脉管制冷机的结构示意图；
图2为本发明微通道调相装置的示意图。
其中：1为压缩机；2为级后冷却器；3为回热器；4为冷端换热器；5为脉管；6为热端换热器；7为微通道调相装置；8为气库；9为微通道细管；10为管道接头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述。
如图1所示，一种采用微通道调相装置的脉管制冷机，包括压缩机1、级后冷却器2、回热器3、冷端换热器4、脉管5、热端换热器6、微通道调相装置7和气库8。
其中压缩机1为对置式线性压缩机，又名压力波发生器，所用工质为氦气，产生交变振荡的压力。压缩机1出口和级后冷却器2通过一段空体积相连接，级后冷却器2为管壳式换热器，其为水冷型换热器，通过冷却水将压缩机出来的高温振荡气体冷却下来，同时也可以把其后面部件回热器3产生的热量带走。回热器3内部为多孔介质，如本实施例中采用不锈钢丝网，和氦气进行充分的换热。在制冷机内部交变气体振荡的前半个周期，气体将热量传递给回热器内不锈钢丝网，在交变气体振荡的后半个周期，气体从回热器丝网内吸收热量，最终使得回热器出现轴向的温度梯度，靠近级冷器2的一段温度高，靠近冷端回热器4的一段温度低。最终冷量从冷端换热器4导出去，供其他需要低温环境的设备使用。冷端回热器4后与脉管5相连，脉管5是一段空管子，同样有很大的轴向温度梯度，其将冷端的焓流传递到热端换热器6，转化成热量被冷却水带走。热端换热器6后与微通道调相装置7相连。
如图2所示，微通道调相装置7由两端的管道接头10和中间的多根微通道细管9构成，其通过焊接相连。微通道调相机构7后与气库8相连。微通道调相装置7和气库8是为了让脉管制冷机获得更高的效率。
在另一实施例中，热端换热器6也可以去掉，其换热功能完全可以被微通道调相装置7所取代。
以上所述仅为本发明的较佳实施举例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。