一种超导低温器件的绝热结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及超导低温器件绝热技术领域，具体涉及一种超导低温器件的绝热结构。
【背景技术】
[0002]在远距离探测和空间天文等领域中，超导低温器件因具有低损耗、高带外抑制的特性得到广泛应用。超导低温器件不仅能有效提高接收机的接收能力与信号处理能力，还可减少大功率对周边生物环境及电子设备的影响，提高自身的抗干扰能力。
[0003]为了提高降低超导低温器件的温度、提高制冷机的响应速度，通常采用真空杜瓦为超导低温器件提供低温环境。但由于现有的真空杜瓦内部器件较多、辐射漏热过大，以致真空杜瓦无法快速降到足够低的温度，大大降低了接收机的响应速度。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种超导低温器件的绝热结构，该绝热结构能够有效减少真空杜瓦辐射漏热，并维持真空杜瓦内部的高真空度，从而提高真空杜瓦降温速度和接收机的响应速度，具有低温下性能稳定可靠、结构紧凑重量轻、热辐射屏蔽效果好等特点。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:
[0006]一种超导低温器件的绝热结构，包括真空杜瓦和位于真空杜瓦内的低温器件。所述的低温器件，其输入SMA接头通过输入射频连接线与真空杜瓦的输入SMA接头相连，其输出SMA接头通过输出射频连接线与真空杜瓦的输出SMA接头相连。所述的低温器件的外侧依次设有内置吸气材料层、中间绝热层和外侧绝热层。所述的输入射频连接线和输出射频连接线位于中间绝热层和外侧绝热层之间。
[0007]所述的内置吸气材料层由均匀分布的吸气材料颗粒组成。
[0008]所述的中间绝热层和外侧绝热层均为绝热层结构，且中间绝热层的厚度小于外侧绝热层的厚度。所述的绝热层结构包括若干由内向外交替分布的热屏蔽材料层和低温绝热材料层，且绝热层结构的最内层和最外层均为热屏蔽材料层。
[0009]所述的外侧绝热层与真空杜瓦内壁之间设有真空层。
[0010]所述的输入射频连接线、输出射频连接线与中间绝热层、外层绝热层之间分别设有低温绝热纸。
[0011]所述的热屏蔽材料层采用金属箔，所述的低温绝热材料层采用低温绝热纸。
[0012]所述的输入射频连接线和输出射频连接线均采用不锈钢隔热电缆；所述的不锈钢隔热电缆，其直径为l~2mm，其长度为120~150mmo
[0013]和现有技术相比，本实用新型的有益效果为:
[0014]本实用新型通过在低温器件外侧依次设置均匀分布的内置吸气材料层、中间隔热层和外侧隔热层，能够使真空杜瓦内的热辐射漏热减少90%以上，真空杜瓦温度降低至77K以下，从而减小制冷机负载和杜瓦热平衡温度点，加快制冷机降温时间，提高超导接收前端的响应速度。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的结构示意图；
[0016]图2是本实用新型的侧视图；
[0017]图3是绝热层结构的结构示意图。
[0018]其中:
[0019]1、真空杜瓦，2、低温器件，3、内置吸气材料层，4、中间隔热层，5、外侧隔热层，6、射频连接线，61、输入射频连接线，67、输出射频连接线，7、真空层，8、密封穿墙座，9、低温绝热材料层，10、热屏蔽材料层。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型做进一步说明:
[0021]如图1所示的一种超导低温器件的绝热结构，包括真空杜瓦1、位于真空杜瓦I内的低温器件2和射频连接线6。如图2所示，真空杜瓦I上设有8个密封穿墙座8，所述的密封穿墙座8包括4个真空杜瓦输入SMA接头和4个真空杜瓦输出SMA接头，分别与输入射频连接线61、输出射频连接线62相对应。所述的射频连接线6包括4根输入射频连接线61和4根输出射频连接线62。所述的低温器件6，其输入SMA接头通过输入射频连接线61与真空杜瓦I的输入SMA接头相连，其输出SMA接头通过输出射频连接线62与真空杜瓦I的输出SMA接头相连。所述的输入射频连接线61和输出射频连接线62均采用不锈钢隔热电缆。所述的不锈钢隔热电缆为低损耗微波电缆。所述的不锈钢隔热电缆，其直径为2~4mm，其长度为 120~150_。
[0022]如图1和图2所示，所述的低温器件2的外侧依次设有内置吸气材料层3、中间绝热层4和外侧绝热层5。所述的输入射频连接线61和输出射频连接线62位于中间绝热层4和外侧绝热层5之间。所述的输入射频连接线61、输出射频连接线62与中间绝热层4、外层绝热层5之间分别设有低温绝热纸。所述的外侧绝热层5与真空杜瓦I内壁之间设有真空层8。
[0023]具体地说，所述的内置吸气材料层3由均匀分布的活性炭组成。先在低温器件2的外周设置一固定装置，并将固定装置划分成若干个均匀分布的小空室；然后在每个小空室中均匀放置相同数量的吸气材料颗粒，从而在低温器件2的外周包裹一层均匀分布的内置吸气材料层。该内置吸气材料层3，不需要激活。所述的内置吸气材料层，通过与中间绝热层和外侧绝热层相配合，能够大大降低真空杜瓦的辐射漏热，提高并维持真空杜瓦的真空度，从而有效降低制冷机负载，减少降温时间，提高超导接收机的响应速度。本实用新型所采用的内置吸气材料层，具有低温真空性能稳定、吸气效果好、无需激活、可重复利用、成本低、克重低等特点。由于真空杜瓦内的放气源主要是低温器件、中间绝热层和外侧绝热层，因此，将内置吸气材料层放置在低温器件与中间绝热层之间，能够增大吸气材料的触面和空间利用率，使该内置吸气材料层能够快速吸收低温器件与绝热层在低温真空环境下释放出的气体，提高吸气材料的利用效率。
[0024]如图3所示，所述的中间绝热层4和外侧绝热层5均为绝热层结构，且中间绝热层4的厚度为外侧绝热层5的厚度的1/2。所述的绝热层结构包括若干由内向外交替分布的热屏蔽材料层10和低温绝热材料层9，且绝热层结构的最内层和最外层均为热屏蔽材料层10。所述的热屏蔽材料层10采用铝箔，所述的低温绝热材料层9采用低温绝热纸。中间绝热层和外侧绝热层依次均匀包裹在低温器件的外侧，并通过在外侧绝热层外侧设置紧固件对两个绝热层进行加固，从而减小真空杜瓦内的绝热层的体积、重量和热辐射面积。
[0025]热屏蔽材料层具有热辐射屏蔽性能好、质量轻、便于安装、真空环境下放气量小等特点；低温绝热材料层具有低温真空性能稳定、真空下放气率小、隔热性能优良、导热系数^ 1.5X10-4W/(m.K)、接触热阻大、克重低等特点。通过将绝热层划分成中间绝热层和外侧绝热层，能够为射频连接线装配提供便利，并提高真空杜瓦内部空间的利用率。通过在内置吸气材料层外侧依次均匀包裹有中间绝热层和外侧绝热层，能够实现良好的热辐射屏蔽效果，提高杜瓦内的真空度，减小制冷机负载和降温时间，使热平衡温度点降到77K以下，并提高超导接收机的使用寿命、减少启动时间和响应时间。在实际应用过程中，要根据杜瓦的体积大小和内部器件的结构布局，来设计中间隔热层和外侧隔热层的厚度。
[0026]以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种超导低温器件的绝热结构，包括真空杜瓦和位于真空杜瓦内的低温器件；所述的低温器件，其输入SMA接头通过输入射频连接线与真空杜瓦的输入SMA接头相连，其输出SMA接头通过输出射频连接线与真空杜瓦的输出SMA接头相连；其特征在于:所述的低温器件的外侧依次设有内置吸气材料层、中间绝热层和外侧绝热层；所述的输入射频连接线和输出射频连接线位于中间绝热层和外侧绝热层之间。
2.根据权利要求1所述的一种超导低温器件的绝热结构，其特征在于:所述的内置吸气材料层由均匀分布的吸气颗粒组成。
3.根据权利要求1所述的一种超导低温器件的绝热结构，其特征在于:所述的中间绝热层和外侧绝热层均为绝热层结构，且中间绝热层的厚度小于外侧绝热层的厚度；所述的绝热层结构包括若干由内向外交替分布的热屏蔽材料层和低温绝热材料层，且绝热层结构的最内层和最外层均为热屏蔽材料层。
4.根据权利要求1所述的一种超导低温器件的绝热结构，其特征在于:所述的外侧绝热层与真空杜瓦内壁之间设有真空层。
5.根据权利要求1所述的一种超导低温器件的绝热结构，其特征在于:所述的输入射频连接线、输出射频连接线与中间绝热层、外层绝热层之间分别设有低温绝热纸。
6.根据权利要求3所述的一种超导低温器件的绝热结构，其特征在于:所述的热屏蔽材料层采用金属箔，所述的低温绝热材料层采用低温绝热纸。
7.根据权利要求5所述的一种超导低温器件的绝热结构，其特征在于:所述的输入射频连接线和输出射频连接线均采用不锈钢隔热电缆；所述的不锈钢隔热电缆，其直径为1~2_，其长度为 120~150_。
【专利摘要】本实用新型涉及一种超导低温器件的绝热结构，包括真空杜瓦和位于真空杜瓦内的低温器件。低温器件，其输入SMA接头通过输入射频连接线与真空杜瓦的输入SMA接头相连，其输出SMA接头通过输出射频连接线与真空杜瓦的输出SMA接头相连。低温器件的外侧依次设有内置吸气材料层、中间绝热层和外侧绝热层。输入射频连接线和输出射频连接线位于中间绝热层和外侧绝热层之间。由以上技术方案可知，该绝热结构能够有效减少真空杜瓦辐射漏热，提高真空杜瓦降温速度和接收机的响应速度。
【IPC分类】F17C1-12
【公开号】CN204494072
【申请号】CN201520099864
【发明人】阮晓明, 陆勤龙, 朱小亮, 宾峰, 孙文娟
【申请人】中国电子科技集团公司第十六研究所
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年2月12日