一种GM制冷机气量测试装置及其测量方法与流程

本发明涉及回热式gm制冷机领域，更具体涉及一种gm制冷机气量测试装置及其测量方法。

背景技术：

1、gm制冷机系统包括氦压缩机、氦管以及冷头组成。压缩机将高压氦气经由氦管提供至冷头，在充气阶段蓄冷器内部的工质气体与冷头内部的蓄冷材料换热，工质气体的热量传递给蓄冷材料，工质气体自身温度降低；在膨胀和排气阶段，蓄冷器内蓄冷材料的热量传递给工质气体，工质气体自身温度升高，低压气体经由氦管回到压缩机。经历多次热交换后，蓄冷器内部在轴向形成稳定的温度梯度，实现与工质气体的稳定热量交换，最终冷端换热器在负载温度下产生制冷量。

2、显然，由氦压缩机提供至冷头的进回气气量对冷头产生的冷量、氦压缩机供气能力一致性具有重要意义。gm制冷机的配气系统主要包括氦压缩机和进排气阀门构成。进排气阀门主要固定阀与旋转阀进行配合形成，两种部件的特殊结构形成的气体通道使得氦气气量随时间变化呈现出梯形非对称周期性方波结构，具体参阅《王超,邱利民,董文庆等.g-m型脉管制冷机电磁阀和旋转阀配气系统的比较实验研究[j].低温工程,2010,(05):6-10.》，并且进气和排气过程中一定时间间隔，时间间隔的存在使得气体在制冷机冷头内部膨胀和压缩更加充分。鉴于气体流通通道的复杂性和配气系统的特殊性，氦气以交变流的形式流过冷头内部，且因系统的温度变化，氦气瞬时气量峰值随时间不断变化，氦气的瞬时气量为非稳态值，则每小时内制冷机的进回气量无法通过质量流量计直接测试获得，无法分析氦气压缩机与gm制冷机冷头的性能一致性。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于现有技术每小时内制冷机的进回气量无法通过质量流量计直接测试获得，从而无法分析氦气压缩机与gm制冷机冷头的性能一致性。

2、本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种gm制冷机气量测试装置，包括分别设置于gm制冷机的冷头进回气口处的第一质量流量计以及第二质量流量计、第一流量显示仪、第二流量显示仪以及上位机，所述第一流量显示仪与第一质量流量计电连接，第二流量显示仪与第二质量流量计电连接，上位机分别与第一流量显示仪以及第二流量显示仪电连接，上位机通过积分运算将第一质量流量计测得的瞬时进气流量值转换为每小时的进气平均流量，上位机通过积分运算将第二质量流量计测得的瞬时回气流量值转换为每小时的回气平均流量。

3、有益效果：本发明通过积分运算将第一质量流量计测得的瞬时进气流量值转换为每小时的进气平均流量，通过积分运算将第二质量流量计测得的瞬时回气流量值转换为每小时的回气平均流量，间接获得每小时内制冷机的进回气量，从而有助于分析氦气压缩机与gm制冷机冷头的性能一致性。

4、进一步地，所述gm制冷机与压缩机组通过管道连通。

5、更进一步地，所述gm制冷机的冷头进气口通过高压进气管道与压缩机组的出气口连通，所述高压进气管道上设置第一质量流量计。

6、更进一步地，所述gm制冷机的冷头回气口通过低压回气管道与压缩机组的进气口连通，所述低压回气管道上设置第二质量流量计。

7、本发明还提供一种gm制冷机气量测试装置的测试方法，上位机通过积分运算将第一质量流量计测得的gm制冷机的冷头进气口处的瞬时进气流量值转换为每小时的进气平均流量，所述上位机通过积分运算将第二质量流量计测得的gm制冷机的冷头回气口处的瞬时回气流量值转换为每小时的回气平均流量。

8、进一步地，所述gm制冷机经过预设降温时间后冷头温度到达无负载温度，此时gm制冷机呈现出平衡状态，则gm制冷机提供至冷头的进回气量处于稳定值。

9、更进一步地，无负载温度下，gm制冷机的瞬时进回气气量随时间变化呈现出周期性波动，最小波动周期为t。

10、更进一步地，所述t为20s。

11、更进一步地，所述上位机对瞬时进气流量值进行积分的最小时间间隔为t，所述上位机对瞬时回气流量值进行积分的最小时间间隔为t。

12、更进一步地，上位机采集多段无负载温度下周期为t的瞬时进气流量值或者瞬时回气流量值，得到进回气量的流量范围。

13、本发明的优点在于：本发明通过积分运算将第一质量流量计测得的瞬时进气流量值转换为每小时的进气平均流量，通过积分运算将第二质量流量计测得的瞬时回气流量值转换为每小时的回气平均流量，间接获得每小时内制冷机的进回气量，从而有助于分析氦气压缩机与gm制冷机冷头的性能一致性。

技术特征：

1.一种gm制冷机气量测试装置，其特征在于，包括分别设置于gm制冷机的冷头进回气口处的第一质量流量计以及第二质量流量计、第一流量显示仪、第二流量显示仪以及上位机，所述第一流量显示仪与第一质量流量计电连接，第二流量显示仪与第二质量流量计电连接，上位机分别与第一流量显示仪以及第二流量显示仪电连接，上位机通过积分运算将第一质量流量计测得的瞬时进气流量值转换为每小时的进气平均流量，上位机通过积分运算将第二质量流量计测得的瞬时回气流量值转换为每小时的回气平均流量。

2.根据权利要求1所述的一种gm制冷机气量测试装置，其特征在于，所述gm制冷机与压缩机组通过管道连通。

3.根据权利要求2所述的一种gm制冷机气量测试装置，其特征在于，所述gm制冷机的冷头进气口通过高压进气管道与压缩机组的出气口连通，所述高压进气管道上设置第一质量流量计。

4.根据权利要求3所述的一种gm制冷机气量测试装置，其特征在于，所述gm制冷机的冷头回气口通过低压回气管道与压缩机组的进气口连通，所述低压回气管道上设置第二质量流量计。

5.一种gm制冷机气量测试装置的测试方法，其特征在于，上位机通过积分运算将第一质量流量计测得的gm制冷机的冷头进气口处的瞬时进气流量值转换为每小时的进气平均流量，所述上位机通过积分运算将第二质量流量计测得的gm制冷机的冷头回气口处的瞬时回气流量值转换为每小时的回气平均流量。

6.根据权利要求5所述的一种gm制冷机气量测试装置的测试方法，其特征在于，所述gm制冷机经过预设降温时间后冷头温度到达无负载温度，此时gm制冷机呈现出平衡状态，则gm制冷机提供至冷头的进回气量处于稳定值。

7.根据权利要求6所述的一种gm制冷机气量测试装置的测试方法，其特征在于，无负载温度下，gm制冷机的瞬时进回气气量随时间变化呈现出周期性波动，最小波动周期为t。

8.根据权利要求7所述的一种gm制冷机气量测试装置的测试方法，其特征在于，所述t为20s。

9.根据权利要求7所述的一种gm制冷机气量测试装置的测试方法，其特征在于，所述上位机对瞬时进气流量值进行积分的最小时间间隔为t，所述上位机对瞬时回气流量值进行积分的最小时间间隔为t。

10.根据权利要求9所述的一种gm制冷机气量测试装置的测试方法，其特征在于，上位机采集多段无负载温度下周期为t的瞬时进气流量值或者瞬时回气流量值，得到进回气量的流量范围。

技术总结
本发明公开了一种GM制冷机气量测试装置及其测量方法，测试装置包括分别设置于GM制冷机的冷头进回气口处的第一质量流量计以及第二质量流量计、第一流量显示仪、第二流量显示仪以及上位机，所述第一流量显示仪与第一质量流量计电连接，第二流量显示仪与第二质量流量计电连接，上位机分别与第一流量显示仪以及第二流量显示仪电连接，上位机通过积分运算将第一质量流量计测得的瞬时进气流量值转换为每小时的进气平均流量，上位机通过积分运算将第二质量流量计测得的瞬时回气流量值转换为每小时的回气平均流量；本发明的优点在于：积分运算的方式间接获得每小时内制冷机的进回气量，从而有助于分析氦气压缩机与GM制冷机冷头的性能一致性。

技术研发人员：姜远镇,韩雨松,韩沅秀,邓家良
受保护的技术使用者：安徽万瑞冷电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13