專利名稱：制冷機對置消振結構的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于振動，尤其是關于斯特林低溫制冷機對置消振結構。
背景技術：
紅外探測器在低溫下工作，可降低其內部熱噪聲，提高探測靈敏度、響應率和信噪比。為此，高性能紅外光電探測器需要配置低溫制冷機，首選的是用直線電機驅動活塞的斯特林低溫制冷機。但由于活塞的直線往復運動，其不平衡慣性力產生的振動，會引起探測器的振動，從而影響紅外遙感圖像的清晰度，使之模糊。美國5895033號專利說明書提出了一個被動式平衡系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用具有固定諧振頻率的彈簧來消除制冷機不平衡慣性力產生的振動。但該彈簧固有的諧振頻率基礎上是恒定的，當制冷機工作頻率變化時，諧振頻率恒定的被動彈性系統(tǒng)不能隨之變動而很好的消除制冷機的振動。

發(fā)明內容
本實用新型在于提供一種制冷機對置消振結構，以解決隨制冷機工作頻率的變化均可有效地消除振動，保障紅外探測器平穩(wěn)地低溫工作的技術問題。
本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下一種直線電機驅動活塞的低溫制冷機對置消振結構，包含壓縮機和膨脹機，其特征在于設置兩臺同軸相向布置的壓縮機和兩臺同軸相向布置的膨脹機；設置有與兩壓縮機和兩膨脹機電連接并控制該兩壓縮機和兩膨脹機同相位工作的電控箱。
所述的直線電機驅動活塞的低溫制冷機對置消振結構，其特征在于壓縮機和膨脹機各自設置有位移傳感器；每一相連的壓縮機和膨脹機設置有一電控箱；設置有與各位移傳感器、電控箱電連接的同步控制器。
本實用新型是將兩臺相同的直線電機驅動的制冷機軸向對置，即其壓縮機與壓縮機、膨脹機與膨脹機分別同軸向相對布置，由同一電源驅動，使壓縮機和膨脹機分別保持同相位的運動，由于同軸向的對置，它們各自的運動件相向運動，其產生的慣性力方向相反，且大小相等，自然得以平衡。單臺制冷機內在不平衡慣性力所引起的振動，在此兩臺軸向對置的制冷機系統(tǒng)中得以消除，并且其效果不受工作頻率變化的影響，而且簡單、易行。


圖1是本實用新型一種對置結構示意圖。
圖2是電控箱輸出電壓波形圖。
圖3設置有位移傳感器的直線電機驅動活塞式制冷機。
圖4是本實用新型又一種對置結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。
請參閱圖1所示，包含由直線電機驅動的壓縮機和膨脹機；其中壓縮機3、膨脹機5與它們之間的連管4組成制冷機1、壓縮機6、膨脹機8與其間的連管7組成制冷機2。壓縮機3與壓縮機6按同軸相向布置，膨脹機5與膨脹機8同軸相向設置在冷負載10(例如真空冷箱)上。設置有分別與壓縮機3、6和膨脹機5、8電連接的電控箱9，由該電控箱9驅動控制制冷機1、2的運行。
為驅動控制制冷機1、2的同相位運行制冷工作，電控箱9輸出到制冷機1和2的電壓波形如圖2所示。壓縮機3、6的電壓Vc1、Vc2分別與其相對應的膨脹機5、8的電壓We1、We2波形有位相差，該相位差角φ由制冷機1、2工作特性決定。圖2的左圖和右圖的波形完全一致，可以由電控箱9輸出一分為二而得，即可使兩制冷機1、2同相位工作。
圖3所示為一種設置有位移傳感器14的壓縮機3’、6’和膨脹機5’、8’，壓縮機3’、6’的活塞15和膨脹機5’、8’的推移活塞16分別由直線電機17、18驅動，作直線往復運動。活塞15和推移活塞16分別與各自對應的位移傳感器14相連，因此活塞15和推移活塞16的位置信號可由各自的位移傳感器14給出。
對于這種具有位移傳感器14的壓縮機3’、6’和膨脹機5’、8’組成的制冷機1、2，采用如圖4所示的對置消振結構，其中壓縮機3’和6’、膨脹機5’和8’分別同軸相向設置；制冷機1、2分別與各自的電控箱11、12對應電連接。設置有分別與電控箱11、12和各位移傳感器14電連接的同步控制器13。這樣可以通過同步控制器13比較兩制冷機1、2的位移信號，反饋控制電控箱11、12的驅動信號間的同步，使兩制冷機1、2保持同步運行，即兩制冷機1、2的運動件相位和行程均相同，同樣可使兩者的不平衡慣性力相互抵消。
將二臺制冷機同軸相向布置，顯然慣性力方向相反，由單臺制冷機工作時的慣性力(即不平衡慣性力)，在此時得到平衡，即相互抵消，也就消除了不平衡慣性力引起的振動及其噪聲。
本實用新型最佳模式是選取各自的運動質量，行程和平衡位置相等的(壓縮機與膨脹機之間可以不同)制冷機，采用同一臺電控箱輸出到兩臺制冷機，結構簡單易行。
權利要求1.一種直線電機驅動活塞的低溫制冷機對置消振結構，包含壓縮機和膨脹機，其特征在于設置兩臺同軸相向布置的壓縮機(3，6)和兩臺同軸相向布置的膨脹機(5，8)；設置有與兩壓縮機和兩膨脹機電連接并控制該兩壓縮機和兩膨脹機同相位工作的電控箱(9)。
2.根據(jù)權利要求1所述的直線電機驅動活塞的低溫制冷機對置消振結構，其特征在于壓縮機和膨脹機各自設置有位移傳感器(14)；每一相連的壓縮機和膨脹機設置有一電控箱(11，12)；設置有與各位移傳感器、電控箱電連接的同步控制器(13)。
專利摘要一種直線電機驅動活塞的低溫制冷機對置消振結構，包含壓縮機和膨脹機，其特征在于設置兩臺同軸相向布置的壓縮機和兩臺同軸相向布置的膨脹機；設置有與兩壓縮機和兩膨脹機電連接并控制該兩壓縮機和兩膨脹機同相位工作的電控箱。本實用新型解決隨制冷機工作頻率變化均可有效地消除振動，保障紅外探測器平穩(wěn)地低溫工作的技術問題。
文檔編號F25B1/02GK2624133SQ03231509
公開日2004年7月7日 申請日期2003年5月26日 優(yōu)先權日2003年5月26日
發(fā)明者紀國林, 吳亦農, 王彪 申請人:中國科學院上海技術物理研究所