氦液化器

氦气作为一种不可再生的稀缺资源，是安全和高新技术产业发展的重要战略性物资，可广泛应用于国防、航空航天、核工业、科研、医疗、工业等领域。由于氦资源被提氦技术成熟且产量高的美国主导，加上近年来中美两国关系在内的全球国际形势等原因，促使国际液氦价格始终维持高位，购买难度逐渐攀升，且这样的问题仍会持续加剧，所以如何高效、安全、可操作的回收氦气，是目前急需解决的一大难题。 早在十多年前，Quantum Design公司未雨绸缪，秉承着智能化和自动化的仪器研发理念开始研发氦液化器，经过3年多时间的潜心研发，终于在2012年推出了智能型氦液化器——Advanced Technology Liquefier（ATL）系列，和一款智能化氦气纯化器——Advanced Technology Purifier（ATP30），用于对氦气进行超高纯度的纯化。8年来，Quantum Design的氦液化器已经服务于全球多个企业、高校及科研院所。值得指出的是，Quantum Design有幸为莱顿大学昂内斯实验室提供了回收率110~135L/天的液氦回收系统，实现新老氦液化器的接力。莱顿低温物理实验室由低温物理学家卡末林昂内斯（K. Onnes）创建，昂内斯于1908年次实现了氦的液化，随后于1911年发现了超导电性，由于对低温物理所作出的突出贡献，卡末林昂内斯获得了1913年的诺贝尔物理学奖。为了纪念他对低温物理学的巨大贡献，1932年莱顿大学物理实验室被命名为“卡末林－昂内斯实验室。”NexGen系列氦液化器 多年来，Quantum Design公司未曾停下研发的脚步，于2020年10月发布了全新一代的氦液化器NexGen，相比于原来的ATL160氦液化器，NexGen仅使用一个冷头在1磅力每平方英寸（PSI）下每天可获得高达30L以上的液化率，大的提升了冷头的液化效率，同时可以随时取用液氦，无需等待。此外，面向需要一次灌输大量液氦的低温设备如NMR/MRI/MEG等，推出了250L容量的氦液化器NexGen 250，实现一次传输到位。NexGen新一代氦液化器基本参数型号液化率杜瓦容量主机尺寸（cm3）NexGen 160≥25L/天160L104×71×152NexGen 250≥25L/天250L114×81×160NexGen 160xL≥30L/天160L104×71×152 新品亮点：亮点1：单冷头常压液化可实现≥30L/天液化率与上一代的ATL160氦液化器相比，新型NexGen系列氦液化器将主流的高压液化模式升成了高效常压（@1psi）液化模式，并且能够获得≥30L/天液化率，液化效率接近2台普通氦液化器在常压下的液化率，这样在节省总的设备购买费用的同时也能够节省后期的用电及设备维护费用。相比较，常压液化模式的好处是省去了升降压的等待过程，需要使用液氦的时候可以随用随取。 亮点2：推出250L大容量液化器对于有些大容量的低温设备，常规160L容量的液氦无法实现一次性液氦传输，Quantum Design推出的250L容量的氦液化器NexGen250有效解决了这一问题，可应用于大型核磁（NMR）和脑磁（MEG）等。此外，250L的液氦容量，能够让系统储备更多的液氦来应对其他的一些需要，如系统初始使用时或失超时需要使用大量的液氦。 核磁共振波谱仪（NMR）核磁共振成像(MRI)亮点3：小尺寸设计灵活移动传输液氦新一代氦液化器继承了上一代氦液化器灵活移动的优点，160L容量液化器尺寸仅104 cm×71 cm×152 cm，非常适合在不同房间及楼层之间移动传输液氦，相比于通过额外的杜瓦二次转移传输液氦，这种直接移动至目标设备传输液氦的方式能节省约20%的液氦。氦液化器自身带有蓄电池，在断电时也可以操作主控制界面，记录液化器使用状况，实现液氦传输实时监控与控制。亮点4：易于使用 Quantum Design的氦液化器专为普通用户开发，具有友好的触摸屏界面，可以通过互联网进行远程访问。全自动操作允许你将更多的时间花在工作上而不是冷剂维护。与工业型氦液化器不同的是，它小巧轻便的体积便于通过门口和斜坡，其转移过程与从当前储存杜瓦瓶中转移一样容易，可以大程度的减少多次传输液氦造成的损失。所有这些特性使得液氦的回收和转移比以往任何时候都更加方便。 亮点5：多种回收方案无论你有一个大实验室或小实验室，一个或多个使用液氦的设备，Quantum Design总有一款氦回收方案适合你。氦气回收系统可单配置，以适应各种规模和类型的实验室。所有回收系统都有完全集成的组件，大多数功能都是自动化:或非常容易操作的。我们可以提供的氦液化器有液化效率25+L/天，30+L/天等以及配套的不同类型的纯化器，根据不同类型的设备及预算需求可以选择直接回收、中压回收或高压回收方案。模块化设计的液氦回收系统，可以随着您需求的增长而扩展。 目前Quantum Design的新一代氦液化器已经获得了中国科学院大学2套25L/天@1psi的系统订单，感谢中国科学院大学的氦液化器用户一直以来对Quantum Design的信任与支持！ 同时我们也感谢其他氦液化器用户对我们的支持（排名不分先后）： 中国科学院物理研究所、中国科学院生物物理研究所、北京理工大学、中国科技技术大学、中国科学院等离子体研究所、南京大学、南京航空航天大学、上海交通大学、复旦大学、上海高压先进科研中心、华中科技大学、昆明理工大学、吉林大学、河南大学。

3月8日，首个全国产化大型氢液化器——5吨/天级大型氢液化系统在北京通过测试验收，总体性能达到国际先进水平。5吨/天级大型氢液化系统该液化器为中国科学院先导专项任务成果，由中国科学院理化技术研究所研制。该所低温工程与系统应用研究中心研究员彭楠告诉记者，该装备应用了氦制冷循环、正仲氢连续转化技术和自主知识产权低温透平膨胀机。按照任务书指标要求，系统满负荷稳定运行时间8.5小时，低负荷稳定运行时间73小时。在满负荷运行条件下，氢气液化率3070.2升/小时(约5.17吨/天)，液氢产品的仲氢含量98.66%，液化系统能效比12.98千瓦时/千克液氢(含液氮损耗)。

在液氦资源日益紧张的今天，越来越多的实验室开始考虑使用氦液化器来进行循环回收使用液氦，这样既省去了来回采购使用液氦的麻烦，又节省了不少液氦的消耗费用。尤其在一些偏远的地方，购置液氦本身就非常困难。近期，Quantum Design中国工程师相继完成了昆明理工大学和中国科学院物理研究所智能型氦液化器ATL的安装调试。在中国科学院物理研究所的液氦回收测试中，单台冷头峰值液氦回收率达到近40L/天，得到了客户的高度认可，这充分体现了智能型氦液化器ATL的高效回收。 图1：Quantum Design智能型氦液化器ATL系统实物图（多套联用） Quantum Design公司30多年来一直致力于低温系统的研发与设计，积累了大量的技术和经验，从用户的使用角度出发，设计研发出的智能型氦液化器ATL，可针对不同客户需求，实现多种液氦回收方案。ATL具有单冷头液化效率高（＞25L/天）、智能型操作与监控、方便移动输送液氦以及扩展灵活等特点，在传统型的氦液化器基础上有了非常大的改进。 图2：智能型氦液化器ATL工作原理 截止到目前为止，Quantum Design中国已成功为中国科学院生物物理研究所、南京大学、上海高压先进科研中心、华中科技大学、河南大学、复旦大学、中国科学技术大学、北京理工大学、昆明理工大学、中国科学院物理研究所等国内多个高校和科研院所顺利安装了智能型氦液化器ATL。多台设备的平稳运行将持续为中国的低温超导科研提供新的助力。相关产品及链接：智能型氦液化器ATL：https://www.instrument.com.cn/netshow/C167860.htm