低温制冷器

极低温制冷是指制冷温度低于1K的制冷技术，广泛应用于凝聚态物理、天文观测、量子计算等领域，至今已经有20余项诺贝尔物理学奖成果来自极低温区，如超流3He、量子霍尔效应等。绝热去磁制冷和稀释制冷是目前主流的极低温制冷技术，其中绝热去磁制冷利用磁热材料的磁热效应实现制冷，具有高效、不依赖重力等优点，稀释制冷利用3He原子在极低温下从浓相流入稀相时吸热来实现制冷。中科院理化所低温与制冷研究中心立足于小型低温制冷的长期研究积累，从2019年开始开展极低温制冷的研究工作，近期取得了一系列重要进展。在绝热去磁制冷技术方面，深入研究了多级间歇和连续循环的高效热力学流程，与所内晶体中心交叉合作开发了高传热效率顺磁盐模块，搭建了单级和多级绝热去磁制冷系统，解决了高精度控温等技术难点。三级制冷系统最低温可达48.6 mK，温度波动控制在 μK级别。在稀释制冷技术方面，搭建了特殊形式的冷凝泵型稀释制冷机，揭示了低驱动力下稀释制冷整机运行机理和损失机制，解决了低温循环启动等技术难点，系统最低温达到108 mK，进一步的优化工作仍在进行。上述研究工作对于提升我国极低温平台的自主研发能力有重要意义，大力支撑包括天文望远镜、量子计算机和单光子探测器等高端设备的研制和前沿科学研究。绝热去磁制冷机实验平台冷凝泵型稀释制冷机实验平台

近年来，低维材料、超导材料、量子科技等已成为科学研究关注的焦点，在日常生活上用不上超低温制冷技术，却在这些领域中发挥了重要的作用，为相关研究创造了极端条件，推动了相关科技的进步。近日，由全国纳标委低维纳米结构与性能工作组和中国科学院半导体研究所联合主办的第四届低维材料应用与标准研讨会（LDMAS2021）在北京西郊宾馆成功召开。在展会上，北京飞斯科科技有限公司的黄社松先生向我们介绍了超低温制冷技术的发展。氦是不可再生资源，无液氦制冷意义重大目前的超低温制冷技术离不开氦，但我国却是贫氦国家。据黄社松介绍，我国氦储量仅占全球2%左右，且开采难度大，目前我国还没有氦生产能力，氦气严重依赖于美国进口。虽然我国已通过资本注入等手段向卡塔尔等国家购买氦矿，但目前来讲氦还是不可再生资源，总量有限，如果不对其进行回收，在做完实验后会排入大气，现在无液氦系统传统替代氦气制冷已成为趋势。针对我国对无液氦制冷技术的需求，北京飞斯科科技有限公司在今年四月份推出了多功能高效闭环氦气循环系统，可以为用户提供一个低温的真空环境，最低温度小于1.7k且完全无液氦。同时设备消除了冷头的震动，解决了目前商用4K制冷机普遍存在的振动较大问题，特别适用于一些对振动敏感的实验（如STM、SEM、AFM、ARPES、显微镜、红外、高能物理、高压物理、单光子探测、布里渊散射和离子阱等）。黄社松表示，飞斯科的这款产品目前在同类产品中处于世界领先地位，虽然国际上仍有两家公司也有类似产品，但这些产品最低温度只能到3~4k，在两三年之内应该还不会有能匹敌该产品制冷效果的产品。此外，飞斯科还提供了相应的一些低温插件。黄社松先生还介绍了配套的ST-500显微型低温恒温器。恒温器采用低膨胀措施和低漂移设计，使样品振动水平降至纳米量级。采用新一代高效热交换器最低温度小于1.8K，可用作单量子点/单分子低温测试平台，紧凑型设计满足高倍放大的短焦距显微物镜要求，可与多数商用显微镜和Raman光谱仪匹配使用。黄社松透露，飞斯科推出的无液氦的多功能高效闭环氦气循环系统受到了用户的欢迎，目前已有20多套的订单在做。多功能高效闭环氦气循环系统国产稀释制冷机技术亟待突破除了已经实现商业化的多功能高效闭环氦气循环系统，飞斯科还在准备研发稀释制冷机。黄社松表示，消除震动和电磁噪音的稀释制冷机目前仍是空白，我们正在努力在做，但是时间比较长,不同于实验室研究产物，相关产品将直接推商业化。现在稀释制冷机的超低温制冷主要应用在量子领域、二维材料当中，这主要是由于量子本身是微观的效应，很容易受到干扰，而超低温可以将噪音降得很低。比如，对量子比特来讲，它最怕的就是温度，因为温度产生热耦合噪音，低温之后噪音就可以被极大的限制，使它成为孤立系统，这时它的退相干时间就会大大延长，量子比特才会成功，否则包括存储、读取、叠加等都需要时间。最近中关村一个创新论坛上，飞斯科的客户于海峰研究员也介绍了突破500ms退相干时间的成果，创造了世界纪录。不过目前稀释制冷机还存在一些技术问题。一方面，稀释制冷机本身是有震动的，而且稀释制冷机制造难度大，再加上减震更难，所以大家先不考虑这个问题。另一方面，整机上的冷托有磁性会造成非常大的干扰，量子比特会大幅度无效。黄社松表示，应用分体式的创新可以解决这个问题，现在世界上还没有第二个厂家在做这些事情，飞斯科规划当中明年可以推出商用的机型，同时会以此为基础制造无震动、无磁性的稀释制冷机，虽然最后不一定成功，但是总是要做一些尝试。黄社松也向我们透露，稀释制冷机现在主流的还是500微瓦，明年飞斯科推出来也就是500微瓦，后年才能推出1毫瓦的，届时将采用新的设计，在理论上有望解决噪音和磁性震动等问题。氦三提纯技术已成为量子研究的“卡脖子”技术水有普通的水和重水，它们混合到一块是分不开的，但是氦三氦四不一样，液体的氦三和氦四在低温下在大约八九百mK的时候就会自动分开，自动分开的现象过程中会有所谓的制冷效应，其实这就是因为这两者复合在一起就会产生稀释效应，就会有降温效应，连续的补充和打破平衡，就使得混合液一直处于相分离状态，就实现了所谓的稀释制冷，这就是稀释制冷机的原理。值得注意的是，氦三是氦四的同位素，氦四实际上是天然的，在美国很多天然气矿里面有百分之几的氦四，但氦三却不是天然的，而是纯粹的人造的，但是在宇宙中氦三、氦四非常多，比如太阳中有大量的氦3、氦4，核聚变就是氕氘氚反应最后变成氦三和氦四。众所周知，月球存在很多氦三，实际上月球本身是没有氦三的，是因为太阳风上亿年日积月累把它吹到上面而形成，但月球上的资源开采不易。当前，稀释制冷机需要的氦三全部需要进口。现在氦三主要从氚中提取。我们国家不缺氦三，缺的是没有放射性的，不带氚的氦三。氦三无放射性，但氚是有放射性的，而只有俄罗斯和美国可以生产商业化的无放射性的氦三。目前来讲，我国还没有真正的把无放射性的氦三的提纯商业化，所以全进口且非常受美国管制。黄社松在采访中呼吁道，国家需要把无放射性氦三提纯技术提上日程，否则量子计算机的稀释制冷还没解决掉，氦三就没了，没有氦三我们就没法做稀释制冷。黄社松表示，实际上飞斯科稀释制冷机的研制已经准备了很多年，但闭关锁国是不行的，实际上有很多技术来自于先进的国家，这些技术不是我们讲我们憋着脑袋就能想出来的，真的很多需要全球联合。关于北京飞斯科北京飞斯科科技有限公司创建于2007年，集国内著名大学和科研院所的优秀人才，专门从事物理、化学和材料等领域的科学仪器研发、销售和技术咨询的国家高新技术企业。北京飞斯科不仅提供各种低温强磁场设备，如低温和超低温 (He-3、DR）恒温器，超导磁体，ADR恒温器，热电型恒温器，红外杜瓦，液氦杜瓦，SQUID传感器、Bolometer探测器，低温控温仪，金刚石对顶砧、低温低噪音放大器等，而且提供多种测试系统，如低温电导率测试系统、低温霍耳效应测试系统、交流磁化率测试系统、低温强磁场高压物性测试系统、低温磁光测试系统、瞬态光电流/光电压测试系统、Seebeck测试系统、热输运测试系统、RRR测试系统和多路温度巡检系统等。

作者：吴长锋 来源：科技日报3月26日，安徽大学物质科学与信息技术研究院单磊教授、王绍良研究员团队自主研发的“量子计算用国产极低温稀释制冷机”项目，顺利通过鉴定委员会鉴定。专家认为，研制的极低温稀释制冷机满足量子计算需求，连续稳定运行的最低温度为8.5mK，项目创造了已公开报道的连续运行最低温度和制冷量两项国内纪录。安徽大学供图“量子计算用国产极低温稀释制冷机”是一种能够提供接近绝对零度低温环境的高端科研仪器，是现代量子科学研究与量子技术发展的关键核心设备之一。由领域内知名专家组成的鉴定委员会听取了项目工作汇报，审阅了技术报告和相关技术资料，考察了实验现场，查看了系统运行状况；经质询、答疑和讨论，一致认为：针对无液氦、极低温、大冷量、大空间、高稳定性等量子计算需求，单磊教授、王绍良研究员团队成功研制出无液氦型量子计算用极低温稀释制冷机，连续循环运行最低温度达到8.5mK。相关成果增强了我国相关基础科学和技术领域的原始创新能力，进一步解决了大摩尔流量条件下极低温流体热交换效率低的技术难题，研发出具有超大比表面积的极低温高效换热部件，同时实现了相关核心部件的完全自主研发，扭转核心技术“卡脖子”的被动局面。据悉，去年12月31日，这台机器已经获得在100毫K具有435微瓦和120毫K具有671微瓦的制冷量，达到国际主流产品的水平，满足量子计算的温度和冷量需求。

[报告简介]本次报告将结合具代表性的低温设备为大家介绍科研中常用制冷技术与制冷设备的工作原理， 让您了解低温设备在设计细节上的精益求精。 我们以广受关注和好评的 Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器、 OptiCool 超全开放强磁场低温光学研究平台、综合物性测量系统（PPMS）、磁学测量系统（MPMS）、 mK 光学恒温器、 mK 快速换样低温系统等设备为例，来介绍性能背后的温度控制技术、样品粘贴与导热技术、低温导线选择与连接技术、窗口的尺寸与厚度、低温设备的真空密封等低温知识和实验技巧。Quantum Design 中国子公司长期致力于为国内用户提供多种用途的低温光学、低温强磁场设备和测量系统，了解这些设备的特点并使设备发挥出应有的性能将会有效的提升实验结果。[直播入口]您可通过扫描下方二维码，关注QuantumDesign官方视频号，届时观看直播，无需注册！扫描上方二维码，即刻观看直播！[报告时间]2022 年 5月 31 日 10:00—11:00[主讲人介绍]魏文刚 博士魏文刚，凝聚态物理博士，科研背景为低温、表面磁学与磁性材料相关领域。Quantum Design产品经理。主要负责低温恒温器、低温强磁场光学设备和低温测量设备的销售与技术沟通工作。

上海喆图低温培养箱DW-100CL制冷系统解析低温培养箱是实验室中常用的设备之一，广泛应用于细胞、组织培养以及微生物的低温保存。上海喆图科学仪器有限公司生产的DW-100CL低温培养箱以其优异的恒温性能和可靠性受到用户的信赖。本文将详细介绍DW-100CL低温培养箱的制冷系统工作原理。制冷系统组成DW-100CL低温培养箱的制冷系统主要由以下几个部分组成：压缩机：作为制冷系统的核心部件，负责压缩制冷剂，提升其温度和压力。冷凝器：高温高压的制冷剂气体在冷凝器中放出热量，由气态转变为高压液态。膨胀阀：通过膨胀阀，高压液态制冷剂迅速膨胀，压力和温度急剧下降，变成低温低压的湿蒸汽。蒸发器：低温低压的制冷剂在蒸发器中吸收箱内热量，从而使箱内温度下降。风机和风道：用于强制对流，使冷气均匀分布到培养箱的各个角落。一、制冷系统工作原理压缩过程：压缩机将低压低温的制冷剂蒸汽吸入，并压缩为高压热蒸汽。冷凝过程：高压热蒸汽进入冷凝器，向周围环境放热，冷凝成液态。节流过程：液态制冷剂通过膨胀阀时，压力和温度迅速降低，形成低温低压的湿蒸汽。蒸发过程：低温低压的湿蒸汽在蒸发器中吸收箱内的热量，使箱内温度下降，同时制冷剂蒸汽化，完成制冷循环。热交换：风机将蒸发器中的冷气送入培养箱内，通过风道循环，实现箱内温度的均匀分布。二、制冷系统特点高效节能：采用高效的压缩机和优化的热交换设计，提高制冷效率，降低能耗。精确控温：通过精确的电子温控系统，实现对箱内温度的精确控制。均匀制冷：采用风冷方式，确保箱内温度均匀，避免局部过冷或过热。安全可靠：具备多重安全保护措施，如压缩机过热保护、超温报警等。三、结论上海喆图DW-100CL低温培养箱的制冷系统设计精良，通过高效的压缩机、合理的热交换和精确的电子控制，实现了低温环境的稳定维持。这种制冷系统不仅能够满足实验室对低温培养和保存的需求，而且具有节能、安全和可靠性高的特点，是科研和医疗领域理想的低温设备选择。

中科院物理所自主研发的10mK无液氦稀释制冷机原型机。　中科院物理所 供图 中国科学院物理研究所自主研发的无液氦稀释制冷机6月下旬实现近10mK(比绝对零度-273.15摄氏度高0.01度)极低温，标志着中国在高端极低温仪器研制上取得突破性进展，具备了为量子计算等前沿研究提供极低温条件保障的能力。　　作为中国低温实验技术和低温物理研究的发源地，中科院物理所曾在上世纪70年代末就成功研制中国第一台湿式稀释制冷机，实现最低33mK的极低温。面对新一轮量子科技竞争，中科院物理所再次组织力量联合攻关，完全自主研制国产无液氦稀释制冷机。中科院物理所在北京怀柔正在建设中的全新二代机。　中科院物理所 供图　　在历时两年半的研发过程中，科研团队先后攻克一系列工艺难题和核心技术难题，最终于6月24日晚，其自主研发的无液氦稀释制冷机原型机实现10.9mK的连续稳定运行，满足超导量子计算需要的条件，单冲程运行模式可低于8.7mK，基本达到国际主流产品水平，在解决量子计算关键核心技术问题、加快科技自立自强上迈出关键的一步。　　后续，科研团队将进一步优化无液氦稀释制冷机相关技术，固化工艺流程。同时，正在建设中的新一代制冷机将在易用性和稳定性方面达到进口产品水平，为中国的量子计算实验前沿研究提供有力支撑。　　中科院物理所科研团队介绍说，稀释制冷机是一种能够提供接近绝对零度环境的高端科研仪器，可广泛应用于凝聚态物理、材料科学、粒子物理乃至天文探测等科研领域。稀释制冷机为量子计算机的正常运行提供必要的极低温环境，是量子计算研究中不可替代的关键设备。目前中国此类仪器完全依赖进口，是亟待攻克的关键核心技术之一。　　无液氦稀释制冷机有别于传统的依赖液氦辅助降温的湿式稀释制冷机，不需要液氦辅助就可以实现仅仅高于绝对零度0.01度的极低温，可为量子计算机芯片提供用于维持量子态必需的极低温环境。目前，其他制冷技术在最低温度、制冷量和连续运行时间方面都还不能满足量子计算的需要。无液氦稀释制冷机是一种通用科学仪器，除了被广泛地应用于量子计算领域，还可应用于极低温物理实验、纳米材料研究，甚至可用于暗物质探索、引力波探测等粒子物理和宇宙学探测。

我国用于极低温区科学研究的制冷设备在相当长一段时期内主要依赖进口。这些制冷设备根据其温区和功能特点的不同而分为几个不同的系列，分别是：（1）温度低至~1 K的氦4减压降温制冷系统；（2）温度低至~300 mK的氦3制冷机；（3）温度低至~10 mK的稀释制冷机；（4）温度低至1 mK以下的核绝热去磁制冷机。其中，氦3制冷机具有在百mK温区制冷功率大的特点，特别适合在该温区开展各类电学、热学和谱学实验，是在建的怀柔综合极端条件实验装置量子调控系统的核心低温设备之一。目前其商业产品主要来自于英国牛津公司和美国Janis等公司。中国科学院物理研究所曾于2021年率先自主研发成功了最低温度达到10mK以下的干式稀释制冷机，消除了固态量子计算研究被“卡脖子”的隐患。最近，在承建怀柔综合极端条件实验装置的过程中，物理所Q02组又自主研发成功了顶部插杆式氦3制冷机，实现了265mK的最低温度，并在300mK实现了200μW的大制冷功率。这些指标均达到了国际同类先进商业产品的水平，并圆满完成了低温强磁场低维电子波谱学实验站的低温工艺验收指标。该氦3制冷机的核心单元在设计、工艺和材料等方面实现了全部国产化，打破了此前我国此类极低温科研仪器设备市场被国外垄断的局面。中国科学院物理研究所自主研发的用于综合极端条件实验装置的顶部插杆式氦3制冷机

一个世纪之前，人类第一次将氦气液化，从此利用液氦的极低温制冷技术被广泛应用。例如一些大科学装置、深空探测、材料科学、量子计算等高技术领域。然而，低温技术中不可缺少的氦元素全球供应短缺，有什么方法可以不用氦元素实现极低温制冷？中国科学院大学苏刚教授、中国科学院物理研究所项俊森博士和孙培杰研究员、中国科学院理论物理研究所李伟研究员、北京航空航天大学金文涛副教授等人组成的联合研究团队通过多年研究，在近期实现了无液氦情况下极低温制冷基础研究的重要突破，这就为破解我国氦资源短缺的问题提供了解决方案。该科研成果北京时间1月11日在国际学术期刊《自然》发表。科研人员挑选高质量钴基三角晶格单晶样品超固态是一种在接近绝对零度（0开，也就是零下273.15摄氏度）时出现的量子物态，在超固态情形下，物质中的原子一方面呈现规则的排列，同时还可以在其间“无粘滞”地流动。超固态自20世纪70年代作为理论猜测提出以来，各国科学家尚未在固态物质中找到超固态存在的可靠实验证据。在这项研究中，我国科研人员在一种钴基三角晶格量子磁性材料中，首次发现了名为“自旋超固态”的新奇物质状态，得到了其存在的实验证据。随后科研人员利用该材料，通过绝热去磁过程获得了94毫开，也就是零下273.056摄氏度的极低温，实现了无液氦极低温制冷，并命名该效应为“自旋超固态巨磁卡效应”。科研人员调试极低温制冷平台中国科学院大学苏刚教授介绍，比如我们把这次发现的材料放到磁场里面，保持热量不泄漏的情况下给它退磁，也就是把磁场去掉。慢慢地在降磁场的过程中，材料的温度就会慢慢地降下去，最后就降到了94毫开（零下273.056摄氏度）。科研人员讨论新的实验结果据了解，极低温制冷是我国科研领域亟待攻克的关键核心技术之一。这次基础研究的突破是国际上在实际固体材料中首次给出超固态存在的实验证据。科研团队未来的工作目标是继续突破极低温的极限，并在未来建成无液氦极低温制冷机。极低温制冷机可以为例如超导量子计算机提供接近绝对零度的极低温运行环境，并且在凝聚态物理、材料科学、深空探测等前沿技术领域广泛应用。

6月13日，“量子计算用国产极低温稀释制冷机项目”在合肥高新区正式签约，并入驻量子信息未来产业科技园。安徽省科技厅推进发展处处长殷黎莉，安徽大学资产经营有限公司党委副书记、总经理张彤，安徽大学校地合作办副主任刘泉，合肥市科技局党组成员、副局长谢成军，合肥高新区党工委委员、管委会副主任吕长富，合肥市科创集团、高新区科技局、财政局等有关领导出席签约仪式并见证签约。“量子计算用极低温稀释制冷机”由安徽大学物质科学与信息技术研究院单磊教授、王绍良研究员团队自主研发，是一种能够提供接近绝对零度低温环境的高端科研仪器，是现代量子科学研究与量子技术发展的关键核心设备之一。项目基于量子计算对稀释制冷机的无液氦、极低温、大冷量、大空间、高稳定性的技术需求，解决了量子计算等领域极低温稀释制冷机完全依赖进口的难题，为相关科研及产业领域提供了替代进口的极低温稀释制冷技术。极低温稀释制冷机在产业化后，将广泛应用于量子计算、凝聚态物理、天文观测等领域。安徽大学研究员、合肥知冷低温科技有限公司董事长王绍良表示，项目是合肥“以投带引”的成功案例，在合肥市科技创新集团的支持下，项目公司将拿到第一笔种子基金，打通落地转化的最初一公里。“合肥高新区量子产业链完备，创新创业生态健全，高效、贴心的服务赢得了团队的一致肯定。”王绍良表示，下一步，公司将扎根合肥高新区发展，加大科研投入，力争做到国内第一，世界领先。殷黎莉高度肯定了合肥高新区在量子信息未来产业园建设取得的成绩，她表示，省科技厅将会同合肥市大力支持量子信息未来产业园建设，支持开展量子领域关键核心技术攻关和科技成果应用转化，在提升创新平台能级、培育壮大科技企业、引育科技人才队伍、科技体制改革攻坚等方面持续发力，助力合肥高新区建设极具活力、引领未来、享誉世界的“量子中心”和创新之谷，争创国家未来产业培育发展的探路先锋。谢成军强调，市科技局将调动所有能调动的资源，凝聚所有能凝聚的力量，全力支持高新区创新发展，在创新支持、成果转化、试点工程、场景建设方面给予量子企业政策支持。近年来，合肥高新区充分认识量子科技发展的重要性和紧迫性，把量子信息未来产业科技园建设作为“科大硅谷”建设和世界领先一流高科技园区建设的“一号工程”，加强量子科技发展战略谋划和系统布局，把握大趋势，下好“先手棋”。在省市政府关心指导下，合肥高新区于2022年11月28日获批量子信息未来产业科技园建设试点培育单位，这是全国唯一一个正式批复的量子信息未来产业科技园。截至目前，量子信息未来产业科技园已集聚上下游产业链企业53家，量子企业总数约占全国量子企业总数的三分之一。量子信息“关键核心技术环”在国内已经具备领先优势。量子计算方面，高新区是全国唯一一个已销售超导量子计算机整机的地区，并诞生全国第一个量子计算机操作系统和第一条量子芯片生产线；量子通信方面，高新区诞生了全国首个上市的量子科技企业，正在建设全国第二个量子通信城域网；在量子测量方面，高新区企业开发出全球首台量子钻石原子力显微镜，并获批全国首批计量文化和科普资源创新基地。吕长富表示，下一步，合肥高新区将抓好抓实量子信息未来产业科技园专班工作，在项目服务、品牌宣传、产业生态培育等方面做专做细，在量子科技产品应用场景上再下一步“先手棋”，在培育全国龙头量子企业上再下一步“先手棋”，在合肥未来持续高质量发展上再下一步“量子先手棋”。

自1911年4月，H. K. Onnes在低温下发现汞的超导电性以来已有整整110年，超导和低温物理以其特的魅力吸引着无数研究者前赴后继。温度是基本的物理量之一，温度越低越便于发现和观察丰富的量子力学现象。对低温的追求推动着低温制冷技术在过去的一百年里不断发展，当今，科研工作者已经可以非常便捷地使用商用化的稀释制冷机实现mK超低温环境，因而也发现了众多前所未见的本征物理现象，量子相变（QPT）就是其中之一。量子相变是指0K下系统所处的量子基态性质随外界参数变化而发生的相变。20世纪80年代在二维超导体中发现的磁场或载流子密度调制的超导-缘体相变（SIT）和超导-金属相变（SMT）是量子相变的典型范例。严格意义上讲，量子相变是在零度下发生的相变，其量子临界涨落会影响到有限温区的物理性质，使得很多特殊的物理性质出现在量子临界点（QCPs）附近。近期由中科院上海微系统与信息技术研究所狄增峰研究员、谢晓明研究员、胡涛研究员等与北大王健研究员合作，在人工二维超导体系中观测到一种具有量子格里菲斯奇异性（Quantum Griffiths Singularity）的特殊超导-金属量子相变。该篇工作发表在Advance Science期刊上[1]。在该工作中，单晶石墨烯通过化学气相沉积到金属锗Ge(110)表面形成导电衬底，掩膜完成电制作后利用电子束蒸发法将20 nm厚的铅（Pb）沉积到单晶石墨烯上。由于两者浸润性差，因而沉积的Pb容易形成随机不规则分布的、不连贯的纳米岛，透射电镜和扫描电镜结果都验证了Pb纳米岛的构型，且单个Pb纳米岛内部晶格结构整齐无明显晶界。在10K以下，Ge(110)基底为缘体，而表面覆盖的单晶石墨烯提供了理想的二维电子气平台，使得超导Pb纳米岛之间建立二维耦合。类似基本约瑟夫森结的超导-金属-超导体系，Pb纳米岛/单晶石墨烯片层同样构成了约瑟夫森结阵列。从上图片层电阻随温度的演变曲线可以观测到明显的两阶段超导转变，分别对应Pb纳米岛的超导转变（Region II），以及更低温的约瑟夫森耦合效应超导转变（Region III）。通过对60mK~3.9K温度区间输运数据的细致采集和仔细分析，发现该Pb纳米岛/单晶石墨烯片层在超导-金属相变量子临界点附近的输运性质异常，表现为超导-金属相变临界参量随温度连续变化，形成一条临界线，在逼近量子临界点，临界磁场与WHH理论模拟值（上图c中虚线）存着显著差异，同时临界指数趋于量子临界磁场时发散，而不是通常认知的固定值，这正是量子格里菲斯奇异性的表现。在传统相变中，在逼近临界点时，各临界指数趋于常量，而格里菲斯奇异性的存在，导致各临界指数不再保持为常数，而呈现发散趋势。格里菲斯奇异性来源于系统的无序或涨落在临界点附近对系统的相变行为产生的非平庸影响。在系统从无序相到有序相的转变中，较强的随机无序或涨落导致系统还未到达临界点时就以一定概率出现趋近热力学临界尺度的有序相。这些大块连通的有序区域使得系统的热力学势达到相变点以前就已出现奇异行为，从而导致系统各临界指数在临界点处呈现发散趋势[2]。早在低维超导体系中发现和证实量子格里菲斯奇异性的存在是由北京大学王健研究组与谢心澄院士、林熙研究员、王垡研究员、马旭村研究员、薛其坤院士等人合作完成，在三个原子层厚（小于1纳米厚）的镓（Ga）薄膜中发现了二维超导-金属相变具有格里菲斯奇异性，该工作发表在Science上[3]。此后王健研究组与谢心澄院士、林熙研究员和北京师范大学刘海文研究员等人合作在超薄晶态铅膜中发现了反常量子格里菲斯奇异性的存在，该工作发表在Nature Communication上[4]。 量子相变的细致研究与低温制冷技术的发展密不可分，前文提到的多篇工作的mK温区数据均采用了Quantum Design的综合物性测量系统的稀释制冷机选件(DR)。该选件可以实现样品处50mK低温环境，大的拓展了PPMS系统的研究范畴。DR选件简单易用，与PPMS平台无缝连接，并与PPMS平台的测量应用软件完全兼容。DR选件出厂时已经密封了He3和He4的混合气体，运行时只需将样品安装到样品台，再将DR选件插杆插入样品腔，控制程序自动降温到50mK，不需要额外的操作。与此同时，DR选件又是完全立的，所有组件都被整合到一个推车上，在不使用DR选件时能够简易从样品腔取出安置和收纳，完全不影响系统其他测试选件的使用。简单易用和完全闭循环的设计使PPMS系统的DR选件成为实验室mk低温获得的有效工具，不仅如此，多样化的兼容选件可直接实现低温下的各种测量功能，包括直流电阻测量，高电输运ETO测量，比热HC测量以及交流磁化率AC测量。相对于常规商用低温测量设备而言，PPMS系统及其低温组件有着较低的学习门槛，易于上手。即便是初次接触低温实验的用户也能在较短时间内掌握使用技巧。让一个新手能够很快的掌握测量技术，使大家有更多的精力和注意力集中在科学问题上，而不是技术手段上，这是对科学方面生产力的释放。Quantum Design以其专业精神，致力于为科研工作者提供便捷优质的专业设备，用户的选择与认可也是我们一直前行的不竭动力。 参考文献：[1]. X. Han et al., Disorder-Induced Quantum Griffiths Singularity Revealed in an Artificial 2D Superconducting System. Advanced Science 7, 1902849 (2020).[2]. S. Ye, J. Li, J. Wang, High-temperature superconductivity and quantum Griffith singularity in two-dimensional crystal. SCIENTIA SINICA Physica, Mechanica & Astronomica 48, 087406 (2018).[3]. Y. Xing et al., Quantum Griffiths singularity of superconductor-metal transition in Ga thin films. Science 350, 542 (2015).[4]. Y. Liu et al., Anomalous quantum Griffiths singularity in ultrathin crystalline lead films. Nature Communications 10, 3633 (2019).

2022年12月31日，安徽大学完全自主研发的量子计算用极低温稀释制冷机，经过反复严格测试，连续循环运行最低温度达到9.2mK，同时获得435μW@100mK, 671μW @120mK的制冷量，已经达到国际主流产品的水平，满足了量子计算的温度和冷量需求。该设备的研发成功，标志着我国完全掌握量子计算用极低温稀释制冷机关键核心技术，解除了我国在相关领域长期受制于人的“卡脖子”局面，为建设科技强国贡献安大人的力量。仪器照片极低温稀释制冷机是一种能够提供接近绝对零度的低温环境的高端科研仪器，是现代量子科学研究与量子技术发展的关键核心设备之一，广泛应用于量子功能材料与器件以及新奇量子现象的探索，为量子计算机提供必须的极低温环境。目前，我国量子计算用极低温稀释制冷机完全依赖于从英、美、芬兰、荷兰等国家进口。随着量子计算等高科技领域竞争的日趋激烈，该设备已逐渐成为遏制中国科技发展的禁运产品。因此，我国迫切需要具有自主知识产权、完全国产化的极低温稀释制冷机。研发团队安徽大学利用“双一流”学科建设的契机， 面向世界科技前沿，面向国家重大需求，瞄准量子计算关键设备的“卡脖子”技术——极低温稀释制冷机进行攻关。安徽大学物质科学与信息技术研究院单磊教授团队王绍良研究员利用安徽大学材料科学与工程的“双一流”学科优势，经过数轮攻坚，解决了大摩尔流量条件下极低温流体热交换效率低的技术难题，研发出具有超大比表面积的极低温高效换热部件，同时实现了相关核心部件的完全自主研发。

北京时间2022年7月11日凌晨5点，人类有史以来最强大的太空望远镜——詹姆斯韦布空间望远镜（James Webb Space Telescope, 简称JWST）发布了第一张经过官方处理的科学图像。这张前所未有的清晰宇宙图像标志着人类对宇宙的观察进入了新的红外时代，也引起了人们对韦布空间望远镜的更多兴趣。韦布望远镜首张经过官方处理的科学图像 韦布空间望远镜经历了二十五年研发，耗资100多亿美元，是集人类多领域顶尖科技于一身的强大观测仪器。它的主要观测波段为红外，这是因为来自早期宇宙的光在经过百亿年的红移后，大部分已经变成了红外线。但观测红外线是件麻烦事，所有具有温度的物体都会发射红外线，温度越高红外辐射就越强。为了观测到来自遥远宇宙深处的红外线，韦布的核心组件之一中红外成像仪（Mid-Infrared Instrument, MIRI）必须运行在低于7K（-266℃）的低温环境下，以抑制成像仪自身红外“噪音”的干扰，获得高质量的图片。这个温度甚至比韦布空间望远镜所在的空间温度（约36K）还要低30度，因此必须使用额外的制冷系统才能实现。 实现这样低的温度本身已经很不容易了，更何况韦布空间望远镜独自运行在距地球150万公里的L2拉格朗日点上。这套制冷系统还必须满足体积小、重量轻、可靠性高、振动低等一系列苛刻要求，才能保证韦布在十余年设计寿命内的稳定工作。韦布身上这套顶尖的制冷系统，便是被NASA工程师们称为“最强黑科技”的脉管式热声制冷系统。MIRI的超低温制冷装置 热声制冷是目前最先进的制冷方式之一，它利用热在弹性介质（常为高压惰性气体，如氦）中引起声学自激振荡的物理现象实现介质的压缩或膨胀，进而实现对热量的“搬运”达到制冷的效果。没看懂也没关系，总之与传统压缩机式制冷相比，热声制冷的优势在于装置结构非常紧凑，制冷效率高，并且几乎不需要机械运动部件，因此成为了韦布空间望远镜的不二选择。下面这张图就是韦布空间望远镜的脉管式热声制冷装置示意图，有兴趣的同学可以研究一下。脉管式热声制冷装置示意图 “天霁”ODS5-PRO高精度环境空气破坏臭氧层物质（ODS）与含氟温室气体监测系统在对环境空气进行监测时，为了实现对四氟化碳、三氟化氮等痕量超低沸点（约-130℃）组分的有效捕集，制冷温度需要低于-200℃（73K）。这个温度虽然比韦布的7K高了不少，但也足以让空气液化了。为了满足在线监测系统对于可靠性的要求，“天霁”ODS5-PRO采用了和韦布空间望远镜同款的脉管式热声制冷系统。该系统极为小巧，却可以在10分钟内实现从室温到-200℃的急速制冷。相比于上一代压缩机制冷，该系统不需要外置压缩机和传统制冷剂，可集成在主机内部，且制冷效率高，可靠性好。“天霁”ODS5-PRO超低温制冷系统 脉管式热声制冷系统的应用，使“天霁”ODS5-PRO分析精度、工作效率和可靠性均得到了有效保障。该低温技术源自工程中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室，具有完全自主知识产权，是真正的“中国创造”+“中国制造”。

德国kiutra -绝热退磁制冷器 绝热去磁制冷器 ADR低温恒温系统kiutra结合了多级磁性制冷和闭环预冷功能，在无致冷剂下，可提供连续不断的开尔文至亚开尔文温度。 我们的冷却系统提供了一种便捷的方式来生成非常低的温度，达到接近绝 对零值（–273.15°C）：无危险且使用简单 我们的设备是全电气高度自动化。特别是它们不需要稀有且昂贵的液化气（低温剂），而是使用廉价的固体作为冷却介质。具有出色的温度精度和稳定性 由于采用了直接的电磁控制机构，因此可以以非常出色的稳定性和稳定性达到并保持温度设定点，从而获得更好的测量数据或性能结果。最小的基础设施和空间要求 电磁冷却解决方案以紧凑的方式构建，并且只需要最少的基础架构。如何工作磁性制冷是基于磁热效应的：当介质被磁化时，其磁矩会对齐，并且释放出磁化热。反之亦然，如果介质被消磁，其温度将下降。kiutra的冷却系统可以利用两种不同类型的磁制冷方法：单次绝热退磁制冷（ADR）如以上附图中示意性所示，磁制冷可用于产生短期冷却。从封闭式低温冷却器提供的初始基准温度开始（步骤1）首先，将合适的冷却介质磁化（步骤2）。然后，磁化热由低温冷却器消散（步骤3）。随后，冷却介质通过所谓的热开关进行热分离（步骤4），然后再消磁（步骤5）。在退磁过程中，冷却介质的温度下降。如果在磁场B降低到零之前达到设定点温度，则可以调节冷却功率以在一段时间内提供恒定温度，例如持续几个小时甚至几天（步骤6）。当磁场最终减小到零时，冷却过程停止（步骤7），介质再次加热到基本温度（步骤8）。等待一段时间后，可以重新启动该过程。3级电磁冷却系统中的连续ADR对于某些应用，单发冷却是不够的。对于这些应用，kiutra提供永 久冷却动力的无低温磁性热泵。这些系统基于多级磁制冷，其中几个磁制冷单元相互连接并控制温度稳定性，如上图所示。原理：在n个磁化冷却单元释放的热量是由第（n-1）个单元消散，等等...这确保了连接到样品台的最终冷却单元永远不会耗尽了磁场，因此可以永 久连续提供开尔文甚至亚开尔文温度。 kiutra的磁性制冷系统以高度模块化的组件提供单次和连续ADR。根据客户的特定需求，单次ADR系统可以升级为多级CADR恒温器。创新点：kiutra结合了多级磁性制冷和闭环预冷功能，在无致冷剂下，可提供连续不断的开尔文至亚开尔文温度。我们的冷却系统提供了一种便捷的方式来生成非常低的温度，达到接近绝对零值（–273.15° C）。绝热退磁制冷机 绝热去磁制冷系统 ADR恒温器

近期凝聚态物理各个领域有了进一步深入的发展，科学家对低于100mK的低温温区的量子光学，量子光学机制以及其他测量结果产生了大兴趣。 例如，量子共振器与量子点、钻石中单个自旋或者高度整洁的光学腔的耦合效应研究；单分子质量探测到单电子自旋的磁共振力研究；利用共振荧光光谱探测单个量子点、光电导率、 Kondo激子以及对自旋冷却与核化的研究；光学探测磁共振对磁学成像的研究等各种低温实验在近期变得可能。 目前，在干式稀释制冷机内实现以上各种低温实验包括自由光路共聚焦光学研究已经成为可能。德国attocube公司一直以来保持与科学家的亲密合作关系，不断为量子光学领域提供新的实验平台来保证科学家们进行具有突破性的研究。 图1 attoAFM/CFM低温强磁场原子力/共聚焦显微镜示意图 近期，德国attocube公司与莱顿(Leiden Cryogenics)公司以及瑞士Prof. Patrick Maletinsky课题组合作推出了mK干式稀释制冷机适用低温强磁场原子力/共聚焦显微镜（参见图1）。该系统在瑞士巴塞尔持续为量子传感器以及mK成像研究提供帮助。设备采用了进样的关键设计，为快速进行样品与探针的更换提供了保证。底部进样一般需要24-28小时，而进样更换样品只需8小时。该关键设计使得低温扫描探针显微镜实验变得更加具有时间效率。 图2 attoAFM III音叉式原子力显微镜在62mK时测量20nm高度微结构形貌（左）；attoAFM/CFM原子力/共聚焦显微镜在60mK测试微结构形貌（右） 值得欣喜的是，经过在莱顿干式稀释制冷机系统内测试，attoAFM/CFM原子力/共聚焦显微镜能在低温环境下获得优良的形貌图（图2）。不仅限于莱顿干式稀释制冷机， attocube公司还在BluFors Cryogenics公司的干式稀释制冷机内进行测试并且获得良好结果（图3）。 图3 attoAFM I原子力显微镜在40mK时测量微结构形貌（左）；attoAFM/CFM原子力/共聚焦显微镜在55mK测试微结构形貌（右） attoAFM/CFM低温强磁场原子力/共聚焦显微镜具有共聚焦显微镜功能，使用的attoCFM I外置光学头坐落在样品插杆的上方。虽然样品在磁场中心并且距离光学窗口有较长距离，但是该光学头允许设备进行正常的所有共聚焦光学实验。 attoCFM I光学头具有多路光学通道，具备容易调节与长期高度稳定等特点。相关产品链接无液氦低温强磁场共聚焦显微镜 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C159541.htm低温强磁场光探测磁共振成像系统 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C214789.htm

2023年7月8日，由中国材料研究学会主办的中国材料大会2022-2023在深圳国际会展中心开幕。据悉，本届中国材料大会系首次在深圳举办，大会聚焦前沿新材料科学与技术，设置77个关键战略材料及相关领域分会场，三天会期超1.9万名全国新材料行业产学研企代表齐聚鹏城，出席大会。会议同期，大会组委会还在会展中心17号馆举办了国际新材料科研仪器与设备展览会。展会现场，仪器信息网就参会感受、解决方案、行业发展趋势等话题采访了中船重工鹏力(南京)超低温技术有限公司市场总监巢伟。据介绍，量子计算的发展对mK级的稀释制冷机提出了更高的要求，当前有数家，甚至十余家在投入精力开发。当前国内能用的最基础版本的是400-500μW，而国外主流厂商的1mW设备已经成熟了，甚至开展了10mW的研究，比如IBM的10mW的设备已经用起来了。此外，林德等企业已开发了百瓦级、甚至数百瓦级别4K制冷量来预冷的稀释制冷机。巢伟表示，中船低温已实现4K制冷机每年一千多套的量产。以下为现场采访视频：

红外探测器是一种能够探测红外辐射的设备，主要由探测元件和信号处理电路组成。根据其工作原理的不同，红外探测器可以分为制冷型和非制冷型两种类型。本文将详细介绍制冷型红外探测器和非制冷型红外探测器的原理、特性、区别、应用场景等。制冷型红外探测器【原理】制冷型红外探测器采用红外辐射的吸收来产生电信号，其探测元件是一种特殊的半导体材料，例如氧化汞、锑化铟等。当红外辐射照射到探测元件上时，将会激发探测元件中的载流子，进而产生电信号。但由于载流子的寿命非常短，为了保证探测器的灵敏度和响应速度，需要将探测元件制冷至低温，通常为77K。这种制冷技术通常采用制冷剂制冷的方法，例如液氮和制冷机等。【特性】制冷型红外探测器具有高灵敏度、高分辨率、高响应速度和宽波段响应等特点。由于探测元件的制冷温度非常低，因此可以有效减少热噪声的影响，提高探测器的灵敏度和分辨率。同时，制冷型红外探测器具有极高的响应速度，可以实现高速实时探测，非常适合于远距离监测、目标跟踪等应用场景。【应用场景】制冷型红外探测器广泛应用于远距离监测、目标跟踪、导弹导航、航空、航天、军事侦察、安防监控等领域。例如，制冷型红外探测器可以用于导弹的制导和跟踪，对于高速飞行的目标，需要具备高灵敏度和高响应速度，这正是制冷型红外探测器的优势所在。此外，制冷型红外探测器还可以用于医学诊断和科学研究等领域，例如在医学诊断中，可以通过制冷型红外探测器来检测人体的体表温度分布，从而诊断疾病。非制冷型红外探测器【原理】非制冷型红外探测器采用红外辐射的吸收来产生电信号，其探测元件通常是一种半导体材料，例如硅和锗等。当红外辐射照射到探测元件上时，将会激发探测元件中的载流子，进而产生电信号。由于探测元件的电阻随温度的变化而变化，因此可以通过测量探测元件的电阻来实现对红外辐射的探测。【特性】非制冷型红外探测器具有体积小、重量轻、价格低廉等特点，相较于制冷型红外探测器来说，更加便于制造和使用。同时，非制冷型红外探测器还具有响应速度快、适用于宽波段的特点，因此在一些特定的应用场景中具有优势。【应用场景】非制冷型红外探测器广泛应用于热成像、火灾报警、工业检测、安防监控等领域。例如，在热成像领域，非制冷型红外探测器可以用于检测建筑物和设备的热分布，从而提高能源利用效率和安全性。此外，非制冷型红外探测器还可以用于火灾报警，可以及时发现火灾并进行报警处理。在工业检测中，非制冷型红外探测器可以检测工业设备的异常热量，从而及时发现设备故障。在安防监控领域，非制冷型红外探测器可以用于监测人员和车辆等移动目标的热分布，从而提高监控的精度和准确性。区别【灵敏度与精度】制冷型红外探测器由于配备了制冷机组件，可以使红外探测器工作温度降低到很低的水平，从而提高了灵敏度，并具备更高的测量精度，能够实现更高的信号检测和分辨能力【工作波长】制冷式红外热像仪是敏感型红外热成像仪，可探测物体间细微的温差，它们工作在光谱短波红外(SWIR)波段、中波红外(MWIR)波段和长波红外(LWIR)波段。因为从物理学角度来讲在这些波段热对比度较高，热对比度越高就越容易探到那些目标湿度与背景差异不大的场景。非制冷型红外热像仪光谱集中在长波红外(LWIR)波段，8~14um范围。【使用功耗】制冷型红外探测器需要通过制冷机维持较低的工作温度，这个制冷系统通常需要耗费较高的电能来驱动。所以，相对于非制冷红外探测器，制冷型红外探测器的功耗一般较高。【应用】制冷型红外探测器通常具有更高的灵敏度和分辨率，适用于需求更高性能的应用场景，例如远距离探测系统等、科学研究等。非制冷型红外探测器虽然相对于制冷型红外探测器性能较低，但价格更经济实惠，适用于安防监控、消防救援、无人机载荷、户外观测等领域。举例说明以非制冷型红外探测器在安防监控领域的应用为例，一些商业场所需要进行24小时的监控，以确保安全。在这种情况下，非制冷型红外探测器可以用于监测人员和车辆等目标的热分布，从而提高监控的精度和准确性。例如，在停车场的监控中，可以通过非制冷型红外探测器来检测停车位上是否有车辆，以及车辆的数量和位置。当检测到停车位上有车辆时，就可以向管理人员发送相应的通知，以便及时采取措施维护停车场的秩序和安全。另外，非制冷型红外探测器还可以用于火灾报警。在一些需要保持高温的场所，例如电力设施、化工厂等，火灾的风险较高。这些场所可以使用非制冷型红外探测器来监测设备的温度，一旦检测到异常温度变化，就可以及时发出火灾报警信号，通知相关部门进行应急处理。综上所述，红外探测器作为一种重要的光学传感器，在热成像、安防监控、工业检测、医学诊断等领域中发挥着重要作用。制冷型红外探测器和非制冷型红外探测器各有优缺点，在不同的应用场景中都有广泛的应用前景。

Elegant是专门针对外部循环制冷应用而开发的系列产品，Elegant制冷循环器工作温度范围是-30℃到25℃。制冷速率可快速达到设定的低温，强效的性能充分满足低温循环的各种应用。配备有先进的7寸彩色触控屏（RE310为5寸），同时还有不同制冷功率的型号可供选择。产品优势：进口品质：采用国际知名品牌压缩机（艾佛森）和高性能磁力泵。稳定运行：继电器、保护器和电容均为原装进口，保障设备连续稳定运行。智能控温：自主开发控制系统实现智能控温，提供精确的温度场。极速降温：极速的降温速率，确保高效的热量交换。多重保护：具备过热、过电流、过压等多重安全保护装置。长久使用：储液槽具备极好的防腐蚀和防低温液体污染等性能，使用寿命大大增强。精巧设计：立式设计，占地面积小。相同型号下，尺寸在国产仪器中最小。多重选择：对于不同的客户我们还可以选配制热，搅拌等功能EASY耐腐蚀彩色触控屏和传统普通按键式屏不一样，在这款机器上我们设计了基础版EASY耐腐蚀彩色触控屏，省去了按键式操作带来的不便，控温只需指尖轻轻一点。七寸高分辨率彩色触控屏。界面简洁美观、操控合理。图形精美，显示清晰。触控灵敏，戴手套也可流畅操作。正面挡风面板磁铁吸附，拆装简单，维修方便。专业的化工机械结构师倾力设计，专为实验室技术人员特别打造，典雅美观。创新点：1.专门的化学仪器结构师专业设计，性能更好，操作更加人性化。2.5寸触摸彩色屏，与手机智能屏一样灵敏。3.体积小，降温速率高，同时满足不同低温需求。制冷循环器（RE系列）

多年来，科学家、研究人员和研发专家热衷于将红外热像仪运用在广泛的应用领域中，包括工业研发、学术研究、无损检测(NDT)和材料检测，以及国防与航空航天等。但是，并非所有的红外热像仪均具有同等的品质功能，或者可用于一些专门的应用。譬如，要想获得精确的测量值，则需要配备高速定格动画功能的先进红外热像仪。今天，小菲就教大家如何选择制冷型和非制冷型红外热像仪！各有千秋制冷型红外热像仪先进的制冷型红外热像仪配有集成低温制冷机的成像探测器。这是一款可将探测器温度降低至制冷温度的设备。为了将热噪声降至场景成像信号水平之下，探测器温度的下降必不可少。制冷型红外热像仪是最敏感型红外热像仪，可探测物体间最细微的温差。它们工作在光谱中波红外(MWIR)波段和长波红外(LWIR)波段，因为从物理学角度来讲在这些波段热灵敏度较高。热灵敏度是指信号变化相对于目标温度变化。热灵敏度越高，就越容易探测那些目标温度与背景差异不大的场景。FLIR A6700sc是一款科研级中波红外锑化铟热像仪，能生成细节丰富的327,680像素热图像。非制冷型红外热像仪非制冷型红外红外热像仪是一款其中配备的成像探测器无需低温制冷的红外热像仪。常见的探测器设计基于热释电探测器，这是一种拥有较大温度测量系数的小型氧化钒电阻，表面积较大、热容量低，以及热绝缘效果佳。场景温度变化会导致红外探测器温度变化，从而将转化为电信号，并经过处理产生图像。非制冷型探测器用在长波红外(LWIR)波段中，与地面温度类似的目标在该波段中放射出的红外热能最多。相比制冷式探测器，非制冷型探测器的制造步骤更少，产率更高，真空包装成本更低，而且非制冷型红外热像仪无需极其高昂的低温制冷机设备。非制冷型红外热像仪配有较少的活动部件，在类似的工作条件下，其往往较制冷型红外热像仪具有更长的使用寿命。FLIR T650sc配备一台非制冷型氧化钒（VOx）微测辐射热计探测器，能生成640×480像素的热图像。非制冷型红外热像仪展现的优势带来了两难的问题：研发/科学应用什么时候使用制冷型红外热像仪？答案是：取决于应用需求。实例对比如果你想要发现微小的温差变化，需要图像质量，拍摄快速移动或发热目标；如果你需要看清热变化过程，或者测量极小目标的温度；如果你希望在非常明确的电磁波谱部位可见热对象；抑或你希望将红外热像仪与其他测温设备同步工作，制冷型红外热像仪则是适合你的仪器。01速度制冷型红外热像仪的成像速度快于非制冷型红外热像仪。高速热像成像的曝光时间可达到微秒，能够停止动态场景的表观运动，并可捕获每秒62,000帧以上的帧速率。其应用包括热分析和动态分析喷气式发动机涡轮叶片、汽车轮胎或安全气囊检测、超音速弹丸，以及爆炸等。制冷型红外热像仪具有极快的响应速度，并充分利用全局快门优势。这意味着它们能够同时读出所有的像素，而并非如非制冷型红外热像仪一样逐行读取，从而使制冷型红外热像仪能够捕获清晰的图像和对移动物体进行测温。这些红外图像对比了以20 mph速度旋转的轮胎的拍摄效果。左边这张是用制冷型红外热像仪拍摄的。您可能会觉得轮胎并未在转动，但这是制冷型红外热像仪在极其高速条件下的拍摄结果，它会“定格”轮胎的转动。非制冷型红外热像仪的拍摄速度太慢，无法捕捉到轮胎旋转时使得轮辐显得透明的瞬间。02空间分辨率下面热图像对比了采用制冷型和非制冷型红外热像仪系统可实现的特写放大效果。左边的红外图像是用带4倍近焦镜头和像元间距13μm制冷型红外热像仪的组合装置拍摄的，其光斑尺寸为3.5μm。右边的红外图像是用带1倍近焦镜头和像元间距25μm非制冷型红外热像仪的组合装置拍摄的，其光斑尺寸为25μm。由于传感红外波长较短，制冷型红外热像仪通常具有比非制冷型红外热像仪更强的放大功能。由于制冷型红外热像仪的灵敏度更高，因此可使用带更多光学元件或更厚元件的镜头而不降低信号噪声比，从而提升了放大功能。03灵敏度制冷型红外热像仪灵敏度改善带来的价值往往并不显而易见。为了对比灵敏度的优势，我们做了一个快速的灵敏度实验。我们将手按在墙上停留几秒钟来创建手印的热图像，以此进行对比。开始的两张图像显示了手移开瞬间的手印。第二组图像显示了两分钟后手印的热特征。您可看见：制冷型红外热像仪仍能捕捉手印的大部分热特征，而非制冷型红外热像仪仅能捕捉其部分热特征。显而易见，制冷型红外热像仪比非制冷型红外热像仪能检测到更细微的温差，其检测的持续时间也更长。这意味着：制冷型红外热像仪能更清晰地显示被测目标的细节，并能帮助您检测到最微弱的热异常。04光谱滤波制冷型红外热像仪优势之一是能够轻松进行光谱滤波，以便侦测细节和测温，而这两点使用非制冷型红外热像仪则难以做到。实例一：我们使用了滤片，将其置于镜头后的滤片支架内或者内置在杜瓦探测器组件内，以便让火焰完整成像。过去，终端用户希望测量和表征火焰内的煤颗粒的燃烧现象。借助“看穿火焰”的光谱红外滤片，我们对制冷型红外热像仪进行了光谱波段滤波处理，在该波段中火焰为穿透式，因而我们能够对煤颗粒进行成像。图一为不带火焰滤片拍摄的图像，我们看到的都是火焰本身。第二张图为带火焰滤片拍摄的图像，我们能够清晰地看清煤颗粒燃烧情况。05同步精确的红外热像仪同步和触发功能使红外热像仪成为高速、高热灵敏度应用的理想之选。通过快照模式工作，FLIR A6750sc能够同步捕捉热活动中的所有像素。这对于监测快速移动物体时尤其重要，在这种时候，标准的非制冷式红外热像仪会使图像变得模糊。图中的图像即是良好的示例。在该例中，我们扔下一枚硬币，并通过传感器触发红外热像仪拍摄图像。两次抛扔相同硬币时，同时触发红外热像仪，你每次都会看到物体处于相同的位置。借助非制冷式红外探测器红外热像仪，你根本无法捕获硬币，因为其无法触发此类型探测器。如果不走运的话，图像可能模糊不清。FLIR红外热像仪配备制冷型探测器的红外热像仪比配备非制冷型探测器的红外热像仪具有更多优势，但是这类热像仪价格更昂贵。FLIR高性能制冷型红外热像仪有FLIR A6750sc、A8300sc、SC6000、SC7000、SC8000、X6000sc和X8000sc，它们在红外中波和红外长波光谱波段中具有超快速、超灵敏性能，而FLIR A6250sc则可在近红外光谱波段中操作。FLIR还提供各种非制冷式红外热像仪，包括入门级桌面实验套件和像FLIR T650sc一样的高端系统。专用镜头和软件将让您的红外热像仪解决方案满足特定的应用。选择制冷型与非制冷型红外热像仪主要是根据您的用途

十多年来，FLIR光学气体成像（OGI）热像仪一直用来可视化各种气体泄漏。这些OGI热像仪的开发是为了“看到”各种气体，包括碳氢化合物、二氧化碳、六氟化硫、制冷剂、一氧化碳、氨等。FLIR OGI热像仪被应用于各行各业，包括减少排放、提高生产效率和确保安全的工作环境。与其他检测技术相比，OGI热像仪的一大优势是该技术能够在不中断工业过程的情况下精准定位气体泄漏部件。从历史上看，OGI热像仪一直采用制冷型红外探测器，与非制冷型红外探测器相比具有多个优势，但成本往往更高。非制冷型红外探测器技术的进步使得像FLIR OGI热像仪这样的制造商，能够为相关行业设计和开发成本较低的OGI解决方案。尽管成本较低，但与使用制冷型探测器的热像仪相比，使用非制冷型红外探测器的热像仪存在一定局限性。光学气体成像背后的科学在我们讨论OGI热像仪中制冷或非制冷探测器的问题之前，我们可以先解释这项技术背后的理论。光学气体成像可以比作通过普通的摄像机进行观察，但操作员看到的是一股类似烟雾的气体喷出。如果没有OGI热像仪，这将是肉眼完全看不见的。为了能看到这种气体飘动，OGI热像仪使用了一种独特的光谱(依赖于波长)过滤方法，使它能够检测到特定的气体化合物。在制冷型探测器中，滤波器将允许通过探测器的辐射波长限制在一个非常窄的波段，称为带通，这种技术被称为光谱自适应。光谱自适应OGI热像仪利用某些分子的吸收特性，将它们在原生环境中可视化。热像仪焦平面阵列（FPAs）和光学系统专门调整到非常窄的光谱范围，通常在数百纳米左右，因此具有超选择性。只能检测到由窄带通滤波器分隔的红外区域中的被气体吸收的红外波段。大多数化合物的红外吸收特性取决于波长。氢、氧和氮等惰性气体无法直接成像。黄色区域显示了一个光谱滤波器，设计用于对应大部分背景红外能量将被甲烷吸收的波长范围。（图中横坐标代表波长，纵坐标代表甲烷气体的透射率）如果将OGI热像仪对准没有气体泄漏的场景，视野中的物体将通过热像仪的镜头和滤光片透射和反射红外辐射。如果物体和热像仪之间存在气体云，并且该气体吸收滤波器带通范围内的辐射，那么通过气体云到达探测器的辐射量将减少或增加。具体情况要看气体云与背景的关系，云与背景之间必须有一个辐射的对比。总而言之，让气体可见的关键是：气体必须吸收热像仪看到的波段中的红外辐射；气体云必须与背景形成辐射对比；气体云的表面温度必须与背景不同。此外，运动使气体云更容易可视化。熟悉光学气体成像相关的波长为了解决理解“制冷与非制冷”光学气体成像热像仪的挑战，您需要了解与光学气体成像相关的波长以及这些热像仪中使用的探测器。OGI热像仪的两个主要波长通常被称为中波（3到5微米）和长波（7到12微米）。在气体成像领域，这些区域也可以称为“功能区”和“指纹区”。在功能区，一个热像仪可以看到单一类别的更多气体，而许多单独的气体在指纹区有特定的吸收特征。几乎所有碳氢化合物气体都在FLIR GF320的过滤区域(黄色部分)吸收能量，但在长波或指纹区域(蓝色部分)有不同的吸收特征虽然许多气体在中波和长波区域都有吸收特性，但也有气体仅在一个红外波段发射和吸收。有些气体在中波而非长波光谱中发射和吸收(如一氧化碳/CO)和吸收，另一些仅在长波光谱中发射和吸收（如六氟化硫/SF6）。这些气体不属于指纹或功能区，通常指烃类气体。下面是CO和SF6气体的红外光谱图。制冷与非制冷型探测器制冷型OGI热像仪使用需要冷却到低温（约77K或-321°F）的量子探测器，可以是中波或长波探测器。检测功能区碳氢化合物气体（如甲烷）的中波热像仪通常在3-5μm（微米）范围内工作，并使用锑化铟（InSb）探测器。检测SF6等气体的制冷型长波热像仪在8-12μm范围内工作，可以使用量子阱红外光电探测器（QWIP）。制冷型OGI热像仪有一个集成了低温冷却器的成像传感器，其可以将传感器温度降低到低温。传感器温度的降低对于将探测器噪声降低到低于被成像场景的信号水平是必要的。制冷机运动部件的机械公差非常小，随着时间的推移会磨损，氦气也会慢慢通过气体密封。最终，在运行1万至1.3万小时后，需要对冷却器进行重建。带有制冷探测器的热像仪有一个与探测器连接的滤波器。这种设计可以防止滤波器和探测器之间的任何杂散辐射交换，从而提高图像热灵敏度，进而会使光学气体成像仪更有效地可视化某些气体，甚至使OGI热像仪符合美国环保局的OOOOa或其他要求等监管标准。用制冷型热像仪拍摄墙上手印的图像和两分钟后再次拍摄的图像用非制冷型热像仪拍摄墙上手印的图像和两分钟后再次拍摄的图像非制冷OGI热像仪使用微测辐射热计探测器，不需要制冷探测器所需的额外零件。它们通常由氧化钒（VOx）或非晶硅（a-Si）制成，在7-14μm范围内具有响应性。它们比制冷型热像仪更容易制造，但热灵敏度或噪声等效温差（NETD）较差，这使得更难以可视化较小的气体泄漏。NETD是一个指标，表示热像仪可以探测的最小温度差异。上图显示了制冷和非制冷探测器灵敏度的差异。更好的NETD将使制冷型OGI热像仪检测气体的效果至少是非制冷的五倍。用于确定OGI热像仪检测气体效果的类似标准是噪声等效浓度长度（NECL），该标准确定在定义的拍摄距离上可以检测到多少气体。例如，用于甲烷检测的FLIR GF320制冷型OGI热像仪（3-5μm探测器）的NECL小于20 ppm*m，而非制冷型（7-14μm探测器）的NECL大于100 ppm*m。对于非制冷型的OGI热像仪，另一个需要考虑的是滤波器。有些热像仪没有在长波光谱中过滤，这意味着它们只是一个完全开放的探测器，使用独特的分析来可视化气体。FLIR的高灵敏度模式(HSM)是利用软件和分析来增强气体可视化的热像仪示例。有些热像仪内部设置更有针对性的过滤器。这些滤波器可能与镜头有关，在探测器和镜头之间，以多种方式设计。使用非制冷过滤，由于限制到达热像仪探测器的辐射，您会失去热灵敏度。这将导致产生更高的NETD热灵敏度值，但可以提供与气体成像相关的更好图像。随着光谱滤波器宽度变窄以聚焦于特定气体时，来自场景的辐射减少，而探测器的噪声保持不变，来自滤波器的反射辐射增加。这会产生与气体成像相关的更高质量的图像，但会降低热像仪用于温度测量（辐射测量）的热灵敏度。当你使用冷滤镜时，比如制冷型OGI热像仪，这种现象就可以避免，因为反射的辐射量非常小。如何选择制冷与非制冷型OGI热像仪气体显示：在选择OGI热像仪时，首要考虑因素是确保热像仪能够显示气体。之后，再做出综合的考量，而不仅仅基于价格。制冷型的优势：虽然它们的价格可能更高，但制冷型OGI热像仪有相当大的优势。如上所述，这些单元属于烃类气体的功能区域，这意味着只需要一个热像仪就可以看到各种各样的气体。在某些情况下，指纹区域需要多个热像仪才能达到相同的结果。中波热像仪的另一个独特优点是不受水蒸气的干扰。如上图所示，水蒸气在长波或指纹区域有很强的吸收，这可能会导致使用长波热像仪时图像的不确定性。灵敏度和图像质量：在选择OGI热像仪时，提高灵敏度和图像质量也是需要考虑的重要因素。这些不仅影响了对小泄漏的可视化能力，而且在试图满足监管标准时也可能是相当大的因素。FLIR GF320甲烷和VOC检测用红外热像仪非制冷的优势：随着非制冷型OGI热像仪在市场上的推出，这项新技术具有优势。首先，非制冷型OGI热像仪的制造成本大大降低，从而导致市场价格降低。由于设计简单，无需冷却器，因此维护成本也较低，这可能使其更适合连续、24/7全天候运行的应用。无论你是想省钱、满足监管标准、提高工人安全，还是仅仅想成为一名好的环境管理员，如今你的选择比以往任何时候都多，当然有时也可能会让人困惑。选择OGI热像仪的决定有很多因素，而不仅仅是价格。FLIR提供了市场上最广泛的OGI热像仪选择和阵列，可以让您拥有更多选择。

随着全球对环保和能效的日益重视，制冷系统的能效和稳定性成为了关注的焦点。在这一背景下，电子冷媒压力表能够提供精确的压力和温度数据，成为了优化制冷系统运行、提高能效以及减少能源浪费的关键工具。01传统机械冷媒表性能单一精度差在制冷系统的安装以及维护过程中，操作人员需要观察蒸发压力、冷凝压力、过热度、过冷度等系统的关键运行参数，来判断系统是否存在潜在故障源，从而快速准确地定位并修补系统。冷媒压力表，也称制冷剂压力表或加氟表，主要用于检测系统冷媒不同阶段的压力值，方便工作人员掌握设备的运行状况，在空调热泵调试维修过程中被广泛应用。传统机械冷媒表虽然能够满足基本的测量需求，但在精度、功能、操作便捷性等方面存在明显的不足。它们容易受到环境温度和压力变化的影响，导致测量结果不准确。此外，传统机械表通常仅限于测量压力，无法同时测量温度等其他重要参数。随着制冷技术的不断进步，电子数显冷媒压力表逐渐崭露头角。华盛昌DT-8921专业级电子冷媒压力表，就是一款高精度、高量程、多用途的专业型冷媒测试数字压力表，用户可以比以往更快、更可靠和更灵活地处理制冷系统和热泵上的所有测量。02多功能冷媒表让制冷更高效更环保华盛昌DT-8921专业级电子冷媒压力表在空调冷媒循环系统的检测和维护方面表现出色，支持压力测试、温度测试、真空负压测量，覆盖了40种常用制冷剂特性参数测量。1压力测试压力测量可用于检查制冷系统的泄露密封性。使用传统冷媒表测量气密性，测量数值往往会受到环境温度影响而变得巨大，测量人员只能选择特定环境条件或者花费很长的测量时间。DT-8921电子冷媒压力表测量范围广泛，高压承压达到800PSI，量程从0至500PSI，测量精度为±1PSI，分辨率达到0.1PSI。有两个带温度补偿的高精度宽量程电子压力传感器，可以有效降低温度对测量的影响，快速、准确地测量高低压。2真空负压测量抽真空是空调安装维护过程中的重要步骤，它主要是为了清除系统中的不凝性气体以及水分。很多制冷系统在运行一段时间之后，发现压力偏高，电流偏大，这些可能是系统抽真空没有彻底的原因。DT-8921电子冷媒压力表在测量常规压力的同时也能测量制冷系统的真空负压。同时还能从屏幕上看到水分蒸发温度、环境温度以及它们的差值，实现制冷系统及热泵抽真空过程中精确可靠的测量。3温度测量压缩机长时间过热不仅会降低电机绝缘性能和可靠性，还会降低润滑能力，导致润滑油碳化和酸解。DT-8921电子冷媒压力表温度测量范围-40~204°，精度±1℃，分辨率0.1℃，有两个外接钳式温度探头接口，将探头夹在压缩机的进气口和排气口处，可以快速检测两处温度差，判断压缩机是否过热。可以同时连接3个温度探头，同时测量周围环境温度。华盛昌DT-8921专业级电子冷媒压力表还具备自动检测蒸发和冷凝温度，自动热泵模式无需切换制冷剂软管等功能。适用于各种制冷系统，如HVAC空调系统、汽车空调系统、热泵等，能够满足抽真空、冷媒填充、保压测试等维护工作的需求。在全球追求环保和能效的时代背景下，华盛昌DT-8921专业级电子冷媒压力表不仅是制冷系统和热泵维护的得力助手，更是推动行业进步的重要力量。选择华盛昌，就是选择专业、高效与可靠的测量解决方案，为制冷行业的可持续发展注入新的活力。

冷水机的制冷循环有单级压缩制冷循环和双级压缩制冷循环。单级压缩制冷循环比较常用，在此就不再解释了。 那么什么是 冷水机的双级压缩制冷循环呢？所谓双级，是指：从蒸发压力到冷凝压力通过两级进行压缩的机械式压缩制冷循环，主要是通过双级压缩型工业冷水机来实现的。 冷水机的双级压缩制冷循环是在单级压缩制冷循环的基础上发展起来的。双级压缩型工业冷水机的工作原理：压缩过程分为两个阶段，第一个阶段：来自蒸发器的制冷剂蒸气在低压级压缩机中进行压缩，然后进入中间冷却器进行冷却；第二阶段，制冷剂蒸气进入高压级压缩机压缩到冷凝压力。 冷水机的双级压缩制冷循环的组成可按以下两种方式： 1、单机双级压缩机：由一台压缩机组成，其中几个气缸作为高压缸，其余几个气缸作为低压缸，这种缸数的比例一般是1:3，或者是1:2，这类压缩机通常称为单机双级压缩机。 2、双机双级系统：由两台压缩机组成的，其中一台为低压级，另一台为高压级； 按照节流和冷却方式，冷水机双级压缩制冷循环的可以分为：双级压缩一级节流循环和双级压缩两级节流循环。一级节流：是指冷凝压力直接节流到蒸发压力。两级节流：是指制冷剂先从冷凝压力节流到中间压力，然后由中间压力节流到蒸发压力。 对于工业冷水机组制冷循环的中间完全冷却，则是指将低压级的排气冷却成中压下的干饱和蒸气，如果只降低温度而并没有达到饱和状态时，我们称之为中间不完全冷却。 采用一级节流时制冷工质液体直接从冷凝压力节流到蒸发压力，故可以利用其压力差实现远距离或高处供液，而且也便于调节，因此它的应用较为广泛。 文章原创:上海田枫实业有限公司 www.tfsye.com上海田枫实业有限公司,专业生产各类制冷设备，包括层析冷柜,冻干机，冷水机，超低温冰箱，恒温槽等，一流的专业，一流的服务，上海田枫是您的最佳选择！

p style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "适应温度环境试验箱的制冷剂显然应该满足温度环境试验的基本要求，包括： /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "strong1）标准气化温度（ts)/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "制冷剂从液态蒸发成为气态的温度由其工作压力所决定，在标准大气压下制冷剂由液态蒸发成为气态的温度称为制冷剂的标准气化温度（ts)，如R22的标准气化温度ts=-40.8° C；R502的标准气化温度ts=-45.6° C；R404A的标准气化温度ts=-47.6° C；R23的标准气化温度ts=-82.2° C。制冷剂工作压力越低，其气化温度也越低，反之，如果要求某制冷剂（如R12）的蒸发温度到达某个低温值（-40° C），则必须调整其工作压力低于某个相应的压力（如0.6MPa)，称该压力值为饱和蒸汽压力。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "为了避免空气渗入到制冷系统内降低制冷效率，温度试验箱制冷系统正常运行压力(如蒸发压力，冷凝压力，吸气压力等）一般都应稍高于当地的大气环境压力，因此制冷剂的标准气化温度（ts）是温度试验箱可能达到的最低极限温度。考虑到蒸发器传热的温差要求，温度试验箱可能达到的最低温度一般应比制冷剂的标准气化温度(ts)高3° C~7° C。 /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "strong2）冷凝压力Pk不能太高/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "冷凝压力Pk是从压缩机排出的高温高压的蒸汽在冷凝中被冷却为液态的工作压力，这个压力受冷却介质的温度和压缩机排气压力所制约。压缩机排气压力越高，冷却介质的温度越低，则制冷剂的蒸气越容易冷凝。但是提高压缩机的排气压力不仅会加大压缩机的功耗，缩短压缩机的工作寿命，而且容易出现工质的泄漏。另一方面，冷却介质的温度受大气环境温度（风冷）和冷却水温度（水冷）的限制不可能太低，通常情况下，冷却介质进入冷凝器的入口温度为24° C~29° C，冷凝器出口处冷却的温度为40° C~50° C，冷却介质的平均温度在30° C~50° C范围内，例如制冷剂R502的冷凝压力Pk大体是1.5MPa~2.0MPa,由于工质在管道内流动的压阻损失，压缩机的排气压力必须高于冷凝压力Pk，所以使用制冷剂R502的压缩机排气压力必须是1.8MPa~2.2MPa。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "strong 3）制冷剂的溶油性与溶水性/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "制冷剂应该有一定的溶油性和溶水性。制冷剂中溶入润滑油后，有利于制冷系统中各种运转零部件的润滑，特别是在冷凝器中具有溶油性的液态制冷剂会带走因冷凝效应凝聚在冷凝器内壁上的油膜，可以降低贴符在冷凝器内壁上油膜对冷凝器热交换效率的影响。但是当液态制冷剂带着溶油进入蒸发器后，随着液态制冷剂的蒸发，气化，会在蒸发器内在实际的制冷系统中，压缩机的排气口之后都加装有油气分离器，限制制冷剂中的溶油量。同时在蒸发器的安装中采取一些回油的措施，如复叠式制冷机组中的蒸发冷凝器通常采用盘管式蒸发器，液态制冷剂从盘管的上部进入蒸发冷凝器，气化后的蒸汽从下部返回压缩机吸气口，吸附在蒸发器的内壁的油液也会在重力与压缩机吸气负压的作用下返回压缩机的油池中。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "对于壳管式蒸发器，回气管道安装时必须向压缩机吸气口方向有一定的倾斜度，便于残留的油液依靠重力的集油作用，被压缩机的吸气负压吸回压缩机内。制冷系统中渗入水汽会在低温段的局部地方形成“冰塞”，阻挡制冷剂的顺利流动，所以在制冷系统中无一例外地在冷凝器之前都安装有“干燥过虑器”，吸收可能渗入制冷系统中的水分，并且在安装和维修制冷系统时，适当增加抽真空的时间，以有利于制冷系统中残留水分在真空状态下加速蒸发、排除。但这些措施不能完全清除渗入制冷系统中的水汽。为确保制冷系统正常工作，采用具有溶水性的制冷剂可以携带极少量残余的水汽循环运行。例如采用溶水性能好的氨作为制冷工质的制冷系统，基本上无“冰塞”之忧，而采用溶水性能差的氟利昂作为制冷工质的制冷系统必须特别重视“干燥”除水的要求，及时更换“干燥”过滤器的滤芯。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "strong4） 制冷剂单位容积的制冷量/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "此外，还希望制冷剂单位容积的制冷量大，可减小制冷机组的尺寸；具有较高的导热系数，可减少冷凝器和蒸发器的换热的面积；黏度低且密度较小，可降低管道流动中的阻力，减少管路压降；化学及物理性能稳定，无腐蚀性，无毒，不燃烧，不爆炸，具有一定的抗电性能等。在实际工程中，温度环境试验箱最低极限温度一般为：-40° C~-35° C或-75° C~-70° C，采用大气环境温度的风和地表的水为冷却介质的冷凝器进口温度通常不高于30° C，故温度试验箱制冷系统最常使用的制冷剂是R404A和R23(R508B)。/span/p

2012年8月25日-26日，安东帕公司参加了由上海交通大学和中国制冷学会联合主办的制冷空调新技术研讨会。会议主要针对各高等院校、研究机构和生产企业，在制冷、空调、低温技术领域，面向应用的最新研究进展与可转化的成果，以及各企业在技术创新上的最新进展。 安东帕公司的在线OCR测量应用目前在国内是个热点，许多压缩机厂家、空调厂家、研究机构正在探讨此类分析方式。在现场发放的在线OCR测量应用报告和在线产品的样本引起了许多企业的关注，在场的许多公司都对安东帕的在线产品产生了强烈兴趣。 安东帕的这套测量冷却液中油浓度的系统是由声速传感器SPRn4214 LS和mPDS2000V3在线控制单元组成的。声速和冷却液中油的浓度有关，浓度和温度直接显示在在线控制单元。安东帕在线仪器快速且可靠的测量以及简单方便的维护保养为用户提供更好的技术和服务。

近日，安徽省量子信息工程技术研究中心及科大国盾量子技术股份有限公司联合发布消息，国产稀释制冷机“ez-Q Fridge”在交付客户后完成性能测试，实际运行指标达到同类产品国际主流水平，成为国内首款可商用可量产的超导量子计算机用稀释制冷机。据媒体报道，2023年下半年，国盾量子向两家科研单位交付了国产稀释制冷机产品，经客户多月测试，设备长时间连续稳定运行，能够结合主动减震系统以及磁屏蔽等，为量子芯片提供低至10mK级别的极低温低噪声环境，制冷功率达到450uW@100mK。在容纳78根低温测控同轴线缆的超导量子计算低温支撑系统中，分别对56比特和24比特超导量子芯片进行测试，稀释制冷机运转效果良好，达到了国际先进水平。实际上近年来，量子科技已引起国内外的广泛关注。而发展先进的量子科技离不开极低温制冷技术，这主要是由于量子本身是微观的效应，很容易受到干扰，而超低温可以将噪音降得很低。比如，对量子比特来讲，它最怕的就是温度，因为温度产生热耦合噪音，低温之后噪音就可以被极大的限制，使它成为孤立系统，这时它的退相干时间就会大大延长，量子比特才会成功，否则包括存储、读取、叠加等都需要时间。目前达到低温的手段主要有吸附制冷、绝热去磁制冷和稀释制冷。稀释制冷技术于 1950 年代首次提出，并在 60 年代建成了第一个完整的稀释制冷系统，随后便成功商业化。稀释制冷技术最低温度可以低至数个mK（10K），具有制冷过程连续不间断及制冷功率较大等优点，随着低温物理研究需求的不断增加，其已经成为目前最为流行的制冷方法。水有普通的水和重水，它们混合到一块是分不开的，但是氦三氦四不一样，液态的氦三和氦四在低温下在大约八九百mK的时候就会自动分开，自动分开的现象过程中会有所谓的制冷效应，其实这就是因为这两者复合在一起就会产生稀释效应，就会有降温效应，连续的补充和打破平衡，就使得混合液一直处于相分离状态，就实现了所谓的稀释制冷，这就是稀释制冷机的原理。随着量子计算等技术的不断发展，对mK级的稀释制冷机提出了更高的要求，当前国内有数家单位和企业在投入精力开发。中科院物理所2021年，中国科学院物理研究所自主研发的无液氦稀释制冷机6月下旬实现近10mK(比绝对零度-273.15摄氏度高0.01度)极低温，标志着中国在高端极低温仪器研制上取得突破性进展，具备了为量子计算等前沿研究提供极低温条件保障的能力。2023年3月28日，中国科学院物理研究所承担的北京市科技计划课题“400微瓦无液氦稀释制冷机研制”顺利通过了第三方技术测试。测试专家组认真听取了项目工作报告，审查了技术测试方案，查验了测试仪器和受试设备，通过现场测试和读取测试数据，一致认为该无液氦稀释制冷机长时间连续稳定运行最低温度已达到7.6mK，制冷功率达到450μW@100mK，两项指标均达到了国外主流中型商业稀释制冷机的水平。合肥知冷低温科技有限公司2023年6月13日，“量子计算用国产极低温稀释制冷机项目”在合肥高新区正式签约，并入驻量子信息未来产业科技园。“量子计算用极低温稀释制冷机”由安徽大学物质科学与信息技术研究院单磊教授、王绍良研究员团队自主研发。安徽大学研究员、合肥知冷低温科技有限公司董事长王绍良表示，项目是合肥“以投带引”的成功案例，在合肥市科技创新集团的支持下，项目公司将拿到第一笔种子基金，打通落地转化的最初一公里。本源量子2023年10月，由本源量子计算科技（合肥）股份有限公司完全自主研发的本源SL400国产稀释制冷机成功下线，这是国内科创企业的研发团队首次成功突破量子计算极低温制冷这一关键核心技术。省量子计算工程研究中心相关负责人张俊峰说：“该稀释制冷机可提供12mK以下的极低温环境及不低于400μW@100mK的制冷量，降温时间在40小时内，升温时间在24小时内，可满足超导量子计算的极低温运行环境和快速回温的要求，达到国际主流产品的水平。”此外，中船重工、飞斯科等国产厂商目前也在投入相关设备研发。中船重工鹏力(南京)超低温技术有限公司市场总监巢伟向仪器信息网透露，当前国内能用的最基础版本的是400-500μW，而国外主流厂商的1mW设备已经成熟了，甚至开展了10mW的研究，比如IBM的10mW的设备已经用起来了。林德等企业已开发了百瓦级、甚至数百瓦级别4K制冷量来预冷的稀释制冷机。当前中船低温已实现4K制冷机每年一千多套的量产。上世纪70年代物理所冉启泽老先生曾研制出湿式稀释制冷机，但后来无人从事相关研究，相当长一段时间内国内处于技术断层和研究空白，目前国内所用到的稀释制冷机均从欧美购买，比如Oxford Instruments ，Cryomagnetics，Janis Research Company，Bluefors Oy NanoMagnetics Instruments， ICE Oxford Ltd，Quantum Design, Inc.，Leiden Cryogenics Entropy等。2019年12月，美国商务部的一份内部文件提出，未来将限制向中国等美国在量子计算上的竞争对手出口稀释制冷机。一旦被限，中国的量子计算研究将面临重大挑战。据了解，国际主流稀释制冷机售价400万元至600万元，稀释制冷机的国产化，在一定程度上扭转了量子计算关键核心技术受限的局面，加快了量子计算领域自立自强步伐，增强我国在量子计算领域完全自主可控能力。

美国康塔仪器公司近日推出用于气体吸附分析仪和真密度分析仪的新型紧凑型电制冷/热温度控制器选件。 全自动气体吸附分析仪是用来测量多孔材料和粉末的比表面积和孔径分布的经典仪器。虽然大多数这类测量使用低温液化气体（如液氮），但许多应用仍然需要在一个差异极大的温度下进行测量，如在室温或水的冰点。这些较高的温度必须得到很好的控制，即恒温。最好的恒温方法是通过主动制冷/加热以确保温度的稳定性，而不是，例如，依靠融冰获得0℃。因此，一般都是采用冷热循环水浴恒温器实现相应温度。虽然这些恒温器性能很好，并且可适用相当宽的温度范围，但他们往往太大，太耗电，不适用于小规模的自动调温作业。相比之下，利用Peltier电子陶瓷装置的恒温器制冷和加热在封闭体系的循环液，这使得流体的蒸发非常低，响应时间非常快。该温度控制器选件可以用于以下&ldquo 循环杜瓦组件&rdquo ： NOVA 循环杜瓦组件: p/n 01655-7757Quadrasorb循环杜瓦组件: p/n 01655-7757-SIAutosorb-iQ循环杜瓦组件: p/n 01655-7757-iQ1 更宽的温度范围 (-28degC to 100degC)可选择压缩机致冷/加热循环水浴恒温控制器(220-240V) P/N02127-1.该附件也是康塔全自动真密度分析仪Ultrapyc- T 1200e 的理想附件 ，与配有内置恒温循环线圈的外部端口连接。珀耳帖（peltier ）取代了有单独加热和冷却的元素和相关的压缩机，使新的循环控制器附件体积与真密度分析仪相匹配（12&ldquo 宽x 12&rdquo 深）。该恒温控制器控温范围可从－5℃ ～ 65℃，提供必要的接头和软管。电压工作范围90－240V。订货编号 P/N 01215－TE－1。2当用于 Ultrapyc-T 1200e 时，工作温度应该在15 - 50degC 之间。

5月16日，南方光源研究测试平台项目850W@4.5K国产氦制冷机在项目现场调试成功，测试结果表明其关键技术指标均优于合同规定的验收指标。大型氦制冷机涉及的设备多，工艺复杂，施工难度大。项目组克服了设备组装、调试的困难以及疫情的影响，坚守岗位，稳步推进，4月初成功产出液氦。近一个月的制冷功率测试过程中，持续24小时运行工况下，制冷机稳定提供850W@4.5K冷量。此外，项目组还完成了液化率测试和混合工况测试等。氦制冷机是南方光源研究测试平台的关键设备之一，该套氦制冷机设备的调试成功，为实现超导腔在2K温区的垂直测试和水平测试提供了有力的技术保障和支持。大型氦制冷机在国内外各种大科学装置上都有广泛的应用，但相关产品一直依赖进口。本次研制的国产850W@4.5K氦制冷机依托南方光源研究测试平台开展，其成功调试表明项目实现了关键核心设备的国产化突破，并为未来相关大型氦制冷机的研制积累了宝贵的经验，为氦制冷机研发的自主创新能力提升和产业化提供了有力的技术保证。相关调试工作，由高能所东莞研究部中子科学部低温组何昆、丁美莹、李娜、叶斌、蔡毅杰、曹菁以及中科富海团队完成。氦制冷机4.5K的制冷量液化率测试曲线

奥豪斯恒温混匀仪奥豪斯恒温混匀仪，具备加热、冷却和摇荡功能，既支持高效混匀，确保实验结果重复性和一致性，还可同时完成孵育；广泛应用于各种酶保存和反应，核酸和蛋白质的变性处理，PCR 反应、电泳预变性和血清凝固等。该系列包括两款恒温混匀器，丰富的选配件支持自动识别并满足复杂实验需求，低机身设计较大限度减少占用工作台的空间，机器额外提供脉冲模式、适应于快速涡流应用。01制冷型号，控温范围是RT-17℃~100℃，300-3000rpm02常规恒温型号，温控范围是RT+4℃~100℃，300-3000rpm0310个可更换恒温模块，覆盖从0.2ml到50ml离心管、微孔板，深微孔板、384孔深孔板等的，同时支持自动识别，并标配一个带盖子和架子的1.5ml微型管恒温模块出色的控温性能先进的电子及软件设计，为用户提供可靠、快速、准确的温度控制。提供升温速率设定、最 大温度控制功能和单点校准程序，确保温度稳定型和均匀性，便于处理温度敏感型样品；同时支持多达六个定义温度校准，确保试验温度的准确性。注重操作体验4.3寸彩色LCD触摸屏更直观，可实时查看程序状态栏并保存，即使戴橡胶手套操作也可快速响应；支持程序编程和存储，设备内存可存储5组实验程序、每组程序多达5步，可使用USB存储不限次数地进行数据记录和程序存储，适用于多步骤、重复性实验；支持软件升级和多达六种操作语言。除此之外，该系列产品在设计和安全方面还有诸多亮点：1、冷触式机体设计，采用高质量耐高温和耐化学腐蚀聚合物，在正常操作温度条件下，设备外壳始终保持低温；2、高温警示功能，当温度达到40°C时，顶部高温警示灯将点亮，并且一直点亮至设备足够冷却为止；3、警报器功能，在定时模式下，当时间达到零值或者达到设定温度时，警报器将发出声音警告；4、异常检测功能，当设备识别到内部异常时，加热功能自动关闭。应用广泛细胞、克隆、组织样本的DNA/RNA/蛋白提取实验等。奥豪斯集团成立于1907年，拥有遍布各地的营销、研发和生产基地。通过不断为各地用户提供优质的称量产品与完善的应用方案，奥豪斯产品已遍及环保、疾控、食药、教学科研、食品、新能源和制药工业等各种应用领域，赢得了广泛的认可与青睐。我们致力于提供符合各国安全、环境及质量体系的产品，涵盖电子天平、台秤、平台秤、案秤、摇床、台式离心机、加热磁力搅拌器、涡旋振荡器、干式金属浴、实验室升降台和电化学产品等。

近日，上海技物所党海政研究员课题组以四级高频脉冲管循环作为前级、JT循环作为终端的复合制冷循环实验方案，获取了迄今为止公开报道的基于多级高频脉冲管耦合JT的复合制冷循环实际获取的最低温度——1.36 K。在此基础上，该团队针对目前获取2 K以下温度的具体实践均需使用昂贵而稀缺的氦-3工质，严重阻碍实用化推广的缺点，提出了以氦-4为唯一工质的创新复合制冷循环方案，并进一步联合上海微系统所尤立星团队，将以氦-4为唯一工质的复合制冷机应用于冷却实际的超导纳米线单光子探测器（SNSPD），通过对系统探测效率和暗计数率等关键指标的实测，结果表明该制冷机可以为SNSPD提供1.84 K工作温度和良好电环境，使其保持稳定可靠的工作状态。以上研究结果为该类复合制冷循环技术在未来的空间应用和进一步实用化奠定了重要基础，相关成果先后发表于低温和超导领域国际期刊《Cryogenics》、《IEEE Transactions on Applied Superconductivity》及国内综合性学术期刊《科学通报》上。 相关工作得到国家自然科学基金、上海市“量子信息技术”市级重大科技专项、上海市产业协同创新项目以及上海市科技创新行动计划项目资助。上海量子科学研究中心、上海铂钺制冷科技有限公司、中科院上海微系统与信息技术研究所、赋同量子科技（浙江）有限公司、中国科学院大学等作为合作单位给予了重要支持。上海技物所1~2 K温区复合制冷机典型实物图：(a)系统整体布置 (b) 低温端细节 【附】相关已发表的系列学术论文链接如下：（1）以氦-4为唯一工质的1.8 K复合制冷机：https://engine.scichina.com/doi/10.1360/TB-2021-1305 （2）复合制冷循环获取1.36 K的实验验证：https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2022.103452 （3）工作于1 K温区的复合制冷循环理论：https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2021.103282 （4）复合制冷循环获取1.52 K的实验结果：https://doi.org/10.1109/TASC.2021.3060357 （5）3.3 K四级高频脉冲管循环理论研究：https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2019.103014 （6）3.3 K四级高频脉冲管循环实验验证：https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2019.103015 （7）三级高频脉冲管循环理论与实验：https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2018.05.005

热驱动热声制冷技术是一种新兴的制冷技术，它基于可压缩性气体工质的往复运动与邻近固体壁面之间的复杂的热相互作用（热声效应）而工作。其中，热声发动机利用温差产生声波形式的机械功（声功），而热声制冷机则消耗声功产生温差泵热，即产生制冷效应。该技术一般采用惰性气体工质，没有机械运动部件或运动部件极少，因而具有工质环保、可靠性高以及紧凑等优点，被认为是一种具有巨大应用前景的新一代制冷技术。然而截至目前，国内外报道的室温温区的热驱动热声制冷机的效率普遍较低，在空调制冷温区的热制冷系数（COP）通常不超过0.5，难与商业化的吸收式制冷技术相比（单效溴化锂-水吸收式制冷系统的COP在0.7左右，而双效系统的COP可达1.2）。因此，提高热驱动热声制冷系统的COP是当前实现其产业化应用的重大科学技术问题。理化所低温与制冷研究中心罗二仓研究员课题组从多场协同的原理出发，首次揭示了声场、温度场以及能流场互相耦合以及实现高效热声转换的工作机制，在此基础上提出了高效的热驱动热声制冷工作流程，使得发动机和制冷机不仅实现了高效的行波声场转换，而且实现了不同加热温度下发动机中声功产生与制冷机中声功消耗的理想匹配，进而大幅度提高了系统的整机热制冷效率。实验中采用氦气作为工质时，当加热温度为450 °C时，在标准空调制冷工况下（环境温度35 °C，制冷温度7 °C）获得的COP达到1.12，制冷功率为2.53 kW。在相近的制冷工况下，该COP是以往报道同类型样机最高水平的2.7倍，并超过了现有吸附式和单效吸收式制冷技术的水平，可媲美部分双效吸收式制冷系统。理论预测当加热温度进一步提升至燃气燃烧的温度时（~700 °C），该系统可获得超越直燃型双效吸收式制冷系统的COP（1.5以上）。该研究为热声制冷技术的产业化进程迈出了关键一步。相关研究以A highly efficient heat-driven thermoacoustic cooling system为题发表在Cell旗下期刊Cell Reports Physical Science上，论文第一作者为理化所2021级直博生肖磊，通讯作者为理化所罗二仓研究员与吴张华高级工程师。图1. 新型热驱动热声制冷系统及其实验样机性能此外，相比氦气，氮气作为一种更常见、经济的工质，亦十分具有应用前景。采用氮气作为工质时，在标准空调制冷工况下该系统实验的COP仍能达到0.49，且展示出与氦气不同的工作特性。数值计算结果表明，如对系统结构尤其是回热器填料进行优化改进后，其COP还可大幅提升。相关研究以An efficient and eco-friendly heat-driven thermoacoustic refrigerator with bypass configuration为题发表在物理学期刊Applied Physics Letters上，并被编辑选为亮点论文（Featured Article），且受到美国物理学联合会《科学之光》（AIP Scilight）的专访报道。论文第一作者为理化所2021级直博生肖磊，通讯作者为理化所罗二仓研究员与吴张华高级工程师，理化所为第一兼通讯作者单位。上述研究工作得到国家自然科学基金委、科技部以及中国科学院等单位的项目支持。图2. Scilight专访报道Cell Rep. Phys. Sci.文章链接：https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2024.101815Appl. Phys. Lett.文章链接：https://doi.org/10.1063/5.0181579Scilight专访报道链接：https://doi.org/10.1063/10.0024392

制冷长波红外器件的研制工艺一直是业内公认的顶尖红外技术。高芯科技早在成立初期，就实现了长波制冷红外探测器的攻关和批产。目前，公司全系列长波制冷红外探测器产品的整体量产能力已经稳步跻身业内头部阵营。WHY IS 长波制冷红外？长波制冷红外器件因其较高的帧频、低温响应度以及适应性在高端热像应用领域潜力巨大。长波制冷红外探测器的优势集中在：1. 穿透能力强，适应复杂使用环境（沙尘、海面、云层、反光等）；2. 积分时间短，帧频更高；3. 低温响应度高，适合探测室温目标。WHY IS 超晶格？高芯科技完全掌握锑化物超晶格研制工艺，并基于此开发出长波制冷红外探测器全系列产品。作为发达国家一致选择的第三代高性能焦平面探测器的优选材料，锑化物超晶格制备长波探测器具备如下优点：1. 量子效率高；2. 低成本；3. 宽波段精确可调；4. 工作温度高；5. 长波、双色性能优良；6. 大面积材料均匀性好。锑化物超晶格材料的强项是极高的质量，均匀性和稳定性。因此基于其制备的红外探测器在有效像元率、空间均匀性、时间稳定性、可制造性上要比其他材料更有优势，这种优势尤其体现在长波探测器的降低成本和大面阵制备两个方面。WHY IS 高芯科技？高芯科技拥有涵盖材料、芯片、电路、封装、制冷机的完备生产线，超过两万平洁净厂房，上千台（套）精密制程设备。全系长波制冷红外探测器在这里实现了从原材料到整机系统的完全国产化制造。坚实的硬件基底支撑公司实现了覆盖多种面阵规格、多种像元尺寸以及多种波段组合的制冷红外探测器全产品线量产。前沿超晶格技术始终是高芯科技的前进方向。从立项研发到量产交付，从新品导入机制到工艺过程控制，高芯科技娴熟掌握锑化物超晶格长波红外探测器的关键芯片工艺，逐年实现320×256、640×512以及1280×1024百万像素长波红外探测器的规范化批量制造。兼顾性能的同时，产品的应用稳定性也是我们关注的重点。高芯科技的红外探测器在历经严苛贮存环境测试、上千次开关机验证、耐久性工作寿命论证等多项可靠性试验后，产品性能、图像均匀性等各项指标依然满足应用所需。2024年1月，高芯科技以1280×1024/10μm长波制冷红外探测器产品为代表的科技成果一举通过湖北省技术交易所专家评定：“整体达到国际先进水平，部分指标国际领先”。未来，各类制冷红外探测器的市场需求会进一步扩大。高芯科技将深入挖掘红外核心器件底层技术，继续精研热像传感芯片制造工艺，稳步提升制冷红外探测器的量产交付能力，牢牢把握长波、高温、双色制冷红外探测器快速发展的重大市场机遇，持续保持公司在锑化物超晶格探测器产业化领域的领先优势。关于高芯科技武汉高芯科技有限公司掌握了红外热成像技术的核心——红外焦平面探测器，致力于为全球红外热成像用户提供专业的非制冷和制冷红外探测器、机芯模组以及应用解决方案。公司在红外探测器及相关领域获得多项技术专利，可同时提供非制冷和制冷红外探测器。建立了8英寸0.11μm氧化钒非制冷红外探测器、8英寸0.5μm碲镉汞制冷红外探测器、8英寸0.5μm二类超晶格制冷红外探测器三条批产线，自主完成原材料提纯、生长，到芯片的流片、制造、封装与测试的全套工艺。公司产品品类丰富，覆盖多种面阵规格、多种像元尺寸以及多种波段组合 。产品灵敏度高、可靠性好，各项性能指标达到国际先进水平，已广泛应用于人体测温、工业测温、安防监控 、无人机载荷、气体泄漏检测、户外夜视、智能驾驶、物联网、智能家居、智能硬件等领域。