中华人民共和国电子行业军用标准
整体式斯特林制冷器总规范
SJ 20763-1999
Stirling cryocoolerl 范围
1.1主题内容
本规范规定了整体式斯特林制冷器（以下简称制冷器）的通用要求、质量保证规定和试验方法及交货准备等。
1.2适用范围
本规范适用于制冷器的研制、生产。
1.3型号规格
1.3.1 型号
制冷器的型号命名方法按附录A（参考件）的规定。
1.3.2规格
在规定制冷温度下，制冷器提供的标称制冷量规格推荐为100 mW、250 mW、550 mW、750 mW、1000 mW、1250 mW、l500 mW、1750 mW、2000 mW、2500 mW、3 00 mW、5000 mW。
2引用文件
GB 191---90包装储运图示标志
GJB 150.3--86军用设备环境试验方法高温试验
GJB 150.4--86军用设备环境试验方法低温试验
GJB 150.5--86军用设备环境试验方法温度冲击试验
GJB 150.9--86军用设备环境试验方法湿热试验
GJB 150.11--86军用设备环境试验方法盐雾试验
GJB 150.16--86军用设备环境试验方法振动试验
GJB 150.18--86军用设备环境试验方法冲击试验
GJB 179A--96计数抽样检验程序及表
GJB 899--90可靠性鉴定和验收试验
GJB 2712--96测量设备的质量保证要求计量确认体系
SJ/T10320---92工艺文件格式
SJ/T10324--92工艺文件的成套性
SJ/T10462---93工艺管理常用图形符号
SJ/T10531--94工艺文件的更改
3要求
3.1详细规范
制冷器应符合本规范和详细规范的规定，当本规范的要求和详细规范的要求相抵触时，应以详细规范为准。
3.2合格鉴定
按本规范提交的制冷器应是经鉴定合格或定型批准的产品。
3.3设计、结构和材料
3.3.1 设计结构
制冷器采用斯特林制冷循环的工作原理，其压缩腔和膨胀腔被连在同一机体上，制冷器的冷头向被冷却对象提供规定的冷量。
3.3.2材料
制冷器用材料、零部件的要求应符合相关标准或规范的要求；没有相应标准或规范的材料、零部件的要求应在详细规范中规定。
3.4工艺
3.4.1 制冷器的工艺文件应符合SJ/T 10462、SJ/T 10531、SJ/T 10320、SJ/T 10324的规定。
3.4.2工艺规范至少应包括以下内容；
a． 材料规范；
b． 材料加工和处理；
c． 成形；
d． 中间测试；
e． 组装；
f． 最终性能检测；
g． 工具、设备及仪器。
3.5外形尺寸
制冷器外形尺寸应符合规定（见3.1）。
3.6重量
制冷器重量应符合规定（见3.1）。
3.7性能特性
除非另有规定，制冷器在环境温度为23±5 ℃，且散热充分，保证压缩机表面和膨胀机热端表面温升不高于环境温度15℃的条件下，应满足下列性能要求。
3.7.1降温时间
按4.5.3进行试验，制冷器达到规定制冷温度的时间应符合规定（见3.1）。
3.7.2制冷量
按4,5,4进行试验，制冷器在规定温度下的制冷量应符合规定（见3.1）。
3.7.3输入功率
按4.5.5进行试验，制冷器输入功率应符合规定（见3.1）。
3.7.4噪声
按4.5.6进行试验，制冷器噪声值应符合规定（见3.1）。
3.7.5泄漏率
按4.5.7进行试验，制冷器泄漏率应不大于1.33×10-4Pa·cm3/s。
3.7.6制冷温度控制
按4.5.8进行试验，制冷器应能在规定的范围内调节制冷器的冷头温度（见3.1）。
3.7.7冷头振动幅度（适用时）
按4.5.9进行试验，制冷器冷头振动幅度值应符合规定（见3.1）。
3.7.8强化试验（适用时）
按4.5.10进行试验，制冷器的性能应满足3.7.1、3.7.2、3.7.3的要求。
3.8环境条件
除另有规定外，制冷器应进行以下环境试验。
3.8.1 高温工作
按4.7.1进行试验，制冷器的性能应满足3.7.1、3.7.2、3.7.3的要求。
3.8.2高温贮存
按4.7.2进行试验，制冷器的性能应满足3.7.1、3.7.2、3.7.3的要求。
3.8.3低温工作
按4.7.3进行试验，制冷器的性能应满足3.7.1、3.7.2、3.7.3的要求。
3.8.4低温贮存
按4.7.4进行试验，制冷器的性能应满足3.7.1、3.7.2、3.7.3的要求。
3.8.5温度冲击
按4.7.5进行试验，制冷器的性能应满足3.7.1、3.7.2、3.7.3的要求。
3.8.6湿热（适用时）
按4.7.6进行试验，制冷器的性能应满足3.7.1、3.7.2、3.7.3的要求。
3.8.7盐雾（适用时）
按4.7.7进行试验，制冷器的性能应满足3.7.1、3.7.2、3.7.3的要求。
3.8.8振动
按4.7.8进行试验，制冷器的性能应满足3.7的要求。
3.8.9冲击
按4.7.9进行试验，制冷器的性能应满足3.7的要求。
3.9可靠性
制冷器平均无故障时间(MTBF)应符合规定（见3.1）。
3.10外观质量
制冷器外观质量应符合详细规范和下列规定。
3.10.1 金属表面
目测制冷器的金属表面，应无毛刺、裂缝、划痕及砂眼。
3.10.2涂覆后的表面
制冷器涂覆层应均匀，涂覆后的表面应无起皮、水泡、划痕或裂痕；喷漆表面应光滑无缺陷，无起泡和脱落现象。
4质量保证规定
4.1检验责任
除非合同或订单中另有规定，承制方应负责执行本规范中所规定的全部检验要求。除合同或订单中另有规定外，承制方可以使用自己的或任何其它适合完成本规范规定检验要求的设备，但鉴定机构不许可的除外。必要时，订购方或鉴定机构有权对本规范规定的任一检验项目进行检查，以确保供货和服务符合规定要求。
4.1.1合格责任
所有产品必须符合本规范第3章和第5章的全部要求。本规范中规定的检验应成为承制方的整个检验体系或质量保证大纲的一个组成部分。如果合同中包括本规范未规定的检验要求，承制方还应保证提交验收的产品符合合同要求。质量一致性检验的抽样不允许提交明知有缺陷的产品，也不能要求订购方接受有缺陷的产品。
4.1.2试验设备和检验装置
承制方应建立和维持具有足够准确度和数量的试验设备、测量设备和检验装置，以便进行所要求的检验．同时，承制方应按GJB2712建立和维持计量校准系统，以控制测量和试验设备的准确度。
4.2检验分类
制冷器检验分为：
a．鉴定检验（见4.3条）；
b．质量一致性检验（见4.4条）。
4.2.1生产批
一个生产批应由在同一条件下采用相同的设计、工艺、材料、设备制造的制冷器组成。
4.2.2检验批
承制方在规定时间内提交质量一致性检验的全部制冷器，以确定是否符合详细规范和本规范的要求。
一个检验批可由一个生产批组成，或由几个在本质上属于相同条件（材料、工艺、设备等）下制造的生产批组成。
4.2.3重新提交批
重新提交的批应与新提交批分开，并能明显鉴别为重新提交的批。当提交质量一致性检验的任何批达不到A组、C组检验的任一要求时，可采用加严检验，把不合格的批重新提交一次。
4.3鉴定检验
鉴定检验应在上级鉴定机构允许的试验室中进行。样品单位应是采用生产中正常运行的设备和质量保证程序所生产的制冷器。
鉴定检验由检查和检验组成。
4.3.1检查
所有材料、零部件、工艺及组件应符合相应规范要求，并按表l要求进行检查；应采用GJB 179A中一般检验II水平进行抽样。机械检查AQL取2.5；目视检查AQL取4。
表l 检查
|
检验项目 |
要求章条号 |
AQL |
|
设计结构 |
3.3.1 |
2.5 |
|
零部件的缺陷和损伤 |
3.3.2 |
2.5 |
|
外形尺寸 |
3.5 |
2.5 |
|
重量 |
3.6 |
2.5 |
|
外观质量 |
3.10 |
4 |
4.3.2检验
按4.3.1规定检查合格后，抽取3台制冷器按表2进行检验，不满足其中任一项检验都成为拒绝授予鉴定批准的理由。
表2 鉴定检验
|
检验项目 |
要求章条号 |
方法章条号 |
|
降温时间 |
3.7.1 |
4.5.3 |
|
制冷量 |
3.7.2 |
4.5.4 |
|
输入功率 |
3.7.3 |
4.5.5 |
|
噪声 |
3.7.4 |
4.5.6 |
|
泄漏率 |
3.7.5 |
4.5.7 |
|
制冷温度控制 |
3.7.6 |
4.5.8 |
|
冷头振动幅度（适用时） |
3.7.7 |
4.5.9 |
|
强化试验（适用时） |
3.7.8 |
4.5.10 |
|
高温工作 |
3.8.1 |
4.6.1 |
|
高温贮存 |
3.8.2 |
4.6.2 |
|
低温工作 |
3.8.3 |
4.6.3 |
|
低温贮存 |
3.8.4 |
4.6.4 |
|
温度冲击 |
3.8.5 |
4.6.5 |
|
湿热（适用时） |
3.8.6 |
4.6.6 |
|
盐雾（适用时） |
3.8.7 |
4.6.7 |
|
振动 |
3.8.8 |
4.6.8 |
|
冲击 |
3.8.9 |
4.6.9 |
|
可靠性 |
3.9 |
4.7 |
4.3.3鉴定合格资格的保持
为了保持鉴定合格资格，承制方应每隔12个月向鉴定机构提交一份报告。鉴定机构应规定起始报告日期。报告内容包括A组、C组检验的试验结果的汇总，至少应说明已通过检验批的数量和不合格批的数量；任何零件失效的数量和类型：一年中完成的试验项目：应鉴别所有返修批的试验结果并加以说明。
在每12个月周期结束前的30天内不提交报告者，将可能导致丧失虎品鉴定合格的资格。除周期地提交检验资格外，在12个周期内的任何时候，若检验资料显示出已鉴定合格的产品不能满足本规范的要求时，承制方应立即通知鉴定机构。
如果在报告周期内未生产时，应提交一份报告以证明该承制方仍具有生产这种产品所必需的能力和设备。如果相继两个报告周期内仍未生产，根据鉴定机构的决定，可以要求承制方提供产品按鉴定检验要求进行检验，并说明未生产的原因。
4.4质量一致性检验
质量一致性检验应按A组、C组进行（见表3、表4）。A组为逐批检验，C组为周期检验：
4.4.1不合格
达不到A组或C组要求的批，承制方应分析不合格原因，采取纠正措施后，按4.2.3的规定重新提交。如不提交或重新提交不合格，该批应拒收。在C组失效情况下，由一个失效的C组检验所代表的制冷器的随后各批中的样品，应逐批承受出现失效的C组中的全部试验，直到连续三批通过了失效的C组检验时为止，然后试验可恢复到周期试验。
4.4.2检验
4.4.2.1 A组检验
A组检验应在通过4.3.1的检查话进行，由表3所列项目组成，试验顺序可任意，A组为100%检验，不合格品剔除。
表3 A组检验
|
检验项目 |
要求章条号 |
’ 方法章条号 |
|
降温时间 |
3.7.1 |
4.5.3 |
|
制冷量 |
3.7.2 |
4.5.4 |
|
输入功率 |
3.7.3 |
4.5.5 |
|
噪声 |
3.7.4 |
4.5.6． |
|
泄漏率 |
3.7.5 |
4.5.7 |
|
制冷温度控制 |
3.7.6 |
4.5.8 |
|
冷头振动幅度（适用时） |
3.7.7 |
4,5.9 |
|
强化试验（适用时） |
3.7.8 |
4.5.10 |
4.4.2.2 C组检验
C组检验应从已通过A组检验的批中抽取，批的抽样按4.4.2.3的规定，检验周期为12个月。C组检验按表4规定的项目和顺序进行。
表4 C组检验
|
检验项目 |
要求章条号 |
方法章条号 |
抽样程序 |
|
高温工作 |
3.8.1 |
4.6.1 |
见4.4.2.3 |
|
高温贮存 |
3.8.2 |
4.6.2 | |
|
低温工作 |
3.8.3 |
4.6.3 | |
|
低温贮存 |
3.8.4 |
4.6.4 | |
|
温度冲击 |
3.8.5 |
4.6.5 | |
|
湿热（适用时） |
3.8.6 |
4.6.6 | |
|
盐雾（适用时） |
3.8.7 |
4.6.7 | |
|
振动 |
3.8.8 |
4.6.8 | |
|
冲击 |
3.8.9 |
4.6.9 |
4.4.2.3检验抽样
每一检验批都应按表5的规定随机抽取样品，如果出现一个或多个不合格，则整批将被拒收。
表5 C组抽样方案
|
批量 |
样品数 |
|
1-99 100-299 300-499 500-999 1000以上 |
l 3 5 7 10 |
4.4.2.4 C组样品处理
经C组检验的样品不得按正品交付。
4.5检验方法
4.5.1试验条件
除非另有规定，所有测量和试验应在下列大气条件下进行：
温度：23±5℃
相对湿度：20%～80%
气压：试验场所气压
4.5.2外观和机械检验
用目测和满足准确度要求的量具或衡器按3.3、3.4、3.5、3.6、3.10的要求对制冷器进行检验。
4.5.3降温时间
4.5.3.1试验设备
试验设备由测试杜瓦（真空罩）、热负载、电源和测量仪表、真空获得设备和测试仪器四部分组成。
4.5.3.1.1热负载由以下元件组成：
a．紫铜块；
b．温度传感器；
c． 加热器。
4.5.3.1.2热负载应有以下特性：
a． 温度传感器和加热器安装在紫铜块上；
b． 热负载从300 K降温到80K(或77 K)或其它温度时，应能放出规定的热能；
c． 热负载中的加热器应能提供规定的加热功率；
d． 将热负载固定在冷头上，保证实现良好的热接触而不损坏冷头。
4.5.3.2试验程序
4.5.3.2.1 安装方法
a． 温度传感器和电阻器安装在紫铜块上；
b． 将热负载固定在冷头上，保证它与冷头有良好的热接触；
c． 连接测试杜瓦、真空获得设备和测试仪器。
4.5.3.2.2测试
按以下细则测试：
a． 启动制冷器，用温度传感器测量装在冷头上的热负载的温度；
b． 用计时器测量冷头从常温降至规定制冷温度的时间，应符合3.7.1的要求。
4.5.4制冷量
4.5.4.1试验设备
应符合4.5.3.1的要求。
4.5.4.2试验程序
4.5.4.2.1 安装方法
应符合4.5.3.2.1的要求。
4.5.4.2.2测试
按以下细则测试：
a． 启动制冷器，用温度传感器测量冷头温度；
b． 当温度不再下降时，给热负载输入加热功率；
c． 待冷头温度稳定在规定制冷温度20 min后，测量热负载的加热功率，应符合3.7.2的要求。
4.5.5输入功率
4.5.5.1试验设备
应符合4.5.3.1的要求。
4.5.5.2试验程序
4.5.5.2.1 安装方法
应符合4.5.3.2.1的要求。
4.5.5.2.2测试
启动制冷器，在规定制冷温度和制冷量的条件下，测量制冷器的输入功率，应符合3.7.3的要求。
4.5.6噪声
4.5.6.1 测试
按以下细则测试：
a． 在规定制冷温度和制冷量的条件下，制冷器应敬置在背景噪声低予被测噪声声压级I0 dB的环境内工作；
b． 将制冷器在同一平面内以4个相距90°位置取向，用声级计在距制冷器1.5m处测量声压，应符合3.7.4的要求。
4.5.7泄漏率
4.5.7.1测试
将制冷器置于密封真空容器中并与氦检漏仪连接，测量泄漏率，应符合3.7.5的要求。
4.5.8制冷温度控制
4.5.8.1测试
改变制冷器的工作状态和运行参数，按4.5.4测试制冷器的制冷量，应符合3.7.6的要求。
4.5.9冷头振动幅度
4.5.9.1测试
在制冷器正常工作条件下，用精密仪器测量冷头在轴向和径向两个方向上的振动幅度，应符合3.7.7的要求。
4.5.10强化试验
制冷器按图1所示经受12h的强化试验，应符合3.7.8的要求。
4.6环境试验
除非另有规定，环境试验应以下列的规定进行。
4.6.1高温工作
按GJB 150.3规定进行试验，具体要求应符合详细规范。
4.6.2高温贮存
按GJB 150.3规定进行试验，具体要求应符合详细规范。
4.6.3低温工作
按GJB 150.4规定进行试验，具体要求应符合详细规范。
4.6.4低温贮存
按GJB 150.4规定进行试验，具体要求应符合详细规范。
4.6.5温度冲击
按GJB 150.5规定进行试验，具体要求应符合详细规范。
4.6.6湿热
按GJB 150.9规定进行试验，具体要求应符合详细规范。
4.6.7盐雾
按GJB 150.11规定进行试验，具体要求应符合详细规范。
4.6.8振动
按GJB 150.16规定进行试验，具体要求应符合详细规范。
4.6.9冲击
按GJB 150.18规定进行试验，具体要求应符合详细规范。
4.7可靠性
按GJB 899规定进行试验，具体要求应符合详细规范。
5交货准备
5.1包装要求
制冷器应有专用的包装箱，并有防震保护，箱内应有产品说明书和合格证，合格证上应注明：
a．制造单位；
b．产品型号；
c．详细规范编号；
d. 生产和检验日期；
e．检验员章；
f．其它。
5.2贮存要求
制冷器应贮存在温度为-10—40℃和相对湿度不大于80%的干燥、通风、无腐蚀性气体影响的库房内。
5.3运输要求
制冷器运输时应有牢固的包装箱，箱外应符合5.1条规定并应有符合GB191规定的“小心轻放”、“怕湿”等图示标志：装有制冷器的包装箱应按规定方式运输，运输中应避免雨、雪直接淋袭和机械碰撞。
6说明事项
6.1预定用途
符合本规范的制冷器主要供军用红外探测器配套使用。
6.2订货文件内容
订货文件应标明以下内容：
a． 本规范的名称，编号和日期：
b． 适用的详细规范的名称、编号、日期及型号识别；
c． 防护、包装和装箱的要求及适用的标志；
d． 其它。
6.3定义
6.3.1 制冷温度refrigeration temperature
在给定的工作系统中，制冷器工作时冷指冷端的指示温度，单位为开尔文(K)。
6.3.2制冷量refrigeration capacity
在规定的制冷温度下，制冷器负载吸收的热功率，单位为毫瓦(mW)。
6.3.3降温时间cooling down time
制冷器在正常工作条件下启动，制冷温度从室温降至规定工作温度所需的时间，单位为分(min)。
6.3.4整体斯特林制冷器integral Stirling cryocooler
整体式斯特林制冷器是采用斯特林制冷循环，是由压缩部分和膨胀部分组成的同一机体。单级正常在77～80 K提供所需的制冷量，多级则通常在20√35 K提供所需的制冷量。
附录A
斯特林制冷器型号命名方法
（参考件）
A1 斯特林制冷器的型号命名
A1.1 斯特林制冷器的型号一般由下列五部分组成。
第一部分主称（用汉语拼音字母表示）
第二部分结构（用汉语拼音字母表示）
第三部分 电机工作类型（用汉语拼音字母表示）
第四部分制冷量（用阿拉伯数字表示）
第五部分序号（用阿拉伯数字表示）
A1.2型号中组成部分的符号及其含义见表Al
表A1
|
第一部分 主称 |
第二部分 结构 |
第三部分 电机工作类型 |
第四部分 制冷量 |
第五部分序号 | ||||
|
符号 |
含义 |
符号 |
含义 |
符号 |
含义 |
符号 |
含义 |
|
|
S
|
斯特林 制冷器
|
F Z
|
分置式 整体式
|
Z X
|
直线电机驱动 旋转电机驱动
|
100 150 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2500 3000 5000 |
100 mW 150 mW 250 mW 500 mW 750 mW 1000 mW 1250 mW 1500 mW 1750 mW 2000 mW 2500 mW 3000 mW 5000 mW |
|
A2型号命名示例
示例l 250 mW直线电机驱动分置式斯特林制冷器SFZ250--1
S F Z 250--1
序号
制冷量
直线电机驱动
分置式
制冷器
示例2 150mW旋转电机驱动整体式斯特林制冷器SZX150---1
S Z X 150--1
序号
制冷量
旋转电机驱动
整体式
制冷器
附加说明：
本规范由中国电子技术标准化研究所归口。
本规范由电子工业部第十六研究所起草。
本规范主要起草人：孙中章柳汉莹 张绳远 镇松林 田渠。
本规范计划项目代号：B61017。
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