对红外探测器的冷却是目前低温制冷机的主要应用领域,而对高速计算机中半导体芯片和高温超导器件冷却是低温制冷机的一个重要发展方向。全世界约有十几万台斯特林制冷机在空间、军事领域发挥作用。随着空间技术的发展,对低温制冷机的要求越来越严格,斯特林制冷机的缺点日益突出,由于排出器的存在,引起了诸如磨损、振动、电磁干扰和寿命不长等方面的问题,同时磨损又导致制冷工质污染、制冷性能降低等问题,这些缺陷是斯特林制冷机所固有的,几乎不可解决。为此,研究新的替代低温制冷技术很有必要,脉冲管制冷机便得到了各国的重视。
脉冲管制冷机技术始于20世纪60年代。按其驱动方式的不同,可分为两大类,即GM型脉冲管制冷机和斯特林型脉冲管制冷机,后者是斯特林制冷机的一个变种。它取消了斯特林机在低温端的运动部件(即排出器)。这一改变不仅减小了制造难度,而且也大大减小了冷端换热器的振动,同时还有利于提高可靠性和延长寿命。更为难得的是,脉冲管制冷机可以利用其他制冷机的成熟技术,如线性压缩机、蓄冷器等。目前我国只有风云系列气象卫星应用辐射制冷技术,小型斯特林制冷技术处于正在研究的阶段。由于脉冲管制冷技术被认为是取代斯特林制冷机的第二代空间低温制冷技术,因此我们有可能跃过斯特林制冷机阶段,直接研制具有先进水平的空间用斯特林型脉冲管制冷机,以促进我国国防事业的发展。