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新型小型閉合循環制冷機探測效果
超導納米線單光子探測器（SNSPD）是本世紀初出現的一種新型的單光子探測技術，其探測效率、暗計數、時間抖動等性能指標明顯優于傳統的半導體單光子探測器，受到國內外學術界的廣泛關注，并已經廣泛應用于量子通信、量子計算等領域，并有力推動了量子信息技術的發展。在光纖通信1550納米工作波長，美國國家標準與技術研究所Marsili等人采用極低溫超導材料WSi制備的SNSPD，實現了最高探測效率達93%。然而，WSi-SNSPD通常工作在1K以下工作溫度，必須采用昂貴復雜的深低溫制冷機（比如稀釋制冷機等），這極大限制了這類高性能單光子探測器的應用。

國內外眾多研究人員在努力采用更高超導轉變溫度的NbN材料研制SNSPD，以期在2K以上工作溫度實現高探測效率，采用小型化用戶友好的閉合循環制冷機就可以工作，從而大大降低使用成本。經過10多年的努力，NbN-SNSPD探測效率最高只達到80%左右，和WSi-SNSPD探測效率有明顯差距。要想達到90%以上的探測效率，需要同時對多個不同的參數，如光耦合效率、光吸收效率、本征探測效率等進行優化，到目前為止尚未有成功報道。

中國科學院上海微系統與信息技術研究所（中科院超導電子學卓越創新中心）研究員尤立星團隊開展超導單光子探測研究近10年，在探測器研制和應用方面取得了多項國際領先成果，受到了國內外廣泛關注。與中國科學技術大學潘建偉團隊合作，曾多次創造量子信息領域實驗的世界紀錄，并保持了目前光纖量子通信404公里世界紀錄。

該團隊的最新成果揭示，基于小型閉合循環制冷機，2.1K工作溫度下，NbN-SNSPD系統探測效率（1550 nm工作波長）可以超過90%。隨著溫度降低到1.8K，探測效率可以進一步提升到92%。SCIENCE CHINA Physics,Mechanics&Astronomy 2017年第12期以封面文章形式報道了這一發現。日本情報通信研究機構SNSPD研究著名學者Shigehito Miki在雜志同期以Quest towards ultimate performance in superconducting nanowire single photon detectors為題進行了評述。論文第一作者為助理研究員張偉君，通信作者為尤立星。

教學設備網推薦使用中人教儀廠的現代制冷教學設備：現代制冷與空調系統實訓考核裝置

一、現代制冷與空調系統實訓考核裝置,空調技能實訓平臺,制冷技術概述

現代制冷與空調系統實訓考核裝置,空調技能實訓平臺,制冷技術是專門為職業院校制冷類相關專業而研制的實訓裝置，根據制冷類行業中空調與冰箱維修技術的特點，針對空調和冰箱的電氣控制以及制冷系統的安裝與維修進行設計，強化了學生對空調冰箱系統管路的安裝、電氣接線、工況調試、故障診斷與維修等綜合職業能力。裝置融合了流體力學、熱力學、傳熱學和電氣控制等技術,集制冷空調系統安裝、冰箱系統安裝、制冷系統電接線、壓力檢漏、抽真空、充注制冷劑與運行調試于一體，包含了制冷系統維修的全部步驟，能滿足實訓教學、實際工程訓練及職業技能競賽的需要。

二、現代制冷與空調系統實訓考核裝置,空調技能實訓平臺,制冷技術功能特點

   1.  該裝置集制冷空調系統安裝、冰箱系統安裝、制冷系統電接線、壓力檢漏、抽真空、 充注制冷劑與運行調試于一體，包含了制冷系統維修的全部步驟，能滿足實訓教學、實際工程 訓練及職業技能競賽的需要。

   2.  現代制冷與空調系統實訓考核裝置,空調技能實訓平臺,制冷技術采用模塊化設計，電氣控制與制冷系統獨立分開，并且電氣部分設置檢測點，測測端子以及各路的輸出連接端子，可供學生進行獨立接線、測試、遠行等操作。

   3.  現代制冷與空調系統實訓考核裝置,空調技能實訓平臺,制冷技術直觀展示了空調和冰箱的系統結構、工作原理。可清楚的看到制冷系統結構 及主要部件的實物，系統還配置有電壓表、電流表、壓力表、信號指示燈等， 使整個空調系統、冰箱系統的實時工作狀態一目了然。

   4.  現代制冷與空調系統實訓考核裝置,空調技能實訓平臺,制冷技術是根據分體式空調器控制電路、電冰箱電子式控制電路作為實訓考核對象，能 使學生熟練掌握空調器控制電路、電冰箱電子式控制電路基本原理及維修技術，考核板上印有 分體式空調器電氣、電冰箱電子式控制電路圖并加以檢測點，學生通過考核板上的電路圖了解 其原理，并通過電腦設置故障，用儀表在檢測點上進行檢測查找故障位置，并排除故障，從而 提高學生的排除故障能力。

   5.  使用現代制冷與空調系統實訓考核裝置,空調技能實訓平臺,制冷技術能學到分體式式空調器控制電路、電冰箱電子式控制電路的相關知識�？諢岜梅煮w空調部分據有以下制冷模式、制熱模式、除濕模式、送風模式、四種工作模式。電冰箱部分分有冷藏箱、冷凍箱。工作模式有標準模式、節能模式、速凍模式三種工作模式。

   6.  現代制冷與空調系統實訓考核裝置,空調技能實訓平臺,制冷技術解決了傳統該類設備上只能看只能模無法進行動手組裝的缺欠，還解決了無法 在設備上進行銅管焊接的難題，能使學生在該裝置上能夠反復進行系統組裝與焊接訓練。整體 采用開放式和拆裝式結構設計，創新的采用了銅管固定裝置對每個活動接頭進行固定，有效的 保證了管路因反復拆裝所造成的損壞，同時也減少了工作噪音。

   7.  在實訓臺方面進行了全新設計不僅采用鋁型材拼裝成桌面而且桌面下面增加了接水 底盤，鋁型材桌面不僅干凈美觀，更重要的是焊接銅管時不會變形，接水底盤的設計解決了運 行中冷凝器和系統管道產生的冷凝水，使水及冷凍油順利流到接水桶中，保持設備清潔。

   8. 制冷仿真軟件： 主要包含制冷技術基本知識、制冷劑、載冷劑和潤滑劑、蒸氣壓縮式制冷循環、制冷壓縮機類型及結構原理、空調器的制冷系統、空調器的電氣控制系統、家用電冰箱制冷及控制、家用制冷系統的延伸、中央空調系統等。軟件講解直觀，使老師易教學生易學。

     9.實訓臺可通過外接硬件設備登陸系統界面，可點擊界面內的模塊進行教學。內包含了包含了冰箱、變頻空調、冷柜、中央空調、冷水機等制冷設備的故障代碼資料，變頻定頻原理，毛細管的長度計算和毛細管堵塞的解決方法，蒸發器的速算方法和自制，冰箱冰柜盤管計算方法，制冷劑的資料和代換，制冷劑充入量的幾種測量方法，制冷劑詳細講解（不少于20種制冷劑），空調收氟排空加氟方法，冰箱加氟方法，冰堵原因及維修，VRV空調原理，冰箱冰柜管路圖，冷凝器機組維修方法，冰箱空調的內部分析和檢修，電磁閥工作原理和檢修方法等等資源及教學程序。

 

 

 

三、現代制冷與空調系統實訓考核裝置,空調技能實訓平臺,制冷技術指標

1、輸入電源：單相三線   AC220V±10%  50Hz   

2、 工作環境 ：溫度-10℃～-40℃ 相對濕度≤85%（25℃）

3、設備容量 ： ≤1.5KVA

4、制冷劑：空調部分R22  冰箱部分R22或R600a

5、外形尺寸（大約）1500mm×800mm×1250mm

6、防觸電保護類型      I類

7、安全保護：具有過壓、過流、過載、漏電保護措施，符合國家相關標準。

8、環保等級  材料選用符合國家相關環保標

 

四、現代制冷與空調系統實訓考核裝置,空調技能實訓平臺,制冷技術系統組成

1、實訓臺采用鋁型材臺架加實訓模塊結構，裝置采用一體化設計，由導軌式鋁合金安裝平臺、空調系統、電冰箱系統、電氣控制系統等組成。底部安裝有四個帶剎車的腳輪，可以方便的移動和固定。設備配置空調制冷系統管路1套、直冷電冰箱制冷系統管路1套、安全插端子排，壓力表（1.5MPa）2只（3.5 MPa）2只等。

2、電源模塊

包括漏電短路器，電壓表（0～250V） 1只，電流表（0～5A）1只、1只、電源插座，安全連線等。

3、分體空調控制線路模塊

包括空調控制板，，遙控接收板，故障設置板，IO通信板，空調遙控器，電位器等及指示燈等。

4、直冷電冰箱控制線路模塊

包括控制板，故障設置板，IO通信板，電位器等及指示燈等。

5、智能電冰箱控制線路模塊

包括智能冰箱控制板，數字顯示操作屏，電位器，指示燈等。

6、熱泵型家用空調系統

包括壓縮機、室內熱交換器、室外熱交換器、四通閥、過濾器、單向閥、毛細管、空調閥、視液鏡等

7、直冷式電冰箱系統

包括冰箱型壓縮機、PTC啟動器、碟形過電流過溫升保護器、鋼絲冷凝器、壓力表、模擬電冰箱箱體視液鏡、節流裝置等

 

五、智能考試系統基本功能（本功能選配）：

    1、計算機可以監控1-126臺家用電器智能考核臺
　　2、已設置60多個故障點。
　　3、具有發卷功能
　　4、具有收卷功能
　　5、具有單臺和全部實驗臺清零功能
　　6、具有自動檢測各家用電器考核臺的通訊聯機情況
　　7、可以生成學生個人成績單
　　8、可以對學生考核情況進行統計、分析
　　9、設有進入系統密碼，進入系統后能夠修改密碼
　　10、具有打印功能
　　11、具有答題次數限制功能
　　12、學生臺配觸摸屏智能答題器，學生可以通過答題器與都師進行數據交換

 

六、項目實訓內容

   1、制冷工專用工具的使用

   2、氣焊焊槍的使用與焊接能力

   3、空調制冷系統管路的組裝能力

   4、空調制冷系統的保壓、檢漏與制冷劑加充能力

   5、空調控制電路的電氣連接與調試能力

   6、空調控制電路電氣故障考核、故障分析與故障排除能力

   7、電冰箱制冷系統管路的組裝能力

   8、電冰箱制冷系統的保壓、檢漏與制冷劑加充能力

   9、東芝 GR-204E 直冷電子式電冰箱控制電路的電氣連接與調試能力

   10、東芝 GR-204E 直冷電子式控制電路電氣故障考核、故障分析與故障排除能力

   11、BCD-173GH 智能溫控電冰箱控制電路的電氣連接與調試能力

   12、BCD-173GH 智能溫控電冰箱控制電路電氣故障考核、故障分析與故障排 除能力

   13、電冰箱制冷系統的故障判斷與維修能力

   14、學生的團隊協調組織能力

   15、電氣識圖和電氣設計能力

空調電氣控制電路部分設置故障：

1.穩壓管IC損壞

故障現象：空調遙控開機無反應，無法工作，電源電路穩壓管 7812 無+12V 電壓輸出。

2.穩壓管 IC7805 損壞

故障現象：空調遙控開機無反應，無法工作，電源電路穩壓管 7805 無+5V 電壓輸出。

3.室內溫度傳感器斷路 故障現象：空調遙控開機有反應，室內機工作正常，室外機不工作。溫度檢測電路故障。

4.壓縮機主繼電器 RLY1 觸點斷路 故障現象：室內機工作正常，室外風機工作正常，但壓縮機不工作。RLY1 繼電器故障。

5.室外風機繼電器 RLY3 觸點斷路

故障現象：室內機工作正常，室外風機不工作，壓縮機工作正常。RLY3 繼電器故障

6.四通閥繼電器 RLY4 觸點斷路 故障現象：制冷模式工作正常，無法進行制熱。RLY4 繼電器故障。

7.室內風機高速檔繼電器 RLY7 觸點斷路 故障現象：制冷、制熱均工作正常，但室內風機高速檔無法工作。RLY7 繼電器故障。

8.集成 IC3 第 13 腳無輸出 故障現象：制冷、制熱均工作正常，但室內風機中速檔無法工作。室內風機驅動電路故障。

9,壓縮機R端婦故障，無電源，保護電路動作

10.室內電機電容 損壞，風機不轉

11遙控電路不工作 ，

12傳感器短路故障，壓縮機不工作

13管道傳感器短路故障，壓縮機不工作

14.四通閥斷電，不制熱

15.步進電機故障，不擺風

16.模擬電位器開路，空調不制冷

 

204E 電冰箱控制電路部分設置故障：

  1．蒸發傳感器斷路：故障現象：壓縮機無法工作，其它工作正常

  2.除霜傳感器斷路 故障現象：壓縮機工作正常，將切換開關打至電位器，調節除霜傳感器模擬調節至除霜位置 仍無法進行除霜。

  3.二極管 D801 斷路：故障現象：壓縮機無法工作，其它工作正常

  4.三極管 Q811 壞 故障現象：壓縮機無法工作，其它工作正常

  5.三極管 Q812 壞 故障現象：壓縮機工作正常，將  6.電阻 R812 壞 故障現象：制冷壓縮機和除霜都無法工作

  7.繼電器 RY01 壞 故障現象：壓縮機工作正常，流槽加熱管和除霜加熱管都不工作

  8.繼電器 RY02 壞 故障現象：流槽加熱管和除霜加熱管都工作正常，但壓縮機不工作。 

9.主板無供電，整機不工作

10.除霜繼電器損壞。化霜電路不工作

11.化霜繼電器短路，冰箱制冷效果差

12.快速制冷電磁閥不工作

13.模擬冷藏電位器損壞，壓縮機不工作

14模擬化霜電位器損壞，壓縮機不工作

15.門燈故障，開門不亮

 

智能電冰箱控制電路部分設置故障

  1．整流+12V 無輸出 故障現象：整機無法工作，顯示屏無顯示。

  2．IN  7805 穩壓管壞、+5V 無輸出 故障現象：整機無法工作，顯示屏無顯示。

  3．冷藏室傳感器斷路 故障現象：壓縮機無法工作

  4．三極管 BG1 壞 故障現象：壓縮機無法工作，顯示屏上冷凍室溫度顯示 

  5．三極管 BG2 壞 故障現象：壓縮機無法工作

  6．繼電器 HY 觸點不良 故障現象：冷藏室溫度達到除霜溫度時除霜加熱器不工作。

  7．繼電器 YK 觸點不良，故障現象：壓縮機無法工作

  8.傳感器短路

  9. 模擬冷藏電位器損壞，壓縮機不工作

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本文關鍵詞：制冷

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