采用声压放大器的多级脉管制冷机

摘要

本发明公开了一种采用声压放大器的多级脉管制冷机，包括预冷脉管制冷机单元和低温脉管制冷机单元，所述低温脉管制冷机单元的回热器包括预冷段和低温段，所述预冷段的出口端与低温段进口端之间通过声压放大器连通；所述预冷脉管制冷机单元和低温脉管制冷机单元之间通过连接在预冷脉管制冷机单元的冷端和所述声压放大器之间的热桥进行热耦合，该热桥同时与所述预冷段和低温段相连，也可将上述结构的声压放大器应用到气耦合的制冷系统中。本发明采用在低温脉管制冷机单元中设置声压放大器，大大提高了脉管制冷机的驱动压比，提高了脉管制冷机的工作效率，仅采用第二级制冷就可以到达液氦温区，同时具有结构简单，使用寿命长等优点。

权利要求

1.一种采用声压放大器的多级脉管制冷机，包括预冷脉管制冷机单元(PTC-1)和低温脉管制冷机单元(PTC-2)，所述低温脉管制冷机单元(PTC-2)的回热器包括预冷段回热器(16)和低温段回热器(18)，其特征在于，所述预冷段回热器(16)的出口端与低温段回热器(18)进口端之间通过声压放大器(17)连通；所述预冷脉管制冷机单元(PTC-1)和低温脉管制冷机单元(PTC-2)之间通过连接在预冷脉管制冷机单元(PTC-1)的冷端(5，7)和所述声压放大器(17)之间的热桥(8)进行热耦合，该热桥(8)同时与所述预冷段回热器(16)和低温段回热器(18)相连；

所述声压放大器(17)是长度为1/4λ的长颈管，λ为氦气在预冷脉管制冷机单元(PTC-1)的冷端温区下的声波波长。

2.根据权利要求1所述的采用声压放大器的多级脉管制冷机，其特征在于，所述预冷脉管制冷机单元(PTC-1)包括：

第一级压缩机(1)、第一级热端换热器(3)、第一级回热器(4)、位于第一级回热器(4)冷端的第一级回热器冷端换热器(5)、第一级冷端流道(6)、第一级脉管冷端换热器(7)、第一级脉管(9)、第一级脉管热端换热器(10)、以及与第一级脉管(9)热端连通的第一级调相部件；

所述第一级热端换热器(3)设置在所述第一级压缩机(1)和第一级回热器(4)之间，用于将第一级压缩机(1)排出的气体冷却至室温气体，并将高压室温气体传输给第一级回热器(4)；

所述第一级回热器冷端换热器(5)和第一级脉管冷端换热器(7)分别通过热桥(8)与所述声压放大器(17)热耦合连接。

3.根据权利要求2所述的采用声压放大器的多级脉管制冷机，其特征在于，所述第一级调相部件由第一级气库(12)以及将第一级气库(12)与第一级脉管热端换热器(10)连通的第一级惯性管(11)组成。

4.根据权利要求1所述的采用声压放大器的多级脉管制冷机，其特征在于，所述低温脉管制冷机单元(PTC-2)包括：

第二级压缩机(13)、第二级热端热端换热器(15)、预冷段回热器(16)、低温段回热器(18)、位于低温段回热器(18)冷端的第二级冷端换热器(19)、第二级冷端流道(20)、第二级脉管冷端换热器(21)、第二级脉管(22)、第二级脉管热端换热器(23)、以及与第二级脉管(22)热端连通的第二级调相部件；

所述第二级热端换热器(15)设置在所述第二级压缩机(13)和预冷段回热器(16)之间，用于将第二级压缩机(13)排出的气体冷却至室温气体，并将高压室温气体传输给预冷段回热器(16)。

5.根据权利要求4所述的采用声压放大器的多级脉管制冷机，其特征在于，所述第二级调相部件由第二级气库(25)以及将第二级气库(25)与第二级脉管热端换热器(23)连通的第二级惯性管(24)组成。

6.根据权利要求4或5所述的采用声压放大器的多级脉管制冷机，其特征在于，所述第二级调相部件和所述第二级脉管热端换热器(23)同时与热桥(8)连接。

7.一种采用声压放大器的多级脉管制冷机，包括预冷脉管制冷机单元(PTC-1)和低温脉管制冷机单元(PTC-2)，预冷脉管制冷机单元(PTC-1)和低温脉管制冷机单元(PTC-2)通过共用的压缩机(101)和预冷段回热器(104)进行气耦合，其特征在于，所述的低温脉管制冷机单元(PTC-2)中还包括低温段回热器(118)，该低温段回热器的热端通过声压放大器(117)与预冷段回热器(104)的冷端连通，该低温段回热器的冷端通过第二级冷端流道(120)与低温脉管制冷机单元(PTC-2)内的第二级脉管(122)的冷端连通；

所述声压放大器(117)是长度为1/4λ的长颈管，λ为氦气在预冷脉管制冷机单元(PTC-1)的冷端温区下的声波波长。

8.根据权利要求7所述的采用声压放大器的多级脉管制冷机，其特征在于，所述预冷脉管制冷机单元(PTC-1)内设有第一级调相部件；所述的低温脉管制冷机单元(PTC-2)内设有第二级调相部件；所述第一级调相部件由第一级气库(112)以及将第一级气库(112)与第一级脉管热端换热器(110)连通的第一级惯性管(111)组成；所述第二级调相部件由第二级气库(125)以及将第二级气库(125)与第二级脉管热端换热器(123)热端连通的第二级惯性管(124)组成。

9.根据权利要求8所述的采用声压放大器的多级脉管制冷机，其特征在于，第一级脉管(109)冷端、预冷段回热器(104)的冷端分别通过热桥(108)与第二级调相部件以及第二级脉管(122)热端相连。

说明书

采用声压放大器的多级脉管制冷机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种回热式低温制冷机，尤其涉及一种带有声功放大器的深低温脉管制冷机

背景技术

[0002] 伴随着空间探测技术在过去半个世纪中的快速发展，低温制冷技术取得了显著的技术进步，并在航空航天、国防军事、能源医疗等领域得到了广泛应用。低温探测器近30年来在航空航天领域得到了普遍应用，但是更高的成像像素敏感度和像素密度也给低温探测器的冷却系统带来新的挑战，相比携带液氦（超流氦）杜瓦的被动式低温系统，机械式主动制冷系统具有寿命长（不受液氦冷媒携带量的限制）、结构紧凑、效率高、可靠性好等优点，成为当前研究的热点和难点，目前世界各国均投入了大量的人力物力进行相关技术的攻关研究。

[0003] 在低温探测领域中大部分的低温探测器工作在液氦温区和更低的温度，而且更低温区（mK级温区）的获得需要液氦温区提供预冷，所以液氦温区高效机械式制冷技术成为当前研究的重点和难点。与G-M制冷机、逆布雷顿制冷机以及斯特林制冷机等相比，脉管制冷机在冷端没有运动部件，具有结构简单、成本低、机械振动小、可靠性高和寿命长等优点，是非常适合空间应用的理想机型。但是由于液氦温区的制冷机理和损失机理尚未完全掌握，目前高频脉管制冷机仍很难到达液氦温度，只有美国Lockheed Martin公司使用四级结构到达液氦温区，但是结构复杂，效率低。

[0004] 经过预冷型单级高频脉管制冷机的相关研究发现，限制高频脉管制冷机高效获得液氦温区的主要原因是由于液氦温区级回热器的温度跨度大（从300K至4K），从而导致回热器的压力损失远较高温级回热器大，进而使液氦温区级回热器的冷端压比偏小，而冷端压比是脉管制冷机中一个非常重要的参数，大的压比意味着更大的做功能力，所以对高频脉管制冷机而言，高效地获得液氦温区的关键是如何获得较大的冷端压比。采用回热器模拟软件REGEN对液氦温区回热器最后一级的模拟结果表明，当冷端温度定为4K，在特定尺寸、回热材料和较低的充气压力条件下(一般为0.5-1.0MPa)，其热端温度随着回热器冷端压比的增大而显著提高，热端温度的提高意味着可以在更高的温区为其提供预冷，减轻了对预冷级的性能要求，计算结果还表明当采用氦-4为工质，冷端压比为1.4时，其热端温度接近40K，这是当前单级和两级高频脉管制冷机可以较为轻松获得的温区，所以若采用合适的结构能够使液氦温区回热器的冷端获得1.4甚至更高的压比，则采用三级甚至是两级的结构便可以高效地获得液氦温区。同时对氦气的热物理性质分析得出：氦气的粘度随着温度的降低而显著降低，即回热器的压力损失主要发生在300-80K的高温段，而在低温下几乎可以无损的传过回热器。

[0005] 为降低回热器中的压力损失和热量损失，申请号为CN200710098933.9的专利文献公开了热耦合多级脉冲管制冷机，包括预冷脉冲管制冷机和低温脉冲管制冷机；还包括连接于所述低温脉冲管制冷机的低温脉冲管制冷机回热器和低温脉冲管制冷机室温换热器之间的低温脉冲管制冷机热缓冲管；所述预冷脉冲管制冷机的预冷脉冲管制冷机冷头通过一热桥与所述低温脉冲管制冷机回热器的靠近所述低温脉冲管制冷机热缓冲管的一端相连。该热耦合多级脉冲管制冷机采用热缓冲管连接低温脉冲管制冷机的室温换热器和回热器，减少了其回热器的总长度，因此可以减少回热器内的压力损失和导热损失，提高制冷机效率，获得更低的制冷温度。

[0006] 但是上述热耦合多级脉管制冷机结构复杂，占用空间较大，且冷端压比仍然相对较低，无法得到更低的制冷温区。

发明内容

[0007] 本发明提供了一种采用声压放大器的多级脉管制冷机，通过对脉管制冷机内部结构的调整，能够获得较大的冷端压比，在提高工作效率的同时，使得脉管制冷机能够向更低温区延伸。

[0008] 脉管制冷机按照耦合方式不同分为气耦合和热耦合，为解决上述技术问题，本发明通过对现有技术的分析，分别在气耦合和热耦合的基础上设计出两种技术方案，其中第一种技术方案采用热耦合，第二种方案采用气耦合。虽然两种耦合方式不同，但是本发明的总体思路均是为增加脉管制冷机单元冷端压比，在提高工作效率的同时，使得脉管制冷机能得向更低温区延伸，属于同一发明构思。

[0009] 第一种技术方案为：一种采用声压放大器的多级脉管制冷机，包括预冷脉管制冷机单元和低温脉管制冷机单元，所述低温脉管制冷机单元的回热器包括预冷段回热器和低温段回热器，所述预冷段的出口端与低温段进口端之间通过声压放大器连通；所述预冷脉管制冷机单元和低温脉管制冷机单元之间通过连接在预冷脉管制冷机单元的冷端和所述声压放大器之间的热桥进行热耦合，该热桥同时与所述预冷段回热器和低温段回热器相连。

[0010] 下面为对第一种技术方案的优选方案：

[0011] 理论与实验研究表明声压放大器可以实现声压的放大，从而使脉管制冷机具有更大的驱动压比，进而获得更高的效率，采用声压放大器的多级脉管制冷机采用三级甚至是两级的结构便可以高效地到达液氦温区，作为优选，所述声压放大器是长度为1/4λ的长颈管，λ为氦气在预冷脉管制冷机单元的冷端温区下的声波波长。

[0012] 所述预冷脉管制冷机单元的结构可选用现有结构，为便于布置，同时保证得到较低的低温区，作为优选，所述预冷脉管制冷机单元包括：第一级压缩机、第一级热端换热器、第一级回热器、位于第一级回热器冷端的第一级回热器冷端换热器、第一级冷端流道、第一级脉管冷端换热器、第一级脉管、第一级脉管热端换热器以及与第一级脉管热端连通的第一级调相部件；

[0013] 所述第一级热端换热器设置在所述第一级压缩机和第一级回热器之间，用于将第一级压缩机排出的气体冷却至室温气体，并将高压室温气体传输给第一级回热器；所述第一级回热器冷端换热器和第一级脉管冷端换热器分别通过热桥与所述声压放大器热耦合连接。

[0014] 所述第二级预冷脉管制冷机单元也可选用现有结构，为便于布置，作为优选，所述第二级预冷脉管制冷机单元包括：第二级压缩机、第二级热端换热器、预冷段回热器、低温段回热器、位于低温段回热器冷端的第二级冷端换热器、第二级冷端流道、第二级脉管冷端换热器、第二级脉管、第二级脉管热端换热器、以及与第二级脉管热端连通的第二级调相部件；

[0015] 所述第二级热端换热器设置在所述第二级压缩机和预冷段回热器之间，用于将第二级压缩机排出的气体冷却至室温气体，并将高压室温气体传输给预冷段回热器。

[0016] 所述第一级调相部件用于第一级回热器内的质量流和压力波相位的调整，所述第二级调相部件用于第二级回热器内的质量流和压力波相位的调整，以提高脉管制冷机的工作效率，作为优选，所述第一级调相部件由第一级气库以及将第一级气库与第一级脉管热端换热器连通的第一级惯性管组成。所述第二级调相部件由第二级气库以及将第二级气库与第二级脉管热端换热器连通的第二级惯性管组成。根据需要，第一级调相部件和第二级调相部件也可选用其他结构的调相部件。

[0017] 为进一步提高工作效率，得到更低的工作温区，作为优选，所述第二级调相部件和所述第二级脉管热端换热器同时与热桥连接，实现对第二级调相部件和第二级脉管热端换热器的冷却，从而在有限的声功下获得更优的相角，最终实现脉管制冷机效率的提高。

[0018] 采用上述第一种技术方案及其优选方案时，采用预冷脉管制冷机单元和低温脉管制冷机单元单独设置，可实现两者兼顾，即可同时实现预冷脉管制冷机单元和低温脉管制冷机单元均在最佳工作状态运行，可控性较好，实用性较强。

[0019] 本发明提供了第二种技术方案为：

[0020] 一种采用声压放大器的多级脉管制冷机，包括预冷脉管制冷机单元和低温脉管制冷机单元，预冷脉管制冷机单元和低温脉管制冷机单元通过共用的压缩机和预冷段回热器进行气耦合，所述的低温脉管制冷机单元中还包括低温段回热器，该低温段回热器的热端通过声压放大器与预冷段回热器的冷端连通，该低温段回热器的冷端与低温脉管制冷机单元内的第二级脉管的冷端连通。

[0021] 下面为对第二种技术方案的优选的技术方案：

[0022] 为保证整个系统的稳定运行，提高制冷机的工作效率，作为优选，所述预冷脉管制冷机单元内设有第一级调相部件；所述的低温脉管制冷机单元内设有第二级调相部件；所述第一级调相部件由第一级气库以及将第一级气库与第一级脉管热端换热器连通的第一级惯性管组成；所述第二级调相部件由第二级气库以及将第二级气库与第二级脉管热端换热器连通的第二级惯性管组成。该技术方案中，第一级调相部件和第二级调相部件的作用分别是为了预冷段回热器和低温段回热器中质量流和压力波之间相位的调整。第一级调相部件和第二级调相部件可根据需要选用其他具有相同功能的调相结构。

[0023] 作为同样的考虑，为进一步提高工作效率，得到更低的工作温区，第一级脉管冷端、预冷段回热器的冷端分别通过热桥与第二级调相部件以及第二级脉管热端相连。

[0024] 采用第二种技术方案及其优选方案时时，由于仅采用一台压缩机，整体结构较为紧凑。

[0025] 本发明采用声压放大器是一根长度为1/4波长的长颈管，它可以实现声压的放大，从而使脉管制冷机具有更大的驱动压比，进而获得更高的效率。带有声压放大器的多级脉管制冷机通过在低温级回热器中的预冷段（预冷段回热器）和低温段（低温段回热器）之间连接一个声压放大器，从而在低温段的入口处获得有利于提高脉管制冷效率的大压比，解决了当前液氦温区回热器冷端压比过小而导致液氦温区难以获得的难题。声压放大器可以在两级及更多级的热耦合和气耦合脉管制冷机中的每一个预冷处根据需要选择使用；脉管制冷机第第二级及更低温度级的调相机构可以分别采用常温惯性管与气库、低温惯性管与气库的组合及活塞中的任意一种。

[0026] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0027] （1）本发明采用在低温脉管制冷机单元中设置声压放大器，大大提高了脉管制冷机的驱动压比，提高了脉管制冷机的工作效率，仅采用第二级制冷就可以到达液氦温区，同时具有结构简单，使用寿命长等优点。

[0028] （2）理论与实验研究表明，声压放大器采用长度约为1/4波长的长颈管，可以实现声压的最大放大效率，进一步提高了本发明脉管制冷机的制冷效率。

[0029] （3）本发明的发明构思可应用在单级或多级的脉管制冷机中，设备投资低，通过简单的优化改进，就可实现对原有低效率脉管制冷机的改造，实用性强。

附图说明

[0030] 图1是本发明的采用声压放大器的多级脉管制冷机的一种实施方式结构示意图；

[0031] 图2是本发明的采用声压放大器的多级脉管制冷机的另一种实施方式结构示意图；

[0032] 图3是本发明的采用声压放大器的多级脉管制冷机的第三种实施方式结构示意图；

[0033] 图4是本发明的采用声压放大器的多级脉管制冷机的第四种实施方式结构示意图

具体实施方式

[0034] 实施例1

[0035] 如图1所示，一种使用常温惯性管和气库调相的采用声压放大器的热耦合二级脉管制冷机，包括：第一级预冷脉管制冷机单元PTC-1和第二级低温脉管制冷机单元PTC-2，第一级预冷脉管制冷机单元PTC-1和第二级低温脉管制冷机单元PTC-2通过热桥8连接。

[0036] 第一级预冷脉管制冷机单元PTC-1包括第一级压缩机1、第一级传输管2、第一级热端换热器3、第一级回热器4、第一级回热器冷端换热器5、第一级冷端流道6、第一级脉管冷端换热器7、第一级脉管9、第一级脉管热端换热器10、第一级惯性管11及第一级气库12。

[0037] 第二级低温脉管制冷机单元PTC-2包括第二级压缩机13、第二级传输管14、第二级热端换热器15、第二级回热器的预冷段16、声压放大器17、第二级回热器的低温段18、第二级冷端换热器19、第二级冷端流道20、第二级脉管冷端换热器21、第二级脉管22、第二级脉管热端换热器23、第二级常温惯性管24及第二级气库25以及热桥8。

[0038] 本实施方式中的各部件的连接关系为：第一级压缩机1的出口依次通过第一级传输管2、第一级热端换热器3、第一级热端换热器3、第一级回热器4、第一级回热器冷端换热器5、第一级冷端流道6、第一级脉管冷端换热器7、第一级脉管9、第一级脉管热端换热器10、第一级惯性管11与第一级气库12的入口连通。第二级压缩机13的出口依次通过第二级传输管14、第二级热端换热器15、第二级回热器的预冷段16、声压放大器17、第二级回热器的低温段18、第二级冷端换热器19、第二级冷端流道20、第二级脉管冷端换热器21、第二级脉管22、第二级脉管热端换热器23、第二级惯性管24与第二级气库25的进口连通。通过热桥8将第一级回热器冷端换热器5、第一级脉管冷端换热器7、第二级回热器的预冷段
16、第二级回热器的低温段18和声压放大器17相连。

[0039] 本实施方式中，第一级预冷脉管制冷机单元PTC-1中气体的运行过程为：经第一级压缩机1压缩的高温高压气体经过第一级热端换热器3冷却至室温，然后室温气体流经第一级回热器4与其中的回热填料进行换热，到达第一级回热器冷端换热器5的气流被冷却至较低的温度，低温气体在第一级脉管9中膨胀制冷，温度进一步降低，气体在进出第一级回热器冷端换热器5和第一级脉管冷端换热器7存在温差，从而实现制冷效应，该部分冷量同时可通过热桥8用于对第二级回热器的预冷段16、第二级回热器的低温段18和声压放大器17进行预冷，实现第二级低温脉管制冷机单元PTC-2获得更低的温区。第二级低温脉管制冷机单元PTC-2内气流运行过程与第一级预冷脉管制冷机单元PTC-1内气体运行过程相似，不同之处在于，从第二级回热器的预冷段16冷端排出的气体经声压放大器17增压后再进入第二级回热器的低温段18，在第二级冷端换热器19和第二级脉管冷端换热器21处得到更低的温区，获得更多的冷量。惯性管和气库是调相结构，其目的是为了在回热器中获得压力波和质量流之间合适的相角。

[0040] 本实施方式中，所用到的换热器均为狭缝式换热器，在换热的同时满足层流的需要。也可根据实际需要选用其他类型的换热器。所用的脉管均为现有的脉管，其结构均为现有技术。所用的回热器内的回热材料可选用不锈钢纤维材料，也可采用其他材料。所用到的惯性管和气库的结构均为现有技术。

[0041] 实施例2

[0042] 如图2所示，一种使用低温惯性管和气库调相的采用声压放大器的热耦合二级脉管制冷机，包括：第一级预冷脉管制冷机单元PTC-1和第二级低温脉管制冷机单元PTC-2，第一级预冷脉管制冷机单元PTC-1和第二级低温脉管制冷机单元PTC-2通过热桥8连接。第一级预冷脉管制冷机单元PTC-1包括第一级压缩机1、第一级传输管2、第一级热端换热器3、第一级回热器4、第一级回热器冷端换热器5、第一级冷端流道6、第一级脉管冷端换热器7、第一级脉管9、第一级脉管热端换热器10、第一级惯性管11及第一级气库12，连接关系同实施例1；第二级低温脉管制冷机单元PTC-2包括第二级压缩机13、第二级传输管14、第二级热端换热器15、第二级回热器预冷段16、声压放大器17、第二级回热器的低温段18、第二级冷端换热器19、第二级冷端流道20、第二级脉管冷端换热器21、第二级脉管22、第二级脉管热端换热器23、第二级惯性管24及第二级气库25，且连接关系同实施例1；热桥8与第一级回热器冷端换热器5、第一级脉管冷端换热器7、第二级回热器预冷段16、第二级回热器的低温段18、声压放大器17、第二级脉管热端换热器23、第二级惯性管24及第二级气库25相连，用于对声压放大器17、第二级脉管热端换热器23、第二级惯性管24及第二级气库25预冷，以进一步提高脉管制冷机的制冷效率。

[0043] 实施例3

[0044] 如图3所示，一种使用常温惯性管和气库调相的采用声压放大器的气耦合二级脉管制冷机，包括：压缩机101、传输管102、热端换热器103、预冷段回热器104，第一级冷端换热器105、第一级冷端流道106、第一级脉管冷端换热器107、第一级脉管109、第一级脉管热端换热器110、第一级惯性管111、第一级气库112、声压放大器117、低温段回热器118、第二级冷端换热器119、第二级冷端流道120、第二级脉管冷端换热器121、第二级脉管122、第二级脉管热端换热器123、第二级常温惯性管124、第二级气库125，其中压缩机101与传输管102、第一级热端换热器103、预冷段回热器104，第一级冷端换热器105、第一级冷端流道106、第一级脉管冷端换热器107、第一级脉管109、第一级脉管热端换热器110、第一级惯性管111、第一级气库112依次连接；声压放大器117的出口端与低温段回热器118、第二级冷端换热器119、第二级冷端流道120、第二级脉管冷端换热器121、第二级脉管122、第二级脉管热端换热器123、第二级惯性管124、第二级气库125依次相连，声压放大器117的入口端与第一级冷端流道106和第一级回热器冷端换热器105相连。

[0045] 本实施方式的气体的运行过程为：经压缩机101压缩的高温高压气体经过第一级热端换热器103冷却至室温，之后流经预冷段回热器104与其中的回热填料进行换热，到达回热器冷端的气体被冷却至较低的温度，低温气体一部分进入第一级脉管109中，在第一级脉管109中膨胀制冷，温度降低，气体在进出第一级冷端换热器105和第一级脉管冷端换热器107存在温差，从而实现制冷效应，并在第一级冷端换热器105和第一级脉管冷端换热器107处将冷量取出。从预冷段回热器104出来的另外一部分气体经过声压放大器117后经过低温段回热器118换热后，进入第二级脉管122膨胀制冷，温度降低，气体在进出第二级冷端换热器119和第二级脉管冷端换热器121存在温差，从而实现制冷效应，并在第二级器冷端换热器119和第二级脉管冷端换热器121处将冷量取出。其中惯性管和气库是调相结构，其目的是为了在回热器中获得压力波和质量流之间合适的相角。

[0046] 实施例4

[0047] 如图4所示，一种使用常温惯性管和气库调相的采用声压放大器的气耦合二级脉管制冷机包括压缩机101、传输管102、热端换热器103、预冷段回热器104，第一级冷端换热器105、第一级冷端流道106、第一级脉管冷端换热器107、第一级脉管109、第一级脉管热端换热器110、第一级惯性管111、第一级气库112、声压放大器117、低温段回热器118、第二级冷端换热器119、第二级冷端流道120、第二级脉管冷端换热器121、第二级脉管122、第二级脉管热端换热器123、第二级惯性管124、第二级气库125，其中压缩机101与传输管102、热端换热器103、预冷段回热器104、第一级冷端换热器105、第一级冷端流道106、第一级脉管冷端换热器107、第一级脉管109、第一级脉管热端换热器110、第一级惯性管111、第一级气库112依次连接；声压放大器117与低温段回热器118、第二级冷端换热器119、第二级冷端流道120、第二级脉管冷端换热器121、第二级脉管122、第二级脉管热端换热器123、第二级低温惯性管124、第二级气库125依次相连，声压放大器117与第一级冷端流道106和第一级冷端换热器105相连，热桥108与第一级脉管冷端换热器107、第一级冷端换热器105及第二级脉管热端换热器123和第二级惯性管124、第二级气库125相连，用于对第二级惯性管124、第二级气库125预冷，进步提高脉管制冷机的制冷效率。

[0048] 综上所述本发明包括两部分，第一部分是采用声压放大器的多级脉管制冷机，它同时适合于热耦合多级脉管制冷机和气耦合脉管制冷机，它可以在多级脉管制冷机的每一个预冷处选择性使用；第二部分是采用声压放大器的多级脉管制冷机的调相方式可以是常温惯性与气库的组合、低温惯性管与气库的组合以及活塞中的任何一种。