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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum vibrationsarmen Betrieb eines auf einer Befestigungsunterlage gelagerten Kolbens, insbesondere eines Kompressors eines Kryokühlers, wobei der Kolben mit einer Anzahl von Testfrequenzen zu periodischen Schwingungen angetrieben wird, und wobei an der Befestigungsunterlage ein Vibrationssignal gemessen wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung einer derartigen Vorrichtung zur vibrationsarmen Kühlung eines Infrarotsensors.
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Hochleistungs-Infrarotsensoren erreichen die gewünschten elektro-optischen Eigenschaften, wie z. B. das Signal-zu-Rausch-Verhältnis, üblicherweise erst bei tiefen Temperaturen deutlich unterhalb der Umgebungstemperatur. Die Temperaturen liegen meist in einem Bereich zwischen 80 K und 200 K. Für die Kühlung solcher Sensoren werden bevorzugt Kryokühler eingesetzt, die meist nach dem Stirling-Prozess arbeiten. In diesem Prozess durchläuft ein Kältemittel, zumeist das Arbeitsgas Helium, eine periodische Druckoszillation. Die Druckänderung kann durch einen Kompressor mit einem oder mehreren beweglichen Arbeitskolben erreicht werden. Ein relevanter Antriebsmechanismus des bzw. der Kolben ist dabei ein Linearantrieb. Die eingesetzten Kompressoren sind ventillos ausgestaltet, so dass die Frequenz der Motor- bzw. Kolbenbewegung der Frequenz der Druckänderung entspricht. Durch die axiale Bewegung des bzw. der Linearmotoren zusammen mit den angetriebenen Kolben ergeben sich Kräfte, die vom Gehäuse des Kompressors über die mechanische Befestigung auf ein angebundenes System übertragen werden. Bei zwei gegenläufig arbeitenden Kolben sind die Kräfte, die sich als Vibrationen bemerkbar machen, u. a durch mehr oder weniger starke Unterschiede in den beiden Antriebshälften in Bezug auf Eigenschaften wie Motorwirkungsgrad, Reibung oder bewegte Masse bedingt. Bei Einkolben-Kompressoren können die Vibrationen sehr stark ausgeprägt sein, da es keinen Ausgleich der Kräfte zwischen zwei Antriebshälften gibt.
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Der zu kühlende Infrarotsensor ist üblicherweise an einem Kaltfingerdeckel des Kryokühlers befestigt. Die beschriebenen Vibrationen des Kompressors werden zum Teil über die Verbindungsleitung zwischen dem Kompressor und dem Kaltfinger und/oder über die mechanische Befestigung bzw. Kopplung an der Befestigungsunterlage übertragen. Die übertragenen Vibrationen sind unerwünscht, da sie die optische Auflösung sowie das Handling durch spürbare Vibrationen beeinträchtigen können.
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Um die durch die Kolbenbewegung verursachten Vibrationen zu verringern, wird in einem Linearkolben-Kühler oftmals ein dem Kolben bzw. Kompressor mechanisch angekoppelter passiver Ausgleichsschwinger verwendet, der die Vibrationen der Kolbenbewegung weitgehend kompensiert, wobei der Kolbenhub in Abhängigkeit der zu erzielenden Kühltemperatur durch eine Elektronikeinheit angepasst wird (je tiefer die zu erzielende Temperatur, desto höher der Kolbenhub). Aufgrund von Fertigungstoleranzen bleibt jedoch eine unvermeidliche Restvibration erhalten, welche es zu minimieren gilt.
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In Riabzev et al., Crycoolers 15 (Proceedings of the 15th International Cryocooler Conference, 2009), S. 569–579 wird beschrieben, wie ein derartiger Ausgleichsschwinger in Masse und Federraten auf den sich bewegenden Kolben eines Kaltteils eines Kryokühlers und dessen Betriebsfrequenz abgestimmt werden kann, so dass der Vibrationsexport theoretisch eliminiert wird, und der Kaltfinger für die Kühlung den selben Wirkungsgrad behält wie ohne Ausgleichsschwinger. Zur Minimierung der realen Restvibration wird hier in einem Zwei-Kolben-Kühlsystem ein Kolben in Abhängigkeit des anderen betrieben. Aus Gründen der Kompaktheit und des Wirkungsgrades ist jedoch ein zweiter Kolben oft nicht praktikabel.
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In der
US 5,836,165 A wird ein Einkolben-Linearkühler mit Ausgleichsschwinger beschrieben, bei dem die lineare Antwort eines Betriebssignals konstanter Frequenz zur Steuerung des Kolbens an dessen Gehäuse und der Vibrationsexport durch einen Sensor auf einer Unterlage gemessen wird. Das Vibrationssignal wird digitalisiert, über eine Fourierzerlegung analysiert und daraufhin ein Ausgleichssignal generiert, welches dem Betriebssignal zur Steuerung des Kolbens überlagert wird. Dieser Prozess wird iteriert. Dieses Verfahren zur Reduktion des Vibrationsexportes erfordert jedoch einen vergleichsweise hohen Rechenaufwand zur Erzeugung des Ausgleichssignals, für welches Fourierkomponenten höherer Ordnung in der Betriebsfrequenz jeweils einzeln generiert werden müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum vibrationsarmen Betrieb eines Kolbens anzugeben, welche eine sehr kompakte Bauweise aufweist. Des Weiteren soll eine geeignete Verwendung der Vorrichtung genannt werden.
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Die erstgenannte Aufgabe für eine Vorrichtung zum vibrationsarmen Betrieb eines auf einer Befestigungsunterlage gelagerten Kolbens, insbesondere eines Kompressors wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung umfassend ein Gehäuse, einen im Gehäuse gelagerten Kolben, eine am Gehäuse angebrachte Antriebseinheit des Kolbens, eine Befestigungsunterlage, auf welcher das Gehäuse befestigt ist, einen auf der Befestigungsunterlage angebrachten Sensor und eine mit dem Sensor verbundene Steuereinheit. Dabei ist vorgesehen, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, dass der Kolben mit einer Anzahl von Testfrequenzen zu periodischen Schwingungen angetrieben wird, dass an der Befestigungsunterlage ein Vibrationssignal gemessen wird, dass aus dem Vibrationssignal die Frequenz eines Vibrationsminimums ermittelt wird und dass der Kolben mit der ermittelten Frequenz des Vibrationsminimums als Betriebsfrequenz betrieben wird.
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In vielen Anwendungen wird der vibrationsarme Betrieb einer Vorrichtung, welche den Kolben umfasst, durch Voreinstellung mechanischer Kenngrößen von Bauteilen der Vorrichtung ermöglicht. Durch unvermeidbare Toleranzen, aber auch durch betriebsabhängige Veränderungen der entsprechenden Parameter, z. B. aufgrund von Temperaturschwankungen, ist eine rein mechanische Voreinstellung zur Reduktion der Vibrationen meist sehr aufwendig oder nicht durchführbar, und eine weitere Anpassung im Betrieb ist daher notwendig, welche durch die Bewegung des Kolbens selbst erfolgt.
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Die Erfindung geht dabei in einem ersten Schritt von der Überlegung aus, dass zur Vermeidung umfangreicher elektronischer Bauelemente oder aufwendiger Rechenschritte die Erzeugung eines komplexen Ausgleichssignals unerwünscht ist, und eine Minimierung des Vibrationsexportes somit über eine möglichst einmalige oder in bestimmten Abständen wiederholte adaptive Einstellung freier Parameter erfolgen kann. In einem zweiten Schritt erkennt die Erfindung überraschend, dass die Vibrationskräfte, welche im Betrieb vom Kolben an die Unterlage übertragen werden, stark von der Betriebsfrequenz des Kolbens abhängen können, und es deshalb sehr vorteilhaft ist, die Betriebsfrequenz des Kolbens hinsichtlich minimalen Vibrationsexportes zu optimieren. Durch die Messung der Vibrationen an der Befestigungsunterlage können spezifische resultierende Vibrationen direkt im kompletten System optimiert werden. Dies stellt einen hohen Nutzen dar, da alle Einflüsse eventueller Strukturen des Systems in die Optimierung einbezogen werden können. Die oder jede Testfrequenz ist dabei insbesondere natürlich so zu wählen, dass sie einem Frequenzbereich entstammt, für den der Kolben zum Betrieb technisch ausgelegt ist. Bevorzugt kann dieser Frequenzbereich dann vollständig durchfahren werden und die Betriebsfrequenz beim gemessenen Vibrationsminimum eingestellt werden.
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Die Steuereinheit erzeugt hierbei eine Anzahl von Testfrequenzen und gibt ein entsprechendes Signal an die Antriebseinheit weiter. Die Antriebseinheit, welche bevorzugt elektromagnetische Spulen umfasst, treibt dann den Kolben an. Im Betrieb werden über das Gehäuse des Kolbens Vibrationen an die Befestigungsunterlage übertragen, welche dort vom Sensor gemessen und als Signal zur Steuereinheit übermittelt werden. Die Steuereinheit führt nun insbesondere bei Inbetriebnahme das vorbeschriebene Verfahren zum vibrationsarmen Betrieb des Kolbens durch, da sich die optimale Betriebsfrequenz bei jeder neuen Inbetriebnahme aufgrund der äußeren Bedingungen leicht verändern kann. Dieses Verfahren kann in regelmäßigen Abständen wiederholt werden, um Änderungen Rechnung zu tragen.
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Grundsätzlich sind verschiedene Schwingungsformen, beispielsweise auch eine Pendelbewegung, für den Betrieb des Kolbens möglich. Bevorzugt wird aber der Kolben zu linearen Schwingungen angetrieben. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Kolben zur Kompression oder Expansion eines Gases verwendet werden soll.
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In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist der Kolben Teil eines Linearkompressorsystems, welches zur Kühlung eines Hochleistungs-Infrarot-Sensors verwendet wird. Gegebenenfalls ist zu einer Minimierung der Vibrationen des Kompressors eine Ausgleichsschwingvorrichtung mit einem an den Kolben insbesondere über das Gehäuse des Kolbens bzw. Kompressors mechanisch gekoppelten Ausgleichsschwinger vorgesehen.
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Günstigerweise wird das Vibrationssignal dadurch erzeugt, dass Vibrationskräfte mittels eines Beschleunigungssensors an der Befestigungsunterlage des Kolbens bzw. dessen Gehäuse gemessen werden. Insbesondere werden Vibrationskräfte mit einem Beschleunigungssensor auf einer Leiterkarte gemessen, die an die Befestigungsunterlage des Kolbens bzw. dessen Gehäuse gekoppelt ist. Insbesondere kann der Beschleunigungssensor Vibrationen in drei Raumrichtungen getrennt voneinander aufnehmen und ein vektorielles Signal weitergeben. Das im Verfahren zu bestimmende Vibrationsminimum für den Betrieb des Kolbens kann sich hierbei auf den Absolutbetrag der Gesamtvibration oder auf Vibrationen in einzelnen Raumrichtungen beziehen. Bevorzugt wird vom Beschleunigungssensor ein Signal erzeugt, dessen Wert proportional zu den gemessenen Vibrationskräften ist. Die Information über die Vibrationen wird bevorzugt bei konstantem Strom in einer Spannung kodiert. Dies hat den Vorteil, dass die Spannungen in integrierten Schaltungen direkt weiter verarbeitet werden können.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Vibrationssignal tiefpassgefiltert. Dies eliminiert höherfrequentes Rauschen und ermöglicht zudem die Option einer Alias-freien Digitalisierung, da nach dem Abtasttheorem die Bandbreite des abzutastenden Signals maximal bis zur halben Abtastfrequenz reichen kann, ohne dass Verfälschungen auftreten. Durch die Tiefpassfilterung kann also der Frequenzbereich dahingehend eingeschränkt werden, dass eine Digitalisierung in ausreichender Auflösung mit vertretbarem Aufwand möglich ist.
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Je nach zu erwartenden Vibrationen als Antwort auf die Kolbenbewegung kann es nützlich sein, das Vibrationssignal entweder analog in elektronischen Schaltungen oder digital mittels eines Mikroprozessors zu analysieren. Bevorzugt wird zumindest ein Frequenzbereich des Vibrationssignals digitalisiert. Dies erlaubt eine Weiterverarbeitung des digitalisierten Frequenzbereiches des Vibrationssignales mittels digitaler Algorithmen.
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Vorteilhafterweise wird zumindest ein Teil- oder Folgesignal des Vibrationssignals in den Frequenzraum transformiert. Erfahrungsgemäß sind die harmonischen Spektralanteile der Vibration abhängig von Resonanzfrequenzen des den Kolben und die Befestigungsunterlage umfassenden Gesamtsystems. Um eine effiziente Berechnung der Vibrationen zu ermöglichen, wird somit lediglich die interessierende Frequenz, welche typischerweise der Betriebsfrequenz des Kolbens entspricht, in einen Amplitudenwert umgerechnet. So kann die Ermittlung des Vibrationsminimums einfach und effizient erfolgen.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Frequenz eines Vibrationsminimums mit einer Anzahl von Testfrequenzen iterativ ermittelt. Hierdurch muss nur die Antwort des Systems auf diese Anzahl von Testfrequenzen analysiert werden. Eine komplexe Untersuchung über einen kontinuierlichen Frequenzbereich erübrigt sich, was zu einer günstigen Komponentenersparnis auf der Steuerelektronik führt. Das System wird hierbei im Wesentlichen als angeregter harmonischer Oszillator betrachtet. Insbesondere lässt sich über eine Darstellung der Antwort auf die Anregung im Frequenzraum, beispielsweise mittels einer schnellen Fourier-Transformation (FFT), nun eine Frequenz minimaler Antwort ermitteln, welche als neue Testfrequenz eingestellt wird. Die Iteration kann dann insbesondere beim Erreichen eines vordefinierten Schwellenwertes für noch zulässige Vibrationskräfte abgebrochen werden, und der Kolben mit der im vorliegenden Iterationsschritt erreichten Testfrequenz als Betriebsfrequenz weiterbetrieben werden.
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Eine andere vorteilhafte Ausführung sieht vor, dass die Frequenz eines Vibrationsminimums aus der minimalen Amplitude im Vibrationssignal als Antwort auf eine Anzahl von Testfrequenzen ermittelt wird. Die Bestimmung des Vibrationsminimums aus der direkten Antwort auf die Anzahl von Testfrequenzen gestaltet die Signalverarbeitung besonders einfach, da nur eine Anzahl von Amplituden miteinander verglichen werden muss, ohne dass eine weitere Berechnung oder Wandlung des Vibrationssignals bzw. eines Teil- oder Folgesignals davon notwendig ist. Im einfachsten Fall wird im Vibrationssignal die Amplitude der der Testfrequenz entsprechenden Frequenzkomponente beobachtet, da höhere harmonische Schwingungskomponenten oftmals nur einen geringen Beitrag zur Gesamtvibration leisten.
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Bevorzugt wird zur Reduktion von Vibrationen, welche an die Befestigungsunterlage des Kolbens bzw. dessen Gehäuse übertragen werden, ein passiver Ausgleichsschwinger, welcher insbesondere federelastisch mit dem Kolben insbesondere über dessen Gehäuse verbunden ist, verwendet. Ein Teil der Vibrationskräfte, welche durch die Kolbenbewegung entstehen, werden somit durch den Ausgleichsschwinger getilgt. Insbesondere kann der Ausgleichsschwinger zudem auch federelastisch mit der Befestigungsunterlage selbst, ggf. über ein Gehäuse, verbunden sein. Die Masse des Ausgleichsschwingers, seine mögliche Schwingungsamplitude sowie die Federkonstanten können in der Konstruktion auf eine gewünschte Betriebsfrequenz des Kolbens abgestimmt werden, so dass die Ausgleichswirkung in einem Bereich um diese Frequenz besonders hoch ist, und der Vibrationsübertrag im Betrieb damit bereits erheblich reduziert ist. Eine erste Testfrequenz, mit der der Kolben zu Schwingungen angetrieben werden soll, um aus dem Vibrationssignal ein Minimum zu ermitteln, ist dann bevorzugt in diesem Frequenzbereich zu wählen.
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Generell sind viele technische Aufgaben vorstellbar, welche durch die Kolbenbewegung erfüllt werden können. Eine vorteilhafte Variante ist insbesondere, dass der schwingende Kolben durch seine Bewegung einen Kühlprozess antreibt. Dazu durchläuft das Kühlmittel beispielsweise periodisch einen thermodynamischen Kreisprozess, indem es durch die Kolbenbewegung unter geeigneten Bedingungen in einem Gehäuse komprimiert und in einen sogenannten Kaltteil bewegt wird, wo es expandiert und so durch die aufgenommene Expansionswärme eine Kühlleistung erzeugt wird.
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Bevorzugt ist die Steuereinheit mit dem Sensor auf einer Leiterkarte angeordnet, die mit der Befestigungsunterlage mechanisch gekoppelt ist.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist als ein Sensor ein Beschleunigungssensor eingesetzt, der die Vibrationen über die Trägheitskräfte, welche auf eine Testmasse wirken, ermittelt. Vorteilhaft ist ein Beschleunigungssensor, der das Signal als zur wirkenden Kraft proportionale Spannung emittiert.
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In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltungsvariante ist im Gehäuse ein passiver Ausgleichsschwinger vorgesehen, der elastisch mit dem Kolben verbunden ist. Der Ausgleichsschwinger kann dabei durch seine Konstruktionsparameter so ausgelegt sein, dass er bereits einen Großteil der Vibration aufnimmt, welche beim Betrieb des Kolbens entsteht, so dass an die Befestigungsunterlage nur geringe Vibrationskräfte übertragen werden, was deren Minimierung durch das in der Steuereinheit implementierte Verfahren zum Betrieb des Kolbens erheblich vereinfacht. Insbesondere kann der Kolben in seinem Wirkungsgrad für die zu erledigende technische Aufgabe hierbei breitbandiger ausgelegt sein als der Frequenzbereich, in welchem der Ausgleichsschwinger wirksam die Vibrationen des Kolbens aufnimmt. So kann die Betriebsfrequenz des Kolbens in diesem Frequenzbereich eingestellt werden, ohne die technische Leistung des Kolbens wesentlich zu beeinträchtigen.
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Vorzugsweise ist die Vorrichtung als ein Kryokühler ausgestaltet. Über den schwingenden Kolben werden in einem im Gehäuse eingebrachten Kühlmittel die zur Kühlung notwendigen Druck- und Volumenänderungen erreicht, welche im entsprechenden thermodynamischen Kreisprozess, nach welchem der Kryo-Kühler arbeitet, erforderlich werden. Insbesondere kann im Gehäuse auch ein weiterer Kolben eingebracht sein, welcher von einer weiteren Antriebseinheit zu periodischen Schwingungen angetrieben wird. Bevorzugt kann der thermodynamische Kreisprozess auch über einen einzigen Arbeitskolben durchlaufen werden.
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Die zweitgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung eines vorbeschriebenen Kryokühlers zur Kühlung eines Infrarotsensors.
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Ein hochleistungsfähiger Infrarotsensor, wie er zum Beispiel in industriellen Anwendungen zur Materialanalyse mittels Thermografie oder in anderen bildgebenden Infrarotsystemen Verwendung findet, wird üblicherweise zum Erreichen der gewünschten elektrooptischen Eigenschaften gekühlt, um so Einflüsse der Umgebungstemperatur des Sensors auf die aufgenommenen Bilder zu verringern. Je nach Sensor und gewünschter Auflösung können sehr tiefe Temperaturen erwünscht sein, welche vorzugsweise durch einen Kryokühler, an dem vorzugsweise am Kaltende des Kaltfinger der Sensor befestigt ist, erreicht werden können. Der Kryokühler erzielt die Temperaturabsenkung durch die periodische Wiederholung eines thermodynamischen Kreisprozesses mittels eines im Kaltfinger eingebrachten Regenerators, der durch die Druckwelle, welche der Kompressor erzeugt, angetrieben wird. Die Schwingungen des Kolbens sowie seine Anbindung an die Grundplatte als Befestigungsunterlage, auf welcher auch der Kaltfinger mit dem Infrarotsensor montiert ist, bilden einen angeregten Oszillator, dessen Vibrationsübertragung auf die Grundplatte die Bildqualität des Infrarotsensors erheblich verschlechtern kann. Daher ist es günstig, zur Kühlung des Infrarotsensors einen oben beschriebenen Kryokühler zu verwenden, welcher einen vibrationsarmen Betrieb mit dem vorbeschriebenen Verfahren ermöglicht. Die angegebenen Vorteile des Kryokühlers übertragen sich hierbei sinngemäß auf die Verwendung zur Kühlung eines Infrarotsensors.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine Steuereinheit auf einer Grundplatte, an welcher ein Kryokühler angebunden ist, als Blockdiagramm, und
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2 schematisch einen auf einer Grundplatte angebrachten Kryokühler.
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In 1 ist in einem Blockdiagram eine Grundplatte 1 dargestellt, auf der als Befestigungsunterlage ein Kryokühler 2 angeordnet ist. Dieser umfasst einen als Kompressor ausgestalteten Arbeitskolben 4 und eine elektromagnetische Spulen umfassende Antriebseinheit 6, sowie einen in der Zeichnung nicht näher dargestellten Ausgleichsschwinger, welcher elastisch an den Arbeitskolben 4 angekoppelt ist. Im Betrieb kühlt der Kryokühler 2 einen Infrarotsensor 8, welcher an einem in der Zeichnung nicht dargestellten Kaltfinger des Kryokühlers 2 angeordnet ist, wobei der Hub des Arbeitskolbens 4 von der zu erzielenden Kühltemperatur abhängt.
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Von einer auf der Grundplatte 1 angeordneten Steuereinheit 10 wird eine Testfrequenz in einem Frequenzbereich erzeugt, für den der Kryokühler 2 technisch ausgelegt ist. Insbesondere arbeitet der Kryokühler 2 in diesem Frequenzbereich mit einem akzeptablen Wirkungsgrad. Von der Steuereinheit 10 wird dann als ein Betriebssignal 11 eine z. B. sinusförmige Wechselspannung mit der Testfrequenz an die Antriebseinheit 6 weitergegeben, welche den Arbeitskolben 4 mit dieser ersten Testfrequenz antreibt. Durch die Schwingungen des Arbeitskolbens 4 und des Ausgleichsschwingers entstehen im Kryokühler Vibrationen 13, welche über die mechanische Anbindung an die Grundplatte 1 auf diese übertragen werden. Die Vibrationen 13 werden von einem Beschleunigungssensor 14 in drei Dimensionen gemessen, und ein den Vibrationskräften proportionales Spannungssignal 15 wird erzeugt. Das Spannungssignal 15 wird durch einen RC-Filter 16 tiefpassgefiltert (natürlich können auch andere Filter verwendet werden). In einem A/D-Wandler 18 wird der den RC-Filter passierende Frequenzbereich des Vibrationssignals digitalisiert. Das digitalisierte Signal 19 wird mittels eines Fast-Fourier-Transformation-Algorithmus' 20 in den Frequenzraum transformiert. Die Signalverarbeitung 22 erfolgt nun über eine Analyse des Vibrations-Teilspektrums, so dass die grundharmonische Frequenz 23 des geringsten Absolutbeitrags der einzelnen Amplituden ermittelt wird. Diese Frequenz 23 wird der Steuereinheit 10 als neue Betriebsfrequenz 11 übermittelt, welche an die Antriebseinheit 6 eine entsprechende z. B. sinusförmige Wechselspannung dieser Frequenz 23 sendet. Der Arbeitskolben 4 bewegt sich nun mit der neuen Frequenz. Dieser Prozess kann iteriert werden, bis die Vibrationen 13, welche an die Grundplatte 1 übertragen werden, einen gewünschten Schwellwert unterschreiten.
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In 2 ist schematisch ein Kryokühler 2 mit einem Gehäuse 28 dargestellt, welcher über Haltefüße 30 elastisch auf der Grundplatte 1 montiert ist, auf der auch der Kaltfinger 32 angeordnet ist, welcher mit dem Kompressionsraum des Arbeitskolbens 4 über eine Verbindungsleitung 34 verbunden ist. Am kalten Ende des Kaltfingers 32 ist der Infrarotsensor 8 aufgesetzt. Vibrationen des Kryokühlers 2 im Betrieb werden über die Haltefüße 30 auf die Grundplatte 1 übertragen. Die Steuereinheit 10 und der Beschleunigungssensor 14 sind auf einer auf der Grundplatte 1 aufgesetzten Leiterkarte angeordnet. Vom Beschleunigungssensor 14 werden die Vibrationskräfte der Grundplatte 1 gemessen und in Spannungen gewandelt. Die Steuereinheit 10 betreibt den Kryokühler 2 gemäß des vorbeschriebenen Verfahrens, wobei die Antriebseinheit 6 des Arbeitskolbens 4 über eine Steuerleitung 36 von der Steuereinheit 10 angesteuert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Grundplatte (Befestigungsunterlage)
- 2
- Kryokühler
- 4
- Arbeitskolben
- 6
- Antriebseinheit
- 8
- Infrarotsensor
- 10
- Steuereinheit
- 11
- Betriebssignal
- 13
- Vibrationen
- 14
- Beschleunigungssensor
- 15
- Vibrationssignal
- 16
- RC-Tiefpass
- 18
- Analog-Digital-Wandler
- 19
- Digitalisiertes Niedrigfrequenzband des Vibrationssignals
- 20
- Fast-Fourier-Transformation
- 22
- Signalverarbeitung
- 23
- Betriebsfrequenz
- 28
- Gehäuse
- 30
- Haltefüße
- 32
- Kaltfinger
- 34
- Verbindungsleitung
- 36
- Steuerleitung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Riabzev et al., Crycoolers 15 (Proceedings of the 15th International Cryocooler Conference, 2009), S. 569–579 [0005]
