与传统的回热式低温制冷机如G-M制冷机和斯特林制冷机相比,脉冲管制冷机作为一种新型回热式制冷机没有低温下的运动部件,因而具有结构简单、成本低、可靠性高、机械振动和电磁噪声低等突出优点,在超导、军事、通讯等领域获得广泛应用。本文在回顾脉冲管制冷机的发展历史和最新研究进展的基础上,对液氦温区脉冲管制冷机进行了如下具体研究工作:首先对两级脉冲管制冷机第二级制冷量进行了估算。利用焓流理论初步估算两级脉冲管制冷机第二级的理论制冷量,然后计算制冷机第二级的各种损失,最后用理论制冷量减去各项损失得到实际制冷量。根据理论计算的结果确定了两级脉冲管制冷机第二级制冷量。其次完成两级脉冲管制冷机实验台的搭建工作。脉冲管制冷机实验台包括制冷机系统、测量系统、数据采集系统和真空绝热系统。其中制冷机系统的旋转阀阀芯使用了Rulon材料,第二级回热器采用了磁性蓄冷材料HoCu₂和Er₃Ni。二级冷头温度用精确标定的二极管温度计DT470测量,精度为0.01K,测量的温度值通过数据采集系统传输到计算机内。该实验台设备先进,具有测量精度高,操作控制方便灵活等特点。实验台的搭建为脉冲管制冷机的性能调试奠定了基础。最后对两级脉冲管制冷机进行实验研究与性能调试。我们使用长颈管替代小孔阀调节压力波和速度波的相位,通过变换长颈管的管长对制冷机进行优化,发现当长颈管内径2mm、长2.5m时制冷机温度降到最低。然后研究双向进气对制冷机性能的影响,通过对比内径1mm和2mm的双向进气,发现当使用内径为1mm的双向进气时冷头温度波动较小。在完成制冷机调试的基础上对制冷机的性能进行了测量,并对制冷机在不同工况下的运行情况进行了研究。