驱动器元器件的散热问题一直是斯特林制冷机在高温环境下稳定运行的主要限制因素。以某款斯特林制冷机为研究对象，通过具体的驱动器元器件的散热结构设计来优化其散热特性。通过试验验证了优化后散热结构的可靠性及散热提升效果。在热真空环境温度60℃条件下，应用这种散热优化结构的斯特林制冷机的驱动器元器件的平均温降约为718%。通过试验发现，在热真空环境温度60℃条件下，用紫铜作为背板材料的元器件的平均温度比用铝作为背板材料时约低905%；制冷机反向放置时元器件的平均温度比正向放置时约低1925%。本文设计的散热优化结构、试验过程及结果，对具体的工程实践具有一定的指导意义。

线性斯特林制冷机在整个工作过程中, 输入正弦交流电的频率精度是直接影响线性斯特林制冷机振动的重要因素。尤其是对于单活塞线性斯特林制冷机而言, 输入的正弦交流电频率精度将直接影响到与之相连的动力吸振器的减振性能。基于此, 本文在线性斯特林制冷机逆变器的研究基础上, 通过对 SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)波生成方法、逆变电路中 MCU(MoneyWise Credit Union)时钟频率及滤波电路中截止频率、电容和电感等多个参数的分析, 得到了开关数和频率精度之间的关系。根据实际应用的要求, 线性斯特林制冷机逆变器输出实际频率与目标频率误差不得超过 ±0.1Hz, 频率精度则需要求控制在± 0.1%以内。所以在该应用条件下, 本文在单片机 MCU频率为 72 MHz时找到了满足合适需求的开关次数在 1400～2400之间, 其对应的频率精度均小于±0.1%。

介绍了斯特林制冷机里使用的一种新型空心金属 C 型密封圈的制作工艺与选材、密封特点和使 用优势。针对传统的橡胶密封圈、PTFE、金属实心银丝密封圈等泄漏率髙、易失效等特点, 金属C 型密封圈制造精度高, 经过多年的测试使用和论证, 该密封产品在抗强冲击和耐强辐射的环境下, 依 然可以实现较髙的可靠性和较低的泄漏率, 漏率最低则可以达到10「9 atm.cm3/s.m, 可以满足斯特林 制冷机泄漏率的要求。

当前，对于吸振器和单活塞线性斯特林制冷机振动系统的研究，几乎都是在已知制冷机进行某种固定安装方式的正定模型上进行的。而这种正定方法由于缺乏对制冷机和吸振器系统固有频率的分析，当改变系统的安装方式后，可能会产生共振并减小吸振器的减振效果。基于此，本文将对制冷机和吸振器振动系统在未进行任何安装时的半正定模型进行理论分析，并通过悬挂测试法对制冷机适配吸振器前后进行振动实验。由此得到了系统在半正定模型下的理论固有频率值为 78.6Hz。而通过实验可发现，受吸振器实际加工和装配的影响，系统的固有频率随吸其刚度的增大而增大，其增大的范围在 78.1～80.8 Hz之间。

为研究回热器中填充结构的微观结构特征，基于多孔介质分形理论，使用压汞法对回热器孔隙分布情况及分形维数进行研究。回热器是微型斯特林制冷机的关键部件，使用不锈钢网片或不锈钢毡填充制备的回热器是一种典型的多孔介质。采用压汞法对回热器进行微观结构测试，得出回热器内部孔隙分布范围。结合多孔介质分形分析的基础理论，计算得出回热器分形维数，说明了回热器具有分形特征，得出回热器的分形维数区间。

回热器是斯特林制冷机的核心部件，其性能优劣对斯特林制冷机的性能有决定性影响。对斯特林制冷机回热器的各项热损失(主要包括有限传热损失、 流动压降损失、 空容积损失等)进行了理论分析，并通过实验研究了增加丝网数量和采取不同丝网填充方式对回热器性能的影响。结果表明，增加丝网数量可以有效提高制冷机的性能，采取冷端布置400目丝网和热端布置少量100目丝网的混合丝网布置方式达到的效果最好，为斯特林制冷机的回热器性能优化提供了依据。

全面深入了解红外探测器组件制冷需求对促进红外探测器组件应用具有重要意义。本文详细分析了红外探测器组件应用中和斯特林制冷机相关的技术参数，主要有红外探测器组件外形尺寸、重量、红外探测器工作温度、制冷时间、输入功率、控温精度、机械噪声、环境适应性和可靠性等，并结合工程实际应用，指出了红外探测器组件应用中斯特林制冷机选型要重点关注的问题以及红外探测器组件制冷参数设计方法，为更好地应用红外探测器组件提供参考。

基于电磁屏蔽理论及相关影响因素, 针对某型旋转式微型斯特林制冷机在正常工作状态中产生的电磁干扰影响成像效果的问题, 提出了缝隙改进和屏蔽体良好接地的解决办法, 并通过试验验证可行性。然后结合实际情况, 将该解决办法推广至其他型号制冷机, 系统提出缝隙、过孔、线缆和连接器的相关改进措施, 并进行电磁兼容测试, 最后在工程实践中推广应用。

回热器为回热式低温制冷机的主要部件之一, 其结构直接影响制冷机的性能。本文分析了分层填充回热器对制冷机性能的影响, 在此基础上, 结合回热器模拟软件 REGEN3.3的仿真结果, 设计了线性斯特林制冷机的分层填充回热器结构, 并做了实验验证。实验结果表明, 回热器采用适当的分层方式能大幅度提高制冷机的性能。该制冷机与优化前相比, 降温速度提升了 14%, 整机效率提高了 37.5%。

斯特林制冷机被广泛用于机载、舰载、装甲车等项目的红外**装备上，是现代**非常重要的尖端技术产品之一，实现高性能斯特林制冷机的国产化具有重要战略意义。RS058 是高德红外研制的微型旋转式斯特林制冷机系列产品之一，适合中面阵、大面阵探测器使用，本文主要论述制冷机的设计方法及实际性能。在现有0.5W@77 K 规格制冷机的基础上，结合了包括热力学、动力学和驱动控制等在内的理论计算和试验验证，RS058 实现了更好的制冷性能，卡诺效率达到6.20%，能够满足制冷红外探测器的使用和国产化需要。