脉冲管制冷机作为一种新型回热式制冷机,由于其低温端无运动部件,具有结构简单、机械振动小、成本低、可靠性高、寿命长等优点,特别是在抗电磁干扰、降低振动和长寿命方面优势明显,已引起世界各国的广泛重视,成为小型低温制冷技术研究中的热门.脉冲管制冷机具有突出的优点和广泛的工程应用背景,实用化和产品化是其必然的发展趋势.该文针对其在液氦温区的应用背景,对GM型(低频)单级和两级脉冲管制冷机进行了实验研究和初步的理论分析,取得了一定的成果.然后,建立了GM型脉冲管制冷机实验系统,该系统由制冷机系统、真空系统和测量系统组成;并详细介绍了各部分的特点和工艺要求.该文的工作主要包括三部分:旋转阀的改进实验,单级脉冲管制冷机的实验和应用研究,两级脉冲管制冷机的实验研究.旋转阀的改进是为了与压缩机和脉冲管制冷机系统相匹配,以提高制冷系统的性能.实验中对旋转阀的各部件:外壳,连接通道,阀头和阀心进行了重新设计和调试,实验证明改造后的旋转阀较以前所用的旋转阀在性能上有了很大提高.单级脉冲管制冷机的实验和应用研究是为了冷却砷化镓半导体红外成像器件而进行的一系列恢复和改进实验,并能达到应用的要求,即在40K时提供约300mW的制冷量.同时也是为了验证旋转阀改造的情况.还进行了冷却低温热开关的实验.两级脉冲管制冷机的实验研究,目的是为了获得液氦温度.共完成了三台两级脉冲管制冷机的测试工作,最低温度达到17.3K.同时对出现问题的两台脉冲管制冷机进行了失效分析.