在光學精密工程里，晶體單色器作為同步輻射光束線中重要的分光元件，廣泛應用于上海同步輻射光源。是光束線中的關鍵設備，各實驗站所需單色光波長、能量分辨率、光斑大小都是由單色器來實現或決定，它是整個同步輻射光應用中最重要的裝備之一。

承擔該項研制任務的西安光機所“水冷弧矢聚焦單色器”項目組，首次成功研制出我國第一臺具有自主知識產權的水冷弧矢聚焦單色器。

水冷單色器結構的研究，離不開高精度控溫的精密冷水機。而項目現場的公共冷水系統(tǒng)，滿足不了單色器的冷卻要求。在國內的多個加速器項目，比如上海同步輻射光源、北京正負電子對撞機以及正在建設的北京先進光源，大量使用單色器，需要配置不同技術要求的精密冷水機。

單色器對冷水機的溫度、壓力、流量的精密需求，這里分開闡述一下。

首先是循環(huán)水溫度，溫度主要是溫控精度，溫控精度一般要求±0.01度或者±0.0.2度。國內外大部分的冷水機滿足不了這個溫控要求，有的是溫度控制的穩(wěn)定性不夠，有的是溫度測量的溫漂和時漂滿足不了使用要求。

下圖是長流儀器精密冷水機的24小時溫度測試記錄。

第二是循環(huán)壓力。單色器包含大量的精密光學組件，對冷卻水的循環(huán)壓力比較敏感，首先是要求壓力較高，其次是要求壓力的穩(wěn)定性。頻繁的壓力波動，對光學器件造成一定的干擾。對于單色器來說，既要避免啟動壓力的沖擊，也要避免運行過程中壓力的波動，這兩部分必須解決好才能滿足單色器的使用。

第三是冷卻水的流量穩(wěn)定性。流量的波動，一般不超過±0.03L/min。對精密冷水機的流量測量、循環(huán)泵選型、管道布置，都需要專業(yè)的設計考慮，才能滿足流量波動性的要求。

上海光源X射線衍射光束線(BL14B1)和小角散射光束線(BL16B1)中的水冷弧矢聚焦單色器研制過程中，模擬分析了底冷式和曲頂槽式兩種水冷結構，均能有效降低晶體表面的溫升、減小變形量，長流儀器研發(fā)的控溫精度±0.01℃精密冷水機，是其中一個重要的水冷組件。

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