脈管制冷是通過(guò)周期性地對(duì)一端封閉的管子充氣壓縮一放氣膨脹而獲得低溫的一種方法。吉福特和雷斯渥斯（L,engsworth）1963年所設(shè)計(jì)的基本脈管制冷機(jī)如圖1-15所示。
制冷機(jī)由壓縮機(jī)、回?zé)崞骱兔}管單元組成，它們之間用金屬軟管連接。壓縮機(jī)作為壓力波發(fā)生器。脈管單元是一根兩端裝有熱交換器（圖中的HC和HH）的管子，管內(nèi)有層流化元件防止氣體流混合。
旋轉(zhuǎn)閥處于進(jìn)氣位置時(shí)，高壓氣體先經(jīng)過(guò)回?zé)崞鞅焕鋮s到制冷溫度T，再到熱交換器HC，經(jīng)過(guò)層流化元件使氣體以層流態(tài)進(jìn)人脈管，這是加壓進(jìn)氣過(guò)程。該過(guò)程中氣流無(wú)紊流運(yùn)動(dòng)，好似一片一片地由管子左端向右端推進(jìn)。與此同時(shí)，由于受后續(xù)氣體的壓縮，所以一邊推進(jìn)，一邊升溫。待氣體達(dá)到熱交換器HH時(shí)，溫度升到Tm。氣體沿管程的溫度分布如圖中實(shí)線(xiàn)所示。當(dāng)脈管中壓力提高到p#時(shí)，緊接著靜止一段時(shí)間。這時(shí)旋轉(zhuǎn)閥關(guān)閉，進(jìn)入HH的氣體被水冷卻，溫度降到T。。然后，旋轉(zhuǎn)閥再轉(zhuǎn)到與排氣接通的位置，于是管內(nèi)高壓氣體又一邊向左流出，一邊因降壓膨脹而降溫。這時(shí)管內(nèi)氣體的溫度分布如圖中虛線(xiàn)所示。當(dāng)右側(cè)氣體返回到HC時(shí)，其溫度降到Ti，Ti<Tc。冷氣體進(jìn)入HC后從溫度為Tc，的外界吸熱，產(chǎn)生制冷效應(yīng)。由脈管流出的氣體經(jīng)過(guò)回?zé)崞鞅患訜岷蠓祷貕嚎s機(jī)吸入側(cè)。
基本脈管制冷機(jī)由于外部熱損失大、效率低、制冷溫度有限，最低只達(dá)到124K。以后經(jīng)不斷改進(jìn)，產(chǎn)生了各種類(lèi)型的脈管制冷機(jī)，如熱聲型脈管（用熱聲振蕩產(chǎn)生壓力波驅(qū)動(dòng)脈管）、小孔型脈管、雙向進(jìn)氣脈管、多級(jí)脈管等等，取得了很大進(jìn)展。
脈管比常規(guī)回?zé)崾娇諝庵评錂C(jī)（如G-M機(jī)、。Stirling機(jī)）突出的優(yōu)越之處在于簡(jiǎn)單，無(wú)低溫運(yùn)動(dòng)部件，特別宜于高空應(yīng)用（對(duì)可靠性、壽命、振動(dòng)要求極高），用做紅外器件、低溫電子器件冷源。
