專利名稱：超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于低溫超導(dǎo)磁體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率的測
量裝置。
背景技術(shù)：
液氦揮發(fā)率測量裝置是為了能獲得低溫液氦容器的液氦日揮發(fā)量，進而獲知低溫液氦容器的熱負荷大小，通過減小液氦容器的熱負荷可以減少其液氦的損耗，從而更好的節(jié)約能源和試驗的成本?，F(xiàn)有的測量液氦揮發(fā)率的裝置主要有如下幾種(1)稱量超導(dǎo)磁體的初始重量， 靜置幾天后再次稱量其重量，兩次稱量的重量差除以時間即可獲得超導(dǎo)磁體的液氦揮發(fā)率，缺點是必須測量必須是在磁體處于零場的狀態(tài)下進行，而且由于不同季節(jié)和不同環(huán)境下大氣壓力的變化導(dǎo)致測量精度很差；( 在超導(dǎo)磁體排氣口連接一個流量計量器，獲得一定時間內(nèi)流經(jīng)的氣體總流量，從而獲得超導(dǎo)磁體的液氦揮發(fā)率，缺點是同樣由于不同季節(jié)和不同環(huán)境下大氣壓力的變化導(dǎo)致其測量精度很差；C3)利用相對壓力控制器控制超導(dǎo)磁體內(nèi)部的氦氣壓力，然后利用質(zhì)量流量計進行測量，缺點是隨著超導(dǎo)磁體外部環(huán)境壓力的變化，超導(dǎo)磁體內(nèi)部的壓力會有較大波動，而在不同壓力條件下，同樣的熱損耗將會產(chǎn)生不同的液氦損耗。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有的超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置所存在的重大缺陷，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種不受外界環(huán)境壓力影響的高精度超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置。本實用新型實現(xiàn)超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置的技術(shù)方案是一種超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置，包括絕對壓力控制器、質(zhì)量流量計和波紋管， 所述波紋管的一端連接超導(dǎo)磁體的氦氣排氣口，波紋管的另一端連接所述絕對壓力控制器的上游端口，所述絕對壓力控制器的下游端口連接所述質(zhì)量流量計。所述絕對壓力控制器由絕對壓力傳感器、比例調(diào)節(jié)閥和閉環(huán)控制電路組成，所述絕對壓力傳感器與上游端口連通，比例調(diào)節(jié)閥與下游端口連通，閉環(huán)控制電路分別與絕對壓力傳感器和比例調(diào)節(jié)閥連接。所述超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置還包括單向閥和三通，三通的兩個連接口分別連接于超導(dǎo)磁體的氦氣排氣口與波紋管之間，三通的另一個連接口連接有單向閥。所述超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置還包括計算機，計算機通過串口數(shù)據(jù)線分別與絕對壓力控制器的串行控制口和質(zhì)量流量計的串行控制口連接。所述絕對壓力控制器的絕對壓力設(shè)定值大于超導(dǎo)磁體所處環(huán)境的大氣壓力值。所述波紋管為一長度大于3米的波紋管。所述波紋管為具有密封性的耐低溫的管材。。[0013]本實用新型超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置的工作原理為設(shè)定絕對壓力控制器的控制壓力比超導(dǎo)磁體所處環(huán)境的大氣壓力值大0. 5psi，如果絕對壓力控制器的壓力傳感器探測到超導(dǎo)磁體內(nèi)部氦壓力值小于絕對壓力設(shè)定值時，絕對壓力控制器的的比例調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，超導(dǎo)磁體液氦腔進入緩慢升壓階段；反之，當探測到的壓力值大于絕對壓力設(shè)定值時，比例調(diào)節(jié)閥將打開排氣以降低超導(dǎo)磁體液氦腔內(nèi)的壓力， 閥門開關(guān)的大小根據(jù)實際探測到的超導(dǎo)磁體內(nèi)部壓力值大小進行自動調(diào)節(jié)。所述絕對壓力控制器排出的氦氣隨后進入下一級的質(zhì)量流量計，從而獲得恒定壓力下超導(dǎo)磁體的液氦揮發(fā)率。利用連接在所述絕對壓力控制器和質(zhì)量流量計上的計算機實時記錄超導(dǎo)磁體液氦腔內(nèi)的絕對壓力和液氦揮發(fā)率數(shù)據(jù)，連續(xù)測量幾天即可獲得精確的不受外界環(huán)境壓力影響的超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率數(shù)據(jù)。根據(jù)上述原理可以看出，與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實用新型的有益效果體現(xiàn)在(1)使用絕對壓力控制器，避免了外界環(huán)境壓力變化對超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量的影響。(2)連接在超導(dǎo)磁體排氣口處的單向閥，可防止液氦揮發(fā)外泄受阻，從而避免整個測量裝置在無人看管時因突發(fā)停電等意外狀況而遭到損壞。(3)利用計算機實時觀測并記錄超導(dǎo)磁體內(nèi)部的絕對壓力和液氦揮發(fā)率的變化情況，從而獲知在整個測量過程中出現(xiàn)的一切偶然因素所帶來的影響。

圖1是用本實用新型制成的超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置對1. 5T磁共振成像超導(dǎo)磁體測量獲得的液氦揮發(fā)率原始數(shù)據(jù)圖。圖2是用本實用新型制成的超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置對1. 5T磁共振成像超導(dǎo)磁體測量時記錄的超導(dǎo)磁體液氦腔內(nèi)絕對壓力變化原始數(shù)據(jù)圖。圖3是本實用新型實施例一的基本型超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實用新型實施例二超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實用新型超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置中所述的絕對壓力控制器的工作原理框圖。圖中標號1為絕對壓力控制器、2為質(zhì)量流量計、3為單向閥、4為三通、5為計算機、6為串口數(shù)據(jù)線、7為波紋管、8為超導(dǎo)磁體、9為上游端口、10為下游端口、11為絕對壓力傳感器、12為閉環(huán)控制電路、13為比例調(diào)節(jié)閥。以下通過具體實施方式
和結(jié)構(gòu)附圖對本實用新型作進一步的描述。
具體實施方式
實施例一基本型超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置。參見圖3，本實用新型基本型超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置，包括絕對壓力控制器 1、質(zhì)量流量計2和波紋管7。所述波紋管7的一端連接超導(dǎo)磁體8的氦氣排氣口，另一端連接所述絕對壓力控制器1的上游端口 9，所述絕對壓力控制器1的下游端口 10連接所述質(zhì)量流量計2。[0028]本實施例的工作原理如下超導(dǎo)磁體由于外部熱負荷而導(dǎo)致液氦吸收熱量變?yōu)楹饨?jīng)由氦氣排氣口排除，排出的冷氦氣通過波紋管7進入絕對壓力控制器1，當絕對壓力控制器1中的絕對壓力傳感器 11探測到超導(dǎo)磁體8液氦腔內(nèi)的氦壓力值小于絕對壓力設(shè)定值時，絕對壓力控制器1中的比例調(diào)節(jié)閥13將關(guān)閉，超導(dǎo)磁體8液氦腔內(nèi)部進入緩慢升壓階段；反之，當探測到的壓力值大于絕對壓力設(shè)定值時，比例調(diào)節(jié)閥13將打開排氣以降低超導(dǎo)磁體8液氦腔內(nèi)的壓力，比例調(diào)節(jié)閥13開關(guān)的大小根據(jù)實際探測到的超導(dǎo)磁體8內(nèi)部壓力值大小通過絕對壓力控制器1中的閉環(huán)控制電路12進行自動調(diào)節(jié)。經(jīng)由絕對壓力控制器1排出的氦氣隨后進入下一級的質(zhì)量流量計2中，從而獲得恒定壓力下超導(dǎo)磁體的液氦揮發(fā)率。實施例二 標準型超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置。參見圖4，本實用新型標準型超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置，包括絕對壓力控制器 1、質(zhì)量流量計2和波紋管7，還包括單向閥3、三通4、計算機5和串口數(shù)據(jù)線6。所述三通 4的一個端口連接在超導(dǎo)磁體8的排氣口上，所述單向閥3連通在三通4的第二個端口，所述絕對壓力控制器1的上游端口 9通過波紋管7連通在三通4的第三個端口，所述質(zhì)量流量計2連通在絕對壓力控制器1的下游端口 10，計算機5通過串口數(shù)據(jù)線6分別連接絕對壓力控制器1和質(zhì)量流量計2的串行通信口。本實用新型的絕對壓力控制器1可以為美國MKS公司生產(chǎn)的型號為MKS640的絕對壓力控制器，也可以是其它廠家的可以完成所述功能的壓力控制器。本實施例的工作原理如下超導(dǎo)磁體由于外部熱負荷而導(dǎo)致液氦吸收熱量變?yōu)楹饨?jīng)由排氣口排除，冷氦氣首先進入超導(dǎo)磁體排氣口處的三通4，如果連通在三通4第二個端口處的單向閥3的開啟壓力大于超導(dǎo)磁體8液氦腔的內(nèi)外壓差，則揮發(fā)出的氦氣將全部通過絕對壓力控制器1排出，當絕對壓力控制器1中的壓力傳感器探測到超導(dǎo)磁體8液氦腔內(nèi)部氦壓力值小于絕對壓力設(shè)定值時，絕對壓力控制器1中的比例調(diào)節(jié)閥13將關(guān)閉，超導(dǎo)磁體8液氦腔內(nèi)部進入緩慢升壓階段；反之，當探測到的壓力值大于絕對壓力設(shè)定值時，比例調(diào)節(jié)閥13將打開排氣以降低超導(dǎo)磁體8液氦腔內(nèi)的壓力，比例調(diào)節(jié)閥13開關(guān)的大小根據(jù)實際探測到的超導(dǎo)磁體8液氦腔內(nèi)部的壓力值大小通過絕對壓力控制器1中的閉環(huán)控制電路12進行自動調(diào)節(jié)。 經(jīng)由絕對壓力控制器1排出的氦氣隨后進入下一級的質(zhì)量流量計2中，從而獲得恒定壓力下超導(dǎo)磁體8的液氦揮發(fā)率。利用連接在所述絕對壓力控制器1和質(zhì)量流量計2上的計算機5實時采集記錄超導(dǎo)磁體8液氦腔內(nèi)的絕對壓力和液氦揮發(fā)率數(shù)據(jù)，附圖1和2是利用本實用新型制成的標準型超導(dǎo)磁體8液氦揮發(fā)率測量裝置測量獲得的1. 5T磁共振成像超導(dǎo)磁體液氦腔內(nèi)絕對壓力變化和液氦揮發(fā)率的原始數(shù)據(jù)圖。
權(quán)利要求1.一種超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置，包括絕對壓力控制器(1)、質(zhì)量流量計( 和波紋管(7)，其特征在于所述波紋管(7)的一端連接超導(dǎo)磁體⑶的氦氣排氣口，波紋管(7) 的另一端連接所述絕對壓力控制器(1)的上游端口(9)，所述絕對壓力控制器(1)的下游端口(10)連接所述質(zhì)量流量計(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置，其特征在于所述絕對壓力控制器(1)由絕對壓力傳感器(11)、比例調(diào)節(jié)閥(1 和閉環(huán)控制電路(1 組成，所述絕對壓力傳感器(11)與上游端口(9)連通，比例調(diào)節(jié)閥(13)與下游端口(10)連通，閉環(huán)控制電路(12)分別與絕對壓力傳感器(11)和比例調(diào)節(jié)閥(13)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置，其特征在于所述超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置還包括單向閥C3)和三通，三通(4)的兩個連接口分別連接于超導(dǎo)磁體(8)的氦氣排氣口與波紋管(7)之間，三通的另一個連接口連接有單向閥(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置，其特征在于所述超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置還包括計算機(5)，計算機( 通過串口數(shù)據(jù)線(6)分別與絕對壓力控制器⑴的串行控制口和質(zhì)量流量計⑵的串行控制口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置，其特征在于所述絕對壓力控制器(1)的絕對壓力設(shè)定值大于超導(dǎo)磁體(8)所處環(huán)境的大氣壓力值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置，其特征在于所述波紋管(7)為一長度大于3米的波紋管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置，其特征在于所述波紋管(7)為具有密封性的耐低溫的管材。
專利摘要本實用新型涉及一種超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率測量裝置，其特征在于包括絕對壓力控制器、質(zhì)量流量計和波紋管，波紋管的一端連接超導(dǎo)磁體的氦氣出氣口，另一端連接絕對壓力控制器的上游端口，絕對壓力控制器的下游端口連接質(zhì)量流量計。本實用新型可增設(shè)單向閥，通過三通連接于超導(dǎo)磁體的排氣口。本實用新型也可增設(shè)計算機，利用串口數(shù)據(jù)線連接在絕對壓力控制器和質(zhì)量流量計的串行控制口，用于實時采集記錄超導(dǎo)磁體液氦腔內(nèi)的絕對壓力值和液氦揮發(fā)率數(shù)據(jù)。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，安全性好，控制精度和穩(wěn)定性高，可以在不增加超導(dǎo)磁體熱負荷的前提下實時準確的獲取超導(dǎo)磁體液氦揮發(fā)率數(shù)據(jù)。
文檔編號G01F22/00GK202216731SQ201120287860
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者龐宗強 申請人:南京豐盛超導(dǎo)技術(shù)有限公司