專利名稱：便攜式低溫液面計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低溫液面測量裝置。
背景技術(shù)：
高溫超導(dǎo)材料在77K液氮環(huán)境中工作，超導(dǎo)材料需要完全浸泡在液氮中才能正常工作，超導(dǎo)材料在通電狀態(tài)如果沒有完全浸泡在液氮中，超導(dǎo)材料將被損壞，故需要精確測量杜瓦內(nèi)液氮液面，以保證超導(dǎo)材料完全浸泡在液氮環(huán)境中。低溫液氮容器一般都是不透明的金屬杜瓦或環(huán)氧杜瓦，不能從杜瓦外部看到杜瓦內(nèi)部液氮液位，故需外部接入低溫液面計(jì)來測量杜瓦內(nèi)液氮液面。目前低溫液體液面測量儀表都得固定在杜瓦裝置或其附件，液面測量儀需220V插電使用，故在杜瓦附近必須有220V供電電源?，F(xiàn)有的液面測量原理一般采用介質(zhì)密度換 算法，但由于超導(dǎo)材料加電時(shí)液氮液面波動(dòng)比較大，所以測出來的液氮液面值誤差較大，不能滿足測量需要的精度。

發(fā)明內(nèi)容
為克服當(dāng)前低溫液面測量技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種便攜式低溫液面計(jì)。本發(fā)明采用壓差法來測量液氮液位，壓差法測試液氮液位與液面壓力有關(guān)，受液面波動(dòng)影響小，而超導(dǎo)材料通電工作狀態(tài)下液面波動(dòng)比較大，故采用壓差法來測試液氮液面可有效減小液面波動(dòng)帶來的誤差，從而提高了液面測量精度。為了克服傳統(tǒng)的低溫液面計(jì)必須220V供電的不足，本發(fā)明的低溫液面計(jì)采用內(nèi)部3V的鋰電池供電，無需固定使用，攜帶方便，可擴(kuò)大低溫液面計(jì)的使用場合。本發(fā)明低溫液面計(jì)包括低溫杜瓦、超導(dǎo)材料、壓力測試桿和液面測試盒。所述的低溫杜瓦內(nèi)充有液氮，工作時(shí)超導(dǎo)材料完全浸泡在液氮中。所述的低溫杜瓦蓋板上面有兩個(gè)壓力測試桿的插入口，兩根壓力測試桿通過低溫杜瓦蓋板上的插入口插入至低溫杜瓦內(nèi)，其中一根壓力測試桿插入低溫杜瓦底部，用于測試液面底部的壓力，另一根壓力測試桿插入低溫杜瓦液面上部，用于測試液氮液面的壓力。壓力測試桿為不銹鋼空心桿。液面測試盒包括壓力變送器，壓力液位轉(zhuǎn)換電路，液位顯示屏。壓力變送器、壓力液位轉(zhuǎn)換電路固定在液位測試盒內(nèi)部，液位顯示屏位于液位測試盒外側(cè)。壓力變送器的輸出端通過兩根信號(hào)線接入至壓力液位轉(zhuǎn)換電路的輸入端，壓力變送器送出的壓力信號(hào)傳輸至壓力液位轉(zhuǎn)換電路，壓力液位轉(zhuǎn)換電路的輸出端通過兩根信號(hào)線接入至液位顯示屏的輸入端。壓力變送器安裝并固定在液面測試盒內(nèi)部的側(cè)面，壓力變送器的壓力接口裸露在液面測試盒的外部，以便壓力測試桿的接入。壓力液位轉(zhuǎn)換電路安裝在液面測試盒內(nèi)部。液位顯示屏安裝并固定在液位測試盒的外側(cè)面，用于測量液位時(shí)讀數(shù)。所述的液面測試盒內(nèi)安裝有3V的鋰電池，便于攜帶，用于給壓力變送器、壓力液位轉(zhuǎn)換電路和液位顯示屏供電。兩個(gè)壓力測試桿分別接入液面測試盒的壓力測試桿接入口，壓力測試盒內(nèi)部的壓力變送器將壓力信號(hào)通過內(nèi)部轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成液位信號(hào)，然后直接顯示在所述的液面測試盒的顯示屏上。假設(shè)低溫杜瓦的液面壓力為P，底部壓力為Ps，液面高度為H，則有如下公式P=Ps+ P gH(I)其中P為介質(zhì)密度，g為重力加速度。由公式(1)，可得到
Δ P=P-Ps= P gH(2)由公式(2)可知，壓差Λ P與液面高度H成正比，測出Λ P就可得出液面高度H，液面測試盒的內(nèi)部轉(zhuǎn)換電路將壓差值ΛΡ轉(zhuǎn)換為液面值H。本發(fā)明裝置采用壓差原理測試液氮液面值，可有效降低超導(dǎo)材料通電時(shí)液氮液面波動(dòng)帶來的液位測試誤差，另外，液氮液面計(jì)采用3V鋰電池供電，不需要220V電源供電，攜帶方便，且擴(kuò)大了液氮液面計(jì)的使用場合。


圖I為本發(fā)明低溫液面的組成結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1低溫杜瓦，2超導(dǎo)材料，3、3’壓力測試桿，4液面測試盒。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
進(jìn)一步說明本發(fā)明。如圖I所示，本發(fā)明包括低溫杜瓦I、超導(dǎo)材料2、壓力測試桿3、3’和液面測試盒
4。超導(dǎo)材料2放置在低溫杜瓦I內(nèi)，低溫杜瓦I內(nèi)充有液氮，低溫杜瓦I的蓋板上開有兩個(gè)壓力測試桿的插入口，工作時(shí)將兩根壓力測試桿3和3’通過此插入口分別插入至低溫杜瓦I的底部和低溫杜瓦I的液面上部，壓力測試桿3和3’接入至液面測試盒4的壓力接入口。液面測試盒4內(nèi)的壓力變送器的輸出端通過兩根信號(hào)線接入至液面測試盒4內(nèi)的壓力液位轉(zhuǎn)換電路的輸入端，壓力液位轉(zhuǎn)換電路的輸出端通過兩根信號(hào)線接入至液面測試盒4外側(cè)的液位顯示屏的輸入端。液面測試盒4內(nèi)的壓力變送器將壓力測試桿3傳輸過來的壓力值傳輸給液面測試盒4的壓力液位轉(zhuǎn)換電路，將壓差值轉(zhuǎn)換為液面值直接顯示在液面測試盒4的液位顯示屏上。本發(fā)明工作原理簡單，攜帶方便，可精確測試工作狀態(tài)下的液氮液面值。
權(quán)利要求
1.一種便攜式低溫液面計(jì)，其特征在于，所述的液面計(jì)包括低溫杜瓦(I)、超導(dǎo)材料(2)、兩根壓力測試桿(3、3’)和液面測試盒(4);超導(dǎo)材料(2)放置在低溫杜瓦(I)內(nèi)，低溫杜瓦(I)內(nèi)充有液氮；低溫杜瓦(I)的蓋板上開有兩個(gè)壓力測試桿的插入口，工作時(shí)兩根壓力測試桿(3)、3’)通過此插入口分別插入至低溫杜瓦(I)的底部和低溫杜瓦(I)的液面上部，其中一根壓力測試桿(3)插入低溫杜瓦(I)的底部，用于測試液面底部的壓力，另一根壓力測試桿(3’)插入低溫杜瓦液面上部，用于測試液氮液面的壓力；兩根壓力測試桿(3、3’)接入至液面測試盒(4)的壓力接入口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便攜式低溫液面計(jì)，其特征在于，所述的液面測試盒(4)包括壓力變送器、壓力液位轉(zhuǎn)換電路和液位顯示屏；所述的壓力變送器的輸出端接入至壓力液位轉(zhuǎn)換電路的輸入端，壓力液位轉(zhuǎn)換電路的輸出端接入至液位顯示屏的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便攜式低溫液面計(jì)，其特征在于，所述的壓力測試桿為不銹鋼空心桿。
全文摘要
一種便攜式低溫液面計(jì)，包括低溫杜瓦(1)、超導(dǎo)材料(2)、兩根壓力測試桿(3、3’)和液面測試盒(4)；超導(dǎo)材料(2)放置在低溫杜瓦(1)內(nèi)，低溫杜瓦(1)內(nèi)充有液氮；低溫杜瓦(1)的蓋板上開有兩個(gè)壓力測試桿的插入口，工作時(shí)兩根壓力測試桿(3、3’)通過此插入口分別插入至低溫杜瓦(1)的底部和低溫杜瓦(1)的液面上部，分別用于測試液面底部的壓力和液氮液面的壓力；兩根壓力測試桿(3、3’)接入至液面測試盒(4)的壓力接入口。壓力測試盒內(nèi)部的壓力變送器將壓力信號(hào)通過內(nèi)部轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成液位信號(hào)，顯示在所述的液面測試盒的顯示屏上。
文檔編號(hào)G01F23/14GK102944282SQ20121047673
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者朱志芹, 戴少濤, 滕玉平, 馬韜, 張東 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院電工研究所