CH464552A - Dispositif de détection du niveau d'un gaz liquéfié à l'intérieur d'un cryostat - Google Patents

Description

  
 



  Dispositif de détection du niveau d'un gaz liquéfié à   l'intérieur    d'un cryostat
 La présente invention est relative à un dispositif de détection du niveau d'un gaz liquéfié dans un cryostat, permettant   notamment    de mesurer la consommation en   liquide    cryogénique due à la nature ou à la forme de   l'enceinte    cryostatique elle-même dans des conditions de fonctionnement normal et en particulier d'en   déduire    l'influence du revêtement des surfaces de telles enceintes sur cette consommation.



   On sait que les dispositifs utilisés généralement pour effectuer des mesures de niveau dans un récipient   c;on-    tenant un gaz liquéfié présentent l'inconvénient d'une consommation non négligeable du liquide cryogénique, provoquée par la dissipation d'énergie due à la mise en   oeuvre    et au fonctionnement même de tels dispositifs.



  Cet inconvénient peut cependant être très largement diminué si l'on emploie comme organe détecteur du niveau une thermistance,   c' est-à- dire    un conducteur électrique présentant une variation brutale de résistance lors de son passage de la phase liquide à la phase gazeuse, et si   l'on    effectue un choix convenable de cette thermistance et de sa tension d'alimentation. A titre d'indication, l'énergie dissipée par une thermistance sous une tension de 10 volts, présentant une résistance de 1000 ohms à 3080 K, une résistance de   6,5.109      ohms    à la température de l'azote liquide, c'est-à-dire à 770 K, et une résistance de   3,2.109    ohms au-dessus du niveau de l'azote liquide, n'excède pas 0,05 microwatt.

   Cette très faible valeur n'introduit donc qu'une évaporation de liquide   oryogé-    nique restreinte qui ne fausse pas les mesures effectuées.



      La présente invention a pour but t de réaliser un dis-    positif de détection qui, au moyen précisément de deux thermistances,   permet    de mesurer le passage d'une surface libre d'un gaz liquéfié à deux niveaux différents à l'intérieur d'un cryostat et d'en déduire la consommation de gaz due à la nature et à la réalisation de ce cryostat.



   Ce dispositif se caractérise en ce qu'il comporte une enceinte étanche où règne le vide et dans laquelle est placé le cryostat, deux thermistances à coefficient de température négatif élevé situées à deux niveaux différents à l'intérieur dudit cryostat et alimentées sous une   tension n électrique réglée, une canalisation munie d'une    électrovanne reliant, à l'extérieur de ladite enceinte étanche, ledit cryostat à un compteur volumétrique indiquant le débit de gaz d'évaporation provenant dudit cryostat et un amplificateur de courant continu connecté auxdites thermistances et commandant, par l'intermédiaire de relais, la manoeuvre de   ladite    électrovanne et le déclenchement d'un compteur horaire.



   Par l'intermédiaire des deux thermistances placées dans le cryostat à deux niveaux différents et du compteur horaire, on détermine l'intervalle de temps qui sépare le passage de la surface libre du gaz liquéfié à ces deux niveaux et pour lequel on a mesuré un certain volume de gaz évaporé correspondant à la consommation en gaz liquéfié due au cryostat   lui-même.    On en déduit par une mesure comparative l'influence présentée sur cette consommation par l'état de surface ou le revêtement des parois du cryostat.



   On trouve ci-après la description d'une forme de réalisation de   l'invention,    donnée à titre   d'exemple.   



   Sur le dessin annexé, la figure unique est une vue schématique de ladite forme d'exécution.



   Comme on le voit sur cette figure, l'appareil considéré comporte principalement un récipient cryostatique 1 dont on désire mesurer la consommation en gaz liquéfié, notamment en fonction de la nature du revêtement de la surface de ses parois. Le récipient cryostatique 1 est constitué d'un vase cylindrique en cuivre, suspendu par un tube ou une canalisation rigide 2 au couvercle 3 d'une enceinte extérieure 4 en acier inoxydable, le couvercle 3 étant rigidement   ìxé    sur cette enceinte au moyen d'ensembles   vis-écrou    5.



   Un groupe de pompage 6, réuni par une canalisation 7 à la paroi de l'enceinte 4, réalise dans cette dernière  un vide entre la paroi de cette enceinte et le récipient 1, ce vide étant contrôlé par une jauge 8. A l'intérieur du récipient 1 sont placées deux   theostances    9 et 10 maintenues à l'aide de pattes de fixation 11 et 12 à   proximité    de la paroi du récipient, à deux niveaux séparés par une distance parfaitement déterminée. Ces thermistances sont connectées à un amplificateur à courant continu 13 au moyen de fils électriques 14 et 15 traversant le couvercle 3, d'une part, et la paroi du récipient 1, d'autre part, grâce à des   passages isolants    16 et 17 étanches au vide. L'alimentation des thermistances s'effectue à partir du secteur ou d'une source électrique non représentée.



   Une seule thermistance est branchée à la fois sur l'amplificateur 13. Lorsque le niveau supérieur est détecté, la   thermistance    10 est branchée à la place de la thermistance 9, soit par   commutation    manuelle, soit à l'aide d'un dispositif automatique, pour permettre la détection du niveau inférieur.



   L'amplificateur 13 commande en outre, par l'intermédiaire de relais 18, le déclenchement d'un compteur horaire 21 et la manoeuvre d'une   électro, vanne    19 placée sur une   canalisation    prolongeant la canalisation 2. Cette électrovanne 19 permet ainsi, selon sa position, de mettre en communication la   canalisation    20, soit avec un compteur volumétrique de gaz 22, soit avec l'atmosphère extérieure par une tubulure d'échappement 23. La canalisation 20 et le tube 2 sont   raccordé ; s    à travers le couvercle 3 au moyen d'une pièce de liaison étanche 24,   tandis qu'un serpentin 25 est t prévu sur la canalisation    20 pour assurer le réchauffement du gaz provenant du récipient cryostatique 1.



   Le fonctionnement du   dispositif    succinctement décrit ci-dessus est le suivant: après montage du récipient cryostatique 1 à l'intérieur de   l'enceinte    étanche 4 et mise sous vide de cette dernière par le groupe de pompage 6, on remplit le récipient 1 d'un liquide cryogénique   dont la surface libre est, par exemple, au u niveau désigné    en a sur le dessin. On raccorde   ensuite    la canalisation 2 avec la canalisation 20 par la pièce de liaison 24.



   Les thermistances 9 et 10 présentent, au moins dans le domaine de température où elles sont   appelées    à travailler un coefficient de température négatif élevé. Elles sont donc telles que   l'augmentation    de température qu'elles subissent au moment où, par suite de la baisse du niveau libre dans le cryostat, elles cessent d'être plongées dans le liquide cryogénique, entraîne une diminution marquée de leur résistance électrique. En outre, la tension   d'aiinaentation    est choisie de façon que la puissance   athermique    dissipée par le passage du courant soit aussi faible que possible.



   Lorsque la surface libre du liquide cryogénique, par suite de   Févaporation    du gaz due aux parois du récipient 1 passe au niveau b, la thermistance 9 subit une variation brusque de résistance électrique. Le courant continu qui la traverse augmente,   l'amplificateur    13 déterminant, par l'intermédiaire des relais 18, la   manceu-    vre de l'électrovanne 19 et le déclenchement du compteur 21: pour la position correspondante de l'électrovanne, le gaz d'évaporation traverse le serpentin de   réchauffement 25 puis s s'achemine vers le compteur vo-    lumétrique 22 qui mesure le débit de ce gaz.

   Lorsque la surface libre du liquide cryogénique dans le récipient 1 atteint le niveau c, la thermistance 10 subit à son tour une variation brusque de résistance qui entraîne l'arrêt des compteurs 21 et 22 et le basculement de l'électrovanne 19. Le gaz qui continue à provenir du récipient 1 est dirigé vers l'atmosphère extérieure ou vers un récipient de récupération (non représenté) par l'intermédiaire de la tubulure 23.



   Les indications données par les deux compteurs permettent ainsi de mesurer et de calculer les pertes ther  miques    totales de l'ensemble du dispositif. En changeant l'état de la surface du récipient 1, on modifie la valeur de ces pertes thermiques, ce qui permet de faire une étude comparative de l'influence du revêtement dans chaque cas.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Dispositif de détection n du niveau d'un gaz liquéfié à l'intérieur d'un cryostat, caractérisé en ce qu'il comporte une enceinte étanche où règne le vide et dans laquelle est placé le cryostat, deux thermistances à coefficient de temlpérature négatif élevé situées à deux niveaux différents à l'intérieur dudit cryostat et alimentées sous une tension électrique réglée, une canalisation munie d'une électrovanne reliant, à l'extérieur de ladite enceinte étanche, ledit cryostat à un compteur volumétrique indiquant le débit de gaz d'évaporation provenant dudit cryostat et un amplificateur de courant continu connecté auxdites thermistances et commandant, par l'intermédiaire du relais, la manoeuvre de ladite électrovanne et le déclenchement d'un compteur horaire.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif suivant la revendication, caractérisé en ce que la canalisation reliant le cryostat au compteur volumétrique comporte un serpentin de réchauffement du gaz d'évaporation.

   2. Dispositif suivant la revendication, caractérisé en ce que l'électrovanne commande l'écoulement du gaz d'évaporation soit vers le compteur volumétrique, soit vers l'atmosphère extérieure.

   3. Dispositif suivant la revendication, caractérisé en ce que les deux thermistances sont maintenues à l'intérieur du cryostat au moyen de pattes de fixation à deux niveaux séparés par une distance parfaitement déter- minée.