CN107843317A - 一种用于超导线液位计标定的测试杆及其标定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于超导线液位计标定的测试杆，包括固定板、连接杆、传感器安装杆；所述固定板的下表面安装固定于液氦容器外，所述固定板的下表面通过螺纹通孔与连接杆连接；所述连接杆的下端通过螺纹孔连接传感器安装杆，所述传感器安装杆的两端开有凹槽，所述凹槽内安装有液位传感器；所述传感器安装杆的表面开有安装孔，所述安装孔内安装有温度传感器；本发明还公开了所述测试杆的标定方法。本发明的测试杆采用G10材料加工制造而成，在低温下收缩变形很小，可以很好地安装固定液位计传感器；本发明主要通过将液位计测量值与连接杆上的标记尺寸进行对比的方法实现对超导线液位计的标定，标定方法简单实用、精度高。
Description
技术领域
本发明属于制冷与低温技术领域，具体地，涉及一种用于超导线液位计标定的测试杆及其标定方法。
背景技术
制冷技术是用人工的方法制取低于周围环境的温度，并保持这个低温。低温技术通常是将氧、氮、氢、氦等气体经过压缩--膨胀和节流效应获得低温液体。制冷与低温技术在航天、能源、工农业生产以及医学等方面已得到广泛应用。
为了更长时间地保存低温液体，一般采取具有双层壁真空绝热结构的容器来贮存和运输液化气体，这一类设备均称为低温容器，它是杜瓦容器、贮存容器和贮槽的统称。
在低温容器中，用肉眼是观察不到液面的，因此为了指示和控制低温容器的液位，需要有传感器感受低温容器的液位变化，并通过转换器将之转化成易测量的信号，最后通过指示器输出信号。这一类装置统称为液位计。
根据测量液位的原理不同，将用于低温容器的液位计分为静液压式液位计，热声振荡式液位计、电容式液位计和电阻式液位计。其中电阻式液位计又分为半导体电阻液位计，金属线液位计和超导线液位计。
超导线液位计一般只用于测量液氦液位，这种液位计传感器部分由超导线制作，在超导线上电绝缘地绕制一定长度的加热器，在使用时将传感器与液面垂直放置，在一定的工作电流下，超导线在液氦中的部分是超导的，电阻为零，而在氦气中的部分因为有加热器发热而是正常的，有一定的电阻，利用这种差别，通过对超导线电阻的测量来确定液氦液面的位置，即液氦的液位。
因为超导线液位计用于液氦液位测量时工作在4.2K的低温温度，对传感器的要求比较高，同时因为液氦是一种昂贵的低温液体，对液位计的精度要求比较高。因此需要对用于液氦液位测量的超导线液位计进行标定，从而判断液位计是否合格，并确定液位计的精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于超导线液位计标定的测试杆及其标定方法，测试杆包含传感器安装杆、连接杆和固定板，主要通过将液位计测量值与连接杆上的标记尺寸进行对比的方法实现对超导线液位计的标定。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于超导线液位计标定的测试杆，包括固定板、连接杆、传感器安装杆；
所述固定板安装固定于液氦容器外部，所述固定板的表面开有螺纹通孔，所述连接杆通过螺栓固定于固定板的表面；所述连接杆的下表面开有螺纹孔，所述传感器安装杆通过螺纹孔固定于连接杆的下表面，所述传感器安装杆的两端开有凹槽，所述凹槽内安装有液位传感器；所述传感器安装杆的表面开有安装孔，所述安装孔内安装有温度传感器；所述测试杆通过固定板将连接杆和传感器安装杆竖直固定在液氦容器内。
进一步地，所述连接杆通过调节螺栓的固定位置实现上下传动，所述连接杆用于在连接杆长度方向上做尺寸标记。
进一步地，所述液位传感器通过胶带缠绕固定于凹槽内。
进一步地，所述温度传感器为Cernox温度传感器。
进一步地，所述安装孔与液位传感器一端位置齐平。
进一步地，所述测试杆采用G10材料加工制造而成。
一种用于超导线液位计标定的测试杆的标定方法，包括如下步骤：
(1)对连接杆进行尺寸标记；
(2)组装测试杆：将连接杆、固定板和传感器安装杆组装在一起，在安装杆上指定位置安装液位传感器和Cernox温度传感器；
(3)将液位传感器和液位计连接，启动液位计并预热；
(4)将测试杆在液氦罐中预冷；
(5)将测试杆继续竖直缓慢往下放，同时监视温度计读数来辅助指示测试杆位置；
(6)当测试杆开始接触液面时，液位计开始有读数显示；
(7)记录液位计读数与连接杆上的标记尺寸变化进行对比，实现对液位计的标定。
本发明的有益效果：
本发明的测试杆采用G10材料加工制造而成，在低温下收缩变形很小，同时具有结构简单、加工制造方便的特点，可以很好地安装固定液位计传感器，并且能够适应不同容量大小的液氦杜瓦，同时具有方便拆卸组装，方便记性标定的优点；本发明采用的温度传感器为Cernox温度传感器，其在低温时灵敏度高，全量程温度范围内灵敏度良好；本发明主要通过将液位计测量值与连接杆上的标记尺寸进行对比的方法实现对超导线液位计的标定，标定方法简单实用、精度高。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一种用于超导线液位计标定的测试杆的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种用于超导线液位计标定的测试杆，如图1所示，包括固定板1、连接杆2、传感器安装杆3；固定板1安装固定于液氦容器外部，固定板1的表面开有螺纹通孔，连接杆2通过螺栓固定于固定板1的表面，连接杆2可通过调节螺栓的固定位置实现上下传动，连接杆2用于在连接杆长度方向上做尺寸标记；连接杆2的下表面开有螺纹孔，传感器安装杆3通过螺纹孔连接固定于连接杆2的下表面，传感器安装杆3的两端开有凹槽，凹槽内安装有液位传感器4，液位传感器4通过胶带缠绕固定于凹槽内；传感器安装杆3的表面开有安装孔，安装孔内安装有温度传感器5，温度传感器5为Cernox温度传感器，安装孔位于与液位传感器4两端位置齐平的位置处；通过固定板1将连接杆2和传感器安装杆3竖直固定在液氦容器内；所述测试杆采用G10材料加工制造，该材料在低温下收缩变形很小，同时具有结构简单、加工制造方便的特点；
一种用于超导线液位计标定的测试杆的标定方法，包括如下步骤：
(1)对连接杆2进行尺寸标记；
(2)组装测试杆：将连接杆2、固定板1和传感器安装杆3组装在一起，在安装杆上指定位置安装液位传感器和Cernox温度传感器；
(3)将液位传感器和液位计连接，启动液位计并预热；
(4)将测试杆在液氦罐中预冷；
(5)将测试杆继续竖直缓慢往下放，同时监视温度计读数来辅助指示测试杆位置；
(6)当测试杆开始接触液面时，液位计开始有读数显示；
(7)记录液位计读数与连接杆上的标记尺寸变化进行对比，实现对液位计的标定。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种用于超导线液位计标定的测试杆，其特征在于，包括固定板(1)、连接杆(2)、传感器安装杆(3)；
所述固定板(1)安装固定于液氦容器外部，所述固定板(1)的表面开有螺纹通孔，所述连接杆(2)通过螺栓固定于固定板(1)的表面；所述连接杆(2)的下表面开有螺纹孔，所述传感器安装杆(3)通过螺纹孔固定于连接杆(2)的下表面，所述传感器安装杆(3)的两端开有凹槽，所述凹槽内安装有液位传感器(4)；所述传感器安装杆(3)的表面开有安装孔，所述安装孔内安装有温度传感器(5)；所述测试杆通过固定板(1)将连接杆(2)和传感器安装杆(3)竖直固定在液氦容器内。
2.根据权利要求1所述的一种用于超导线液位计标定的测试杆，其特征在于，所述连接杆(2)通过调节螺栓的固定位置实现上下传动，所述连接杆(2)用于在连接杆长度方向上做尺寸标记。
3.根据权利要求1所述的一种用于超导线液位计标定的测试杆，其特征在于，所述液位传感器(4)通过胶带缠绕固定于凹槽内。
4.根据权利要求1所述的一种用于超导线液位计标定的测试杆，其特征在于，所述温度传感器(5)为Cernox温度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种用于超导线液位计标定的测试杆，其特征在于，所述安装孔与液位传感器(4)一端位置齐平。
6.根据权利要求1所述的一种用于超导线液位计标定的测试杆，其特征在于，所述测试杆采用G10材料加工制造而成。
7.根据权利要求1所述的一种用于超导线液位计标定的测试杆的标定方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)对连接杆(2)进行尺寸标记；
(2)组装测试杆：将连接杆(2)、固定板(1)和传感器安装杆(3)组装在一起，在安装杆上指定位置安装液位传感器(4)和Cernox温度传感器(5)；
(3)将液位传感器和液位计连接，启动液位计并预热；
(4)将测试杆在液氦罐中预冷；
(5)将测试杆继续竖直缓慢往下放，同时监视温度计读数来辅助指示测试杆位置；
(6)当测试杆开始接触液面时，液位计开始有读数显示；
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