CN113340377B - 用于液氦液面测量的超导液位计 - Google Patents
用于液氦液面测量的超导液位计 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113340377B CN113340377B CN202010136154.9A CN202010136154A CN113340377B CN 113340377 B CN113340377 B CN 113340377B CN 202010136154 A CN202010136154 A CN 202010136154A CN 113340377 B CN113340377 B CN 113340377B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- superconducting
- wire
- lead
- superconducting wire
- heating wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/24—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
本发明实施例涉及液氦液面测试技术领域，提供了用于液氦液面测量的超导液位计。用于液氦液面测量的超导液位计包括超导线、加热丝和空心螺杆，其中，超导线的两端分别与安装在空心螺杆上的引线柱连接，加热丝的其中一端与超导线的其中一端连接，并且加热丝的另一端与安装在空心螺杆上的引线柱连接，其中，加热丝绕设在超导线上，并且超导线的主体螺旋缠绕在空心螺杆的外部。本发明实施例提供的用于液氦液面测量的超导液位计，通过独特的螺旋式绕线式结构有效降低了在液氦杜瓦内气体流动复杂条件下超导线损坏的风险，同时此结构也能够增加单位高度内的超导线长度，从而增加了在液面高度变化时的电阻变化值，进而提高了测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及液氦液面测试技术领域，特别是涉及一种用于液氦液面测量的超导液位计。
背景技术
液氦的贮存温度为4.2K，一般的液位计难以用于液氦杜瓦内液氦的液面测量，通常采用超导液位计来实现液氦液面的连续测量。目前的液位计一般采用铌钛超导线作为传感器材料。超导线在腐蚀表皮后直径大约只有几十微米，并垂直布置在需要测量液面的液氦容器中，在超导线顶端一般串联有加热丝，在一定的工作电流下，可以实现超导线在液面以下电阻为零，而在液面以上电阻正常的情形，而后根据电阻和液面的线性关系来实现液面的连续测量。但是液氦杜瓦内氦气流动情况有时会很复杂，而超导线直径太小，因此超导线容易发生损坏。此外，对于体积较小的液氦容器而言，其液面有效高度本身较低，采用直线布置的液位计，在液面发生变化时，超导线电阻变化较小，会造成较大的测量误差。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供了一种用于液氦液面测量的超导液位计。
本发明实施例提供的一种用于液氦液面测量的超导液位计，包括超导线、加热丝和空心螺杆，其中，所述超导线的两端分别与安装在所述空心螺杆上的引线柱连接，所述加热丝的其中一端与所述超导线的其中一端连接，并且所述加热丝的另一端与安装在所述空心螺杆上的引线柱连接，其中，所述加热丝绕设在所述超导线上，并且所述超导线的主体螺旋缠绕在所述空心螺杆的外部。
在本发明的一个实施例中，所述空心螺杆的外壁上设置有螺旋状卡槽，并且所述超导线位于所述螺纹状卡槽内。
在本发明的一个实施例中，所述空心螺杆的两端分别安装有上端帽和下端帽，其中，所述上端帽上设置有分别与所述超导线和所述加热丝连接的引线柱。
在本发明的一个实施例中，所述引线柱包括第一引线柱、第二引线柱和第三引线柱，并且所述超导线包括第一端以及位于所述第一端和所述上端帽之间的第二端，其中，所述第二引线柱和所述第三引线柱与所述第一端连接，所述第一引线柱与所述第二端连接。
在本发明的一个实施例中，所述引线柱还包括第四引线柱，其中，所述加热丝的其中一端与所述第四引线柱连接，另一端与所述超导线的第二端连接。
在本发明的一个实施例中，所述第二引线柱和所述第四引线柱与外部电流源连接，所述第一引线柱和所述第三引线柱与外部电压表连接。
在本发明的一个实施例中，所述第二引线柱和所述第三引线柱与所述第一端之间通过引线连接，所述第一引线柱与所述第二端之间通过引线连接。
在本发明的一个实施例中，所述引线和所述加热丝位于所述空心螺杆的内部。
在本发明的一个实施例中，所述空心螺杆的螺距相等，且所述空心螺杆上设置有孔。
在本发明的一个实施例中，所述超导线为超导铌钛单芯线，并且所述加热丝为锰铜加热丝。
本发明实施例提供的用于液氦液面测量的超导液位计，通过独特的螺旋式绕线式结构有效降低了在液氦杜瓦内气体流动复杂条件下超导线损坏的风险，同时此结构也能够增加单位高度内的超导线长度，从而增加了在液面高度变化时的电阻变化值，进而提高了测量精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的用于液氦液面测量的超导液位计的结构示意图。
附图标记如下：
11-下端帽； 12-超导线； 13-空心螺杆；
14-加热丝； 15-上端帽； 16-引线柱。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。
图1为本发明实施例提供的用于液氦液面测量的超导液位计的结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供的用于液氦液面测量的超导液位计包括超导线12、加热丝14和空心螺杆13，其中，超导线12的两端分别与安装在空心螺杆13上的引线柱16连接，加热丝14的其中一端与超导线12的其中一端连接，并且加热丝14的另一端与安装在空心螺杆13上的引线柱16连接，其中，加热丝14绕设在超导线12上，并且超导线12的主体螺旋缠绕在空心螺杆13的外部。
具体地，超导线12的一端位于空心螺杆13的下部，另一端呈螺旋状缠绕在空心螺杆13上直至到达空心螺杆13的顶部，超导线12的此端与加热丝14的一端连接后通过引线与引线柱16连接，超导线12位于空心螺杆13下部的一端也通过引线与引线柱16连接。加热丝14的一端与超导线12的一端连接，加热丝14缠绕在超导线12上，另一端也连接在引线柱16上。
本发明实施例提供的用于液氦液面测量的超导液位计，通过独特的螺旋式绕线式结构有效降低了在液氦杜瓦内气体流动复杂条件下超导线损坏的风险，同时此结构也能够增加单位高度内的超导线长度，从而增加了在液面高度变化时的电阻变化值，进而提高了测量精度。
在如图1所示的实施例中，超导液位计包括4个引线柱。具体地，图1中的附图标记1～4分别对应于第1、2、3和4引线柱。以下将结合实施例对各个引线柱的连接关系进行更详细地描述。
如图1所示，在本发明的一个实施例中，用于液氦液面测量的超导液位计包括下端帽11、空心螺杆13和上端帽15，下端帽11位于空心螺杆13的底部，上端帽15位于空心螺杆13的顶部，三者构成本发明实施例提供的用于液氦液面测量的超导液位计的主体结构。
在本发明的一个实施例中，空心螺杆13的外壁上设置有螺旋状卡槽，此螺旋状卡槽螺距相等，以便超导线12能沿着螺旋状卡槽均匀地缠绕在空心螺杆13上。同时，此螺旋状卡槽可对超导线12形成一定的保护，减小液氦对超导线12的腐蚀性。具体地，空心螺杆13的侧面上还设置有孔，以便液氦能够充分流入到空心螺杆13的内部，使超导液位计整体冷却充分均匀。
在本发明的一个实施例中，超导线12的第一端，即，如图1所示的超导线12的下端，连接有两根引线，此两根引线穿过空心螺杆13到达上端帽15的位置与上端帽15上的引线柱16连接。具体地，此两根引线分别与第2引线柱和第3引线柱相连接。超导线12的第二端沿着空心螺杆13外壁上的螺旋状卡槽均匀地缠绕在空心螺杆13上，直到空心螺杆13的顶端，超导线12的此端与加热丝14的一端连接，超导线12的此端通过引线与引线柱16相连接。具体地，超导线12的此端与第1引线柱相连接。超导线12可采用多种超导材料组成，在本发明的一个实施例中，可选地为铌钛单芯线。
在本发明的一个实施例中，两根引线与超导线12的第一端连接，并且从下端帽11的中间穿入经过空心螺杆13到达位于上端帽15上的引线柱16的位置，两根引线分别与引线柱16中的两个引线柱进行连接。具体地，在本发明的一个实施例中，如图1所示，两根引线分别与第2引线柱和第3引线柱连接。
在本发明的一个实施例中，加热丝14位于空心螺杆13的内部，加热丝14的一端连接在超导线12的第二端上，另一端与引线柱16连接。具体地，加热丝14的一端连接在超导线12的第二端上，加热丝14的此端通过引线与第1引线柱连接，加热丝14的另一端与第4引线柱连接，加热丝14的其余部分紧密地缠绕在超导线12的上部位置。具体地，在本发明的一个实施例中，可选地，加热丝14为锰铜加热丝。
在本发明的一个实施例中，引线柱16位于上端帽15上。具体地，在本发明的一个实施例中，上端帽15上共有4个引线柱，分别为第1引线柱、第2引线柱、第3引线柱和第4引线柱。具体地，第1引线柱连接超导线12与加热丝14连接的一端，第2引线柱和第3引线柱分别连接与超导线12第一端连接的两根引线，第4引线柱连接加热丝14的另一端。
在本发明的一个实施例中，在第1、第2、第3和第4引线柱的另一端还分别连接有足够长的引线，第1引线柱和第3引线柱上的引线连接电压表(即，外部电压表)，第2引线柱和第4引线柱上的引线连接恒流源(即，外部电流源)，当对第2引线柱和第4引线柱上的引线通以恒定大小的工作电流后，连接在第1引线柱和第3引线柱上的电压表可以测量出超导线12两端的电压，再根据欧姆定律计算超导线12两端的电阻，进而根据电阻和液面的线性关系转化为液面高度。
需要说明的是，在本发明实施例中，所述连接方式可以为多种，可选地，为焊接方式。
以下具体举例，详细说明本发明实施例提供的用于液氦液面测量的超导液位计的工作原理。
首先，在超导线12的一端锡焊两根引线，引线从下端帽11的中间穿入并通过空心螺杆13到达位于上端帽15上的引线柱16的位置，两根引线分别与第2引线柱和第3引线柱进行焊接。随后将超导线12的另一端沿着空心螺杆13外壁上的螺旋状卡槽缠绕至上端帽15的位置，将超导线12的此端与加热丝14的一端连接后通过引线焊接在第1引线柱上，加热丝14紧密缠绕在超导线12的上部位置，加热丝14的另一端通过引线焊接在第4引线柱上。
最后，将此装置垂直固定在液氦杜瓦内，并在第1、第2、第3和第4引线柱的另一端分别连接足够长的引线，第1引线柱和第3引线柱上的引线连接电压表，第2引线柱和第4引线柱上的引线连接恒流源，当对第2引线柱和第4引线柱上的引线通以恒定大小的工作电流后，连接在第1引线柱和第3引线柱上的电压表可以测量出超导线12两端的电压，再根据欧姆定律计算超导线12两端的电阻，进而根据电阻和液面的线性关系转化为液面高度。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种用于液氦液面测量的超导液位计，其特征在于，包括超导线、加热丝和空心螺杆，
其中，所述超导线的两端分别与安装在所述空心螺杆上的引线柱连接，所述加热丝的其中一端与所述超导线的其中一端连接，并且所述加热丝的另一端与安装在所述空心螺杆上的引线柱连接，
其中，所述加热丝绕设在所述超导线上，并且所述超导线的主体螺旋缠绕在所述空心螺杆的外部，所述空心螺杆的外壁上设置有螺旋状卡槽，所述超导线位于所述螺旋状卡槽内。
2.根据权利要求1所述的超导液位计，其特征在于，所述空心螺杆的两端分别安装有上端帽和下端帽，其中，所述上端帽上设置有分别与所述超导线和所述加热丝连接的引线柱。
3.根据权利要求2所述的超导液位计，其特征在于，所述引线柱包括第一引线柱、第二引线柱和第三引线柱，并且所述超导线包括第一端以及位于所述第一端和所述上端帽之间的第二端，
其中，所述第二引线柱和所述第三引线柱与所述第一端连接，所述第一引线柱与所述第二端连接。
4.根据权利要求3所述的超导液位计，其特征在于，所述引线柱还包括第四引线柱，
其中，所述加热丝的其中一端与所述第四引线柱连接，另一端与所述超导线的第二端连接。
5.根据权利要求4所述的超导液位计，其特征在于，所述第二引线柱和所述第四引线柱与外部电流源连接，所述第一引线柱和所述第三引线柱与外部电压表连接。
6.根据权利要求3所述的超导液位计，其特征在于，所述第二引线柱和所述第三引线柱与所述第一端之间通过引线连接，所述第一引线柱与所述第二端之间通过引线连接。
7.根据权利要求6所述的超导液位计，其特征在于，所述引线和所述加热丝位于所述空心螺杆的内部。
8.根据权利要求1所述的超导液位计，其特征在于，所述空心螺杆的螺距相等，且所述空心螺杆上设置有孔。
9.根据权利要求1所述的超导液位计，其特征在于，所述超导线为超导铌钛单芯线，并且所述加热丝为锰铜加热丝。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010136154.9A CN113340377B (zh) | 2020-03-02 | 2020-03-02 | 用于液氦液面测量的超导液位计 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010136154.9A CN113340377B (zh) | 2020-03-02 | 2020-03-02 | 用于液氦液面测量的超导液位计 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113340377A CN113340377A (zh) | 2021-09-03 |
| CN113340377B true CN113340377B (zh) | 2022-10-11 |
Family
ID=77467288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010136154.9A Active CN113340377B (zh) | 2020-03-02 | 2020-03-02 | 用于液氦液面测量的超导液位计 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113340377B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202362044U (zh) * | 2011-08-16 | 2012-08-01 | 南京丰盛超导技术有限公司 | 一种超导磁体用复合式超导液位计 |
| CN202372224U (zh) * | 2011-12-28 | 2012-08-08 | 奥泰医疗系统有限责任公司 | 用于液氦容器的液位测量装置 |
| CN103090925A (zh) * | 2013-01-24 | 2013-05-08 | 中国科学院电工研究所 | 一种液氮液面计 |
| CN110297197A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-10-01 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种超导器件低温测试装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005010977A1 (de) * | 2005-03-05 | 2006-09-07 | Technische Universität Dresden | Supraleitende Füllstandsmesseinrichtung für Flüssigwasserstoff |
-
2020
- 2020-03-02 CN CN202010136154.9A patent/CN113340377B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202362044U (zh) * | 2011-08-16 | 2012-08-01 | 南京丰盛超导技术有限公司 | 一种超导磁体用复合式超导液位计 |
| CN202372224U (zh) * | 2011-12-28 | 2012-08-08 | 奥泰医疗系统有限责任公司 | 用于液氦容器的液位测量装置 |
| CN103090925A (zh) * | 2013-01-24 | 2013-05-08 | 中国科学院电工研究所 | 一种液氮液面计 |
| CN110297197A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-10-01 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种超导器件低温测试装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113340377A (zh) | 2021-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113340377B (zh) | 用于液氦液面测量的超导液位计 | |
| US7762132B2 (en) | Refrigerant liquid level measuring device, refrigerant liquid level measuring method, and superconducting magnet device | |
| CN110044400B (zh) | 一种分布式光纤在变压器连续式绕组上的布线方法 | |
| CN202362044U (zh) | 一种超导磁体用复合式超导液位计 | |
| CN110879091A (zh) | 用于液氦的液位计及其标定方法、液氦容器 | |
| US20040226364A1 (en) | Liquid helium level sensor for use in a cryogenic environment and method for assembling same | |
| CN206920529U (zh) | 高温超导带材的载流特性测试装置 | |
| CN115774173B (zh) | 一种干式变压器绝缘性能评估装置及其方法 | |
| SI20390A (sl) | Elektronska tehtnica za merjenje naklonov - izvedba električnih uporov in prevodnikov | |
| CN103376143A (zh) | 液氦液面的测量方法 | |
| CN107589333A (zh) | 电子元器件低温电学性能测试装置及方法 | |
| CN113340376A (zh) | 用于液氦液面测量的超导液位计及超导液位计测量系统 | |
| CN216351162U (zh) | 海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置 | |
| JP5894718B2 (ja) | 接触子、検査治具、及び接触子の製造方法 | |
| CN210401499U (zh) | 用于变压器的套管监测装置和变压器套管装置 | |
| CN221007751U (zh) | 一种并联电容器测试装置 | |
| US3357248A (en) | Temperature indicating apparatus | |
| CN213633537U (zh) | 一种便于校准和溯源的除颤器分析仪校准装置连接面板 | |
| Jüngst et al. | Superconducting helium level sensor | |
| CN218974487U (zh) | 一种电感器的电感线圈制造用电气性能测试装置 | |
| CN110132371B (zh) | 一种用于低温致冷液液面监测的超导液位计 | |
| CN112504386A (zh) | 一种液氢超导液位计及标定方法 | |
| CN203811641U (zh) | 万用表表笔 | |
| CN216411384U (zh) | 一种电力计量单相试验辅线装置 | |
| JP2837607B2 (ja) | 液体ヘリウム液面計 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |