CN116428516B - 一种液氦监控管理方法、系统及液氦储存装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种液氦监控管理方法、系统及液氦储存装置，涉及液氦监控管理的技术领域，获取液氦储存区上侧空间中气态氦的压力值、液氦液位值及温度值，将液氦液位值分别与最低极限液位值、第二液位幅值、第三液位幅值的比较，监管液氦储存情况以及使用情况，及时进行液氦储存装置的更换、调度配送或液氦泄漏预警，为液氦分配周转，实现液氦储存装置周转效率最大化、资源分配合理化提供手段，以液氮配合，利用液氮储存区的气态氮的排放，实现液氮汽化吸热而实现对整个液氦储存装置的降温，整体上对储存、运输、使用等过程中液氦储存装置内部液氦的温度、压力和液位进行全方位监控预警，有利于建立安全可靠的氦气供应链，防止重大安全事故的产生。
Description
技术领域
本发明涉及液氦监控管理的技术领域，更具体地，涉及一种液氦监控管理方法、系统及液氦储存装置。
背景技术
氦作为一种深低温、稀有贵重新能源，在宇宙探索、核能开发、国防军工、医疗及超导冷却等重要的科学领域发挥了不可替代的作用。氦气的运输方式有两种，分别是气相运输和液相运输，在全球跨国运输中主要以液体的形态进行。一方面，液氦的温度低达零下269度，仅高于绝对零度4K，极易汽化，因此，需要使用特殊制造的液氦储存装置进行运输。另一方面，在液氦运输过程中，若是伴随温度持续升高或者压力持续升高，容易引起液氦突然汽化，导致燃爆事故，进而造成重大经济损失。
在工业应用过程中，液氦与液氮、液氦、液化石油气等液态气体的充装方法类似，在充装完成后，液氦运输到使用场地进行使用。而对液氦的储存、运输、使用等过程进行综合性的库存监控管理，才能确保液氦在经过长达二十多天到五十多天的海上航行后，或者在长时间的库存保管和工业应用中仍然最大限度保持其液体的形态，以满足市场需求。若无法对液氦的储存、运输、使用等过程进行监控管理，则在液氦运输损耗、液氦周转、资源分配等协调规划方面，无法实现均衡，也无法形成安全可靠的液氦供应链。
现有技术中提出了一种液化气钢瓶监管系统及监管方法，液化气钢瓶监管系统包括采集相关信息的智能配送终端、接收信息实时监管的管理平台以及液化气钢瓶上的RFID标签，管理平台通过液化气储存罐的RFID标签记录液化气储存罐从上车到运输到下车的过程中完整的数据流，可以从运输的整体层面上实现对液化气储存罐的监管，但是这类监管只是从宏观的储存罐本体及其流向层面的信息状态进行实时获取，无法对储存罐内部储存的液化产品的库存实际状态或使用状态进行精准监控。
发明内容
为解决当前对液氦等液化产品的监控停留于以液化产品储存装置本体为整体，宏观上进行实时信息状态监控，未考虑液化产品储存装置内部液化产品库存实际状态或使用状态的问题，本发明提出一种液氦监控管理方法、系统及液氦储存装置，对储存、运输、使用等过程中液氦储存装置内部液氦的温度、压力和液位进行全方位监控预警，配合调控，建立安全可靠的氦气供应链，防止重大安全事故的产生。
为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：
一种液氦监控管理方法，所述液氦存储于液氦存储装置内，液氦存储装置内设有用于存储液氦的液氦存储区、隔板、与液氦存储区通过隔板隔开的液氮存储区，液氮存储区内存储有液氮，液氦上侧的空间充有气态氦，液氮上侧的空间填充有气态氮，所述方法包括：
S1.获取液氦储存区上侧空间中气态氦的压力值、液氦液位值及温度值；
S2.将获取的液氦液位值与设定的液氦液位值进行比较，根据液氦液位值比较结果确定当前液氦存储调控操作；
S3.将获取的液氦储存区上侧空间中气态氦的压力值与设定的压力极限值进行比较，判断压力值是否大于设定的压力极限值，若是，将液氦上侧的空间的气态氮按压差对应的排放流量曲线排放，此时液氮汽化吸收热量对液氦存储区进行冷却，并进行告警；否则，执行步骤S4；
S4.将获取的温度值与设定的第一梯队温度变化幅值进行比较，判断获取的温度值是否大于设定的第一梯队温度变化幅值，若是，将液氦上侧的空间的气态氮按温差对应的排放流量曲线排放，此时液氮汽化吸收热量对液氦存储区进行冷却；否则，执行步骤S5；
S5.将获取的温度值与设定的第二梯队温度值进行比较，判断获取的温度值是否大于设定的第二梯队温度值，若是，将液氦上侧的空间的气态氮按温差对应的排放流量曲线排放，此时液氮汽化吸收热量对液氦存储区进行冷却，并进行告警；否则，返回步骤S1。
优选地，在步骤S2中，根据液氦液位值比较结果确定当前液氦存储调控操作具体包括：
S21.将获取的液氦液位值与设置的最低极限液位值比较，判断液氦液位值是否小于最低极限液位值，若是，通知客户更换液氦储存装置；否则，执行步骤S22；
S22.判断液氦液位值是否小于第二液位幅值，若是，通知仓库进行调度配送；否则，执行步骤S23；
S23.判断液氦液位值是否小于第三液位幅值，若是，执行步骤S24；否则，执行步骤S3；
S24.判断是否进行工业应用，若是，液氦使用，返回执行步骤S1；否则，进行泄漏预警。
在上述方案中，通过液氦液位值分别与最低极限液位值、第二液位幅值、第三液位幅值的比较，从液氦储存装置内部液氦的状态来明确液氦储存情况以及使用情况，最低极限液位值、第二液位幅值、第三液位幅值分别对应三种状态：在液氦液位值小于最低极限液位值时，通知厂家调度配送液氦已无法满足客户的时限要求，这时需及时通知客户更换液氦储存装置；而在液氨液位值至少大于极限液位但小于第二液位幅值时，这时及时通知仓库进行调度配送，可减少客户等待的时间，保证生产供应链的可靠性；在液氨液位值低于第三液位幅值时，考虑是否液氦正在使用中，若非正在使用中，则及时进行泄漏预警，整体上从“监控-调度-泄漏警报”三个维度全面考虑，以及时进行液氦储存装置的更换、调度配送或液氦泄漏预警，为液氦分配周转，实现液氦储存装置周转效率最大化、资源分配合理化，以及调配最优化提供解决手段。
优选地，步骤S3～S5中所述的将液氦上侧的空间的气态氮排放时，氮气直接排放至空气中。
优选地，在步骤S3中，所述的压差为压力值与设定的压力极限值之间的差值，以5bar为一个压差阶梯，压力极限值以下对应的排放流量为0，随着压差阶梯数的增大，排放流量等比例增大，设在获取的压力值大于压力极限值的压力值时，对应的压差阶梯总数为x，则排放流量在第i个压差阶梯下对应的排放流量为3i，i＝1,2,…,x。
优选地，在步骤S4中，在液氦上侧的空间的气态氮按温差对应的排放流量曲线排放时，当获取的温度值大于设定的第一梯队温度变化幅值时，以2℃为一个温差阶梯，第一梯度温度变化幅值以下对应的排放流量为0，根据温差阶梯数的增多，排放流量等比例增大，设在获取的温度值大于第一梯队温度变化幅值时，对应的温差阶梯总数为y，则排放流量在第j个温差阶梯下对应的排放流量为3j，j＝1,2,…,y。
优选地，在步骤S5中，在液氦上侧的空间的气态氮按温差对应的排放流量曲线排放时，当获取的温度值大于设定的第二梯队温度值时，以2℃为一个温差阶梯，第二梯度温度变化幅值以下对应的排放流量为0，根据温差阶梯数的增多，排放流量等比例增大，设在获取的温度值大于第二梯队温度值时，对应的温差阶梯总数为z，则排放流量在第k个温差阶梯下对应的排放流量为3k，k＝1,2,…,z。
在上述技术方案中，考虑液氦存储区的压力持续升高或者温度持续升高容易发生爆炸的问题，利用液氮储存区的气态氮的排放配合，实现液氮汽化吸热而实现对整个液氦储存装置的降温；尤其针对液氦储存区域，检测到液氦储存区温度升高的情况，能够实现外部降温，能够及时预警并自动调节液氦储存装置的温度达到恒温储存液氦的目标，更有利于建立安全可靠的氦气供应链。
本发明还提出一种液氦监控管理系统，所述系统用于实现所述的液氦监控管理方法，包括：
压力传感器，设置于液氦储存装置内，用于监测液氦上侧的空间的气态氦的压力值；
液位传感器，设置于液氦储存区，用于监测液氦储存区液氦的液位值；
温度传感器，设置于液氦储存装置内，用于监测上一时刻的温度值与下一时刻的温度值的差值作为获取的温度值；
采集通信单元，用于将压力传感器、液位传感器及温度传感器分别获取的氦储存区上侧空间中气态氦的压力值、液氦液位值及温度值传输至管理中心平台；
管理中心平台，用于将液氦储存区上侧空间中气态氦的压力值与压力极限值进行比较；将液氦液位值与设定的液氦液位值进行比较；将温度值与第一梯队温度变化幅值、第二梯队温度变化幅值分别进行比较；最终，根据比较结果分别确定液氦存储调控操作。
优选地，采集通信单元与管理中心平台之间通过无线方式进行数据传输；
所述的液氦存储调控操作包括通知客户更换液氦储存装置、通知仓库进行调度配送、液氦使用、进行泄漏报警、将液氦上侧的空间的气态氮按排放流量曲线排放。
优选地，所述系统还包括微控制器，所述微控制器连接液氦储存装置，用于接收管理中心平台下发的液氦存储调控操作指令，包括通知仓库调度配送后，控制液氦储存装置的液氦加注阀门打开；包括将液氦上侧的空间的气态氮按排放流量曲线排放时，控制气态氮上电子阀门打开；包括液氦使用时，控制液氦排放电子阀门打开。
在此，管理中心平台根据气态氦的压力、液氦液位以及温度数据，可以实现追踪监控，在液氦储存装置出现异常时提前启动应急方案，实现早发现、早准备、早处理的目标，防止重大安全事故的产生，从而将液氦的储存、运输、使用的损耗控制在最低水平。
本申请还提出一种液氦储存装置，所述液氦储存装置包括：储存罐体、设置于储存罐体上的若干个排气阀门及设置于储存罐体上的加注阀门，所述存储罐体内设有用于存储液氦的液氦存储区、隔板、与液氦存储区通过隔板隔开的液氮存储区，液氮存储区内存储有液氮，液氦上侧的空间充有气态氦，所述若干个排气阀门包括气态氮上电子阀门以及液氦排放电子阀门，气态氮上电子阀门的一端与液氦上侧的空间连通，另一端处于储存罐体外，将液氦上侧的空间的气态氮按排放流量曲线排放时，通过调整气态氮上电子阀门的开度实现；液氦排放电子阀门一端与液氦存储区连通，另一端处于储存罐体外；加注阀门用于向液氦存储区加注液氦。
此技术方案不需要额外的设计冷泵等结构，以现实中丰富氮资源配合液氮的储存，然后在气态氮配合排放时，按排放流量曲线排放，从温度、压力层面等比例对应排放流量，实现液氦储存区压力、温度的时刻平稳调控。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提出一种液氦监控管理方法、系统及液氦储存装置，获取液氦储存区上侧空间中气态氦的压力值、液氦液位值及温度值，通过液氦液位值分别与最低极限液位值、第二液位幅值、第三液位幅值的比较，三维一体从液氦储存装置内部液氦的状态来监管液氦储存情况以及使用情况，及时进行液氦储存装置的更换、调度配送或液氦泄漏预警，为液氦分配周转，实现液氦储存装置周转效率最大化、资源分配合理化提供手段，并且利用液氮储存区的气态氮的排放配合，实现液氮汽化吸热而实现对整个液氦储存装置的降温；尤其针对液氦储存区域，检测液氦储存区温度升高的情况，整体上对储存、运输、使用等过程中液氦储存装置内部液氦的温度、压力和液位进行全方位监控预警，有利于建立安全可靠的氦气供应链，防止重大安全事故的产生。
附图说明
图1表示本发明实施例1中提出的液氦监控管理方法的流程示意图；
图2表示本发明实施例1中提出的根据液氦液位值比较结果确定当前液氦存储调控操作的流程图；
图3表示本发明实施例1中提出的将液氦上侧的空间的气态氮温度差及压力差与排放流量对应的曲线示意图；
图4表示本发明实施例2中提出的液氦监控管理系统的示意图；
图5表示本发明实施例3中提出的液氦储存装置的整体结构框图；
图6表示本发明实施例3中提出的液氦上侧的空间的气态氮排放、液氦调配加注以及气态氦电子排放实现的原理图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好地说明本实施例，附图某些部位会有省略、放大或缩小，并不代表实际尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知内容说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
附图中描述位置关系的仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
实施例1
本实施例提出了一种液氦监控管理方法，所述方法的流程图如图1所示，本方法具体实施时是面向的液氦储存装置内液氦的储存、运输、使用过程中的监控与管理，其中，液氦存储于液氦存储装置内，液氦存储装置内设有用于存储液氦的液氦存储区、隔板、与液氦存储区通过隔板隔开的液氮存储区，液氮存储区内存储有液氮，液氦上侧的空间充有气态氦，液氮上侧的空间填充有气态氮，参见图1，该方法包括：
S1.获取液氦储存区上侧空间中气态氦的压力值、液氦液位值及温度值；
S2.将获取的液氦液位值与设定的液氦液位值进行比较，根据液氦液位值比较结果确定当前液氦存储调控操作；如图2所示，根据液氦液位值比较结果确定当前液氦存储调控操作具体包括：
S21.将获取的液氦液位值与设置的最低极限液位值比较，判断液氦液位值是否小于最低极限液位值，若是，通知客户更换液氦储存装置；否则，执行步骤S22；在本实施例中，设置最低极限液位值为液氦储存总容量的5％；
S22.判断液氦液位值是否小于第二液位幅值，若是，通知仓库进行调度配送；否则，执行步骤S23；在本实施例中，设置第二液位幅值为液氦储存总容量的40％；
S23.判断液氦液位值是否小于第三液位幅值，若是，执行步骤S24；否则，执行步骤S3；在本实施例中，设置第三液位幅值为液氦储存总容量的98％；
S24.判断是否进行工业应用(对于是否在进行工业应用，可通过采集通信单元反馈的信号确认)，若是，液氦使用，返回执行步骤S1；否则，进行泄漏预警。
S3.将获取的液氦储存区上侧空间中气态氦的压力值与设定的压力极限值进行比较，判断压力值是否大于设定的压力极限值，若是，将液氦上侧的空间的气态氮按压差对应的排放流量曲线排放，此时液氮汽化吸收热量对液氦存储区进行冷却，并进行告警；否则，执行步骤S4；
S4.将获取的温度值与设定的第一梯队温度变化幅值进行比较，判断获取的温度值是否大于设定的第一梯队温度变化幅值，若是，将液氦上侧的空间的气态氮按温差对应的排放流量曲线排放，此时液氮汽化吸收热量对液氦存储区进行冷却；否则，执行步骤S5；
S5.将获取的温度值与设定的第二梯队温度值进行比较，判断获取的温度值是否大于设定的第二梯队温度值，若是，将液氦上侧的空间的气态氮按温差对应的排放流量曲线排放，此时液氮汽化吸收热量对液氦存储区进行冷却，并进行告警；否则，返回步骤S1。
在本实施例中，步骤S3～S5中所述的将液氦上侧的空间的气态氮排放时，氮气直接排放至空气中。
本实施例考虑氦气是稀有气体，而氮气在自然界中储存丰富，以液氮、气态氮配合液氦储存的思想为基本出发点，避免传统以氦气直接排放空气中造成氦资源浪费的弊端，首先获取液氦储存区上侧空间中气态氦的压力值、液氦液位值及温度值，通过液氦液位值分别与最低极限液位值、第二液位幅值、第三液位幅值的比较，从液氦储存装置内部液氦的状态来明确液氦储存情况以及使用情况，及时进行液氦储存装置的更换、调度配送或液氦泄漏预警，为液氦分配周转，实现液氦储存装置周转效率最大化、资源分配合理化提供手段，并且利用液氮储存区的气态氮的排放配合，实现液氮汽化吸热而实现对整个液氦储存装置的降温；尤其针对液氦储存区域，检测液氦储存区温度升高的情况，整体上对储存、运输、使用等过程中液氦储存装置内部液氦的温度、压力和液位进行全方位监控预警，配合调控，建立安全可靠的氦气供应链，防止重大安全事故的产生，更有利于建立安全可靠的氦气供应链。
在本实施例中，对于300Bar配方、200Bar配方和150Bar配方的液氦储存压力极限值分别为357Bar-375Bar、238Bar-250Bar、178Bar-185Bar；在步骤S3中，压差为压力值与设定的压力极限值之间的差值，以5bar为一个压差阶梯，如图3所示，压力极限值以下对应的排放流量为0，随着压差阶梯数的增大，排放流量等比例增大，设在获取的压力值大于压力极限值的压力值时，对应的压差阶梯总数为x，则排放流量在第i个压差阶梯下对应的排放流量为3i，i＝1,2,…,x，压力差与排放流量对应的曲线示意图可参见图3，图3中横坐标是排放流量，在实际应用中即对应着气态氮向外排放时阀门的开度比例，以压力极限值对应排放流量为0，然后之后的若干个压差阶梯后，通过图3可以看出，排放流量是等比例增大的，即在压力调控过程中，随着压力增大而等比增大排量，使液氦储存装置内的压力在调控过程中是恒调平稳的，有利于维持液氦存储的稳定性。
本实施例中的温度第一变化幅值与温度第二变化幅值分别介于-268℃—-265℃与-260℃—-250℃之间，在步骤S4中，在液氦上侧的空间的气态氮按温差对应的排放流量曲线排放时，当获取的温度值大于设定的第一梯队温度变化幅值时，以2℃为一个温差阶梯，第一梯度温度变化幅值以下对应的排放流量为0，根据温差阶梯数的增多，排放流量等比例增大，设在获取的温度值大于第一梯队温度变化幅值时，对应的温差阶梯总数为y，则排放流量在第j个温差阶梯下对应的排放流量为3j，j＝1,2,…,y。
在步骤S5中，在液氦上侧的空间的气态氮按温差对应的排放流量曲线排放时，当获取的温度值大于设定的第二梯队温度值时，以2℃为一个温差阶梯，第二梯度温度变化幅值以下对应的排放流量为0，根据温差阶梯数的增多，排放流量等比例增大，设在获取的温度值大于第二梯队温度值时，对应的温差阶梯总数为z，则排放流量在第k个温差阶梯下对应的排放流量为3k，k＝1,2,…,z。
同样对于温差与排放流量对应的曲线示意图可参见图3，图3中横坐标是排放流量，在实际应用中即对应着气态氮向外排放时阀门的开度比例，第二梯度温度变化幅值以下对应的排放流量为0(第一梯度温度变化幅值同样)，然后之后的若干个压差阶梯后，通过图3可以看出，排放流量是等比例增大的，即在压力调控过程中，随着压力增大而等比增大排量，使液氦储存装置内的压力在调控过程中是恒调平稳的，有利于维持液氦存储的稳定性。
以上实施例所述的内容对应的虑液氦存储区的压力持续升高或者温度持续升高容易发生爆炸的问题，利用液氮储存区的气态氮的排放配合，实现液氮汽化吸热而实现对整个液氦储存装置的降温；尤其针对液氦储存区域，检测到液氦储存区温度升高的情况，能够实现外部降温，能够及时预警并自动调节液氦储存装置的温度达到恒温储存液氦的目标，更有利于建立安全可靠的氦气供应链。
实施例2
如图4所示，本实施例提出了一种液氦监控管理系统，所述系统用于实现所述的液氦监控管理方法，包括：
压力传感器，设置于液氦储存装置内，用于监测液氦上侧的空间的气态氦的压力值；
液位传感器，设置于液氦储存区，用于监测液氦储存区液氦的液位值；
温度传感器，设置于液氦储存装置内，用于监测上一时刻的温度值与下一时刻的温度值的差值作为获取的温度值；
采集通信单元，用于将压力传感器、液位传感器及温度传感器分别获取的氦储存区上侧空间中气态氦的压力值、液氦液位值及温度值传输至管理中心平台；
管理中心平台，用于将液氦储存区上侧空间中气态氦的压力值与压力极限值进行比较；将液氦液位值与设定的液氦液位值进行比较；将温度值与第一梯队温度变化幅值、第二梯队温度变化幅值分别进行比较；最终，根据比较结果分别确定液氦存储调控操作。
采集通信单元与管理中心平台之间通过无线方式进行数据传输，包括4G网络、Wifi等无线方式。
所述的液氦存储调控操作包括通知客户更换液氦储存装置、通知仓库进行调度配送、液氦使用、进行泄漏报警、将液氦上侧的空间的气态氮按排放流量曲线排放。
所述系统还包括微控制器，所述微控制器连接液氦储存装置，用于接收管理中心平台下发的液氦存储调控操作指令，包括通知仓库调度配送后，控制液氦储存装置的液氦加注阀门打开；包括将液氦上侧的空间的气态氮按排放流量曲线排放时，控制气态氮上电子阀门打开；包括液氦使用时，控制液氦排放电子阀门打开。
管理中心平台根据接收到的氦储存区上侧空间中气态氦的压力值、液氦液位值及温度值进行液氦的库存更新，并将已罐装的液氦储存装置提前分配周转到工业场所，同时将已使用完毕的液氦储存装置调配运输回库房进行充装。
整体上，根据气态氦的压力、液氦液位以及温度数据，可以实现追踪监控，在液氦储存装置出现异常时提前启动应急方案，实现早发现、早准备、早处理的目标，防止重大安全事故的产生，从而将液氦的储存、运输、使用的损耗控制在最低水平。
实施例3
本申请还提出一种液氦储存装置，对于该装置，本实施例以如图5所示结构框图的形式进行描述，参见图5，该液氦储存装置包括：储存罐体1、设置于储存罐体1上的若干个排气阀门及设置于储存罐体上的加注阀门，所述存储罐体内设有用于存储液氦的液氦存储区、隔板、与液氦存储区通过隔板隔开的液氮存储区，液氮存储区内存储有液氮，液氦上侧的空间充有气态氦，所述若干个排气阀门包括气态氮上电子阀门以及液氦排放电子阀门，气态氮上电子阀门的一端与液氦上侧的空间连通，另一端处于储存罐体外，将液氦上侧的空间的气态氮按排放流量曲线排放时，通过调整气态氮上电子阀门的开度实现；液氦排放电子阀门一端与液氦存储区连通，另一端处于储存罐体外；加注阀门用于向液氦存储区加注液氦。
液氦储存装置在配合液氦的监控管理方法实现时，液位传感器位于液氦储存区侧面，温度传感器贴于液氦储存区顶部内壁，压力传感器位于液氦储存区顶部区域，用于监测气态氦的压力值，采集通信单元位于液氦储存装置一端，加注阀门位于液氦储存区顶部区域，液氦排放电子阀门位于液氦储存区底部区域，液氮储存区上电子阀门位于气氦区域，下电子阀门位于液氦储存区域；在本实施例中，液氦储存区与液氮储存区的比例大于10小于50，如图6所示，采集通信单元上还设有微控制器，通过微控制器获取温度传感器、压力传感器、液位传感器的数据，在获取液氦储存区上侧空间中气态氦的压力值、液氦液位值及温度值后，与设定的压力、液位和温度数值进行比较，监测到液氦液位值为4％时，小于最低极限液位值，通知客户更换液氦储存装置；然后，监测到液氦液位值为45％，小于第二液位幅值45％，通过通信终端通知仓库进行调度配送；监测到液氦液位值为97％，小于第三液位幅值幅值98％，进而进一步判断是否进行工业应用，根据液氦储存装置信息获知为工业应用时，执行步骤S5，如果根据液氦储存装置信息获知为非工业应用，即处于库存或者运输过程时，发送泄漏预警信号。
在检测到压力为360Bar，判断温度值为-264℃，参见图6，气态氮上电子阀门按照温差流量曲线的3％比例打开，排放氮气使液氮汽化吸收热量对液氦储存区进行冷却，10秒后电磁阀关闭，并重复执行执行步骤S1；判断温度值为-240℃，气态氮上电子阀门按照温差流量曲线按照18％比例打开，排放氮气使液氮汽化吸收热量对液氦储存区进行冷却，同时发送预警信息通知客户和管理中心平台，10秒后电磁阀关闭，并重复执行执行步骤S1，
进一步地，执行到了执行到步骤S6、判断温度值为-270℃，正常；
显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种液氦监控管理方法，其特征在于，所述液氦存储于液氦存储装置内，液氦存储装置内设有用于存储液氦的液氦存储区、隔板、与液氦存储区通过隔板隔开的液氮存储区，液氮存储区内存储有液氮，液氦上侧的空间充有气态氦，液氮上侧的空间填充有气态氮，所述方法包括：
S1.获取液氦储存区上侧空间中气态氦的压力值、液氦液位值及温度值；
S2.将获取的液氦液位值与设定的液氦液位值进行比较，根据液氦液位值比较结果确定当前液氦存储调控操作；
在步骤S2中，根据液氦液位值比较结果确定当前液氦存储调控操作具体包括：
S21.将获取的液氦液位值与设置的最低极限液位值比较，判断液氦液位值是否小于最低极限液位值，若是，通知客户更换液氦储存装置；否则，执行步骤S22;
S22.判断液氦液位值是否小于第二液位幅值，若是，通知仓库进行调度配送；否则，执行步骤S23；
S23.判断液氦液位值是否小于第三液位幅值，若是，执行步骤S24；否则，执行步骤S3，进入压力值判断；
S24.判断是否进行工业应用，若是，液氦使用，返回执行步骤S1；否则，进行泄漏预警；
S3.将获取的液氦储存区上侧空间中气态氦的压力值与设定的压力极限值进行比较，判断压力值是否大于设定的压力极限值，若是，将液氦上侧的空间的气态氮按压差对应的排放流量曲线排放，此时液氮汽化吸收热量对液氦存储区进行冷却，并进行告警；否则，执行步骤S4；
在步骤S3中，所述的压差为压力值与设定的压力极限值之间的差值，以5bar为一个压差阶梯，压力极限值以下对应的排放流量为0，随着压差阶梯数的增大，排放流量等比例增大，设在获取的压力值大于压力极限值的压力值时，对应的压差阶梯总数为x，则排放流量在第i个压差阶梯下对应的排放流量为3i，i=1,2,…,x;
S4.将获取的温度值与设定的第一梯队温度变化幅值进行比较，判断获取的温度值是否大于设定的第一梯队温度变化幅值，若是，将液氦上侧的空间的气态氮按温差对应的排放流量曲线排放，此时液氮汽化吸收热量对液氦存储区进行冷却；否则，执行步骤S5；
在步骤S4中，在液氦上侧的空间的气态氮按温差对应的排放流量曲线排放时，当获取的温度值大于设定的第一梯队温度变化幅值时，以2℃为一个温差阶梯，第一梯度温度变化幅值以下对应的排放流量为0，根据温差阶梯数的增多，排放流量等比例增大，设在获取的温度值大于第一梯队温度变化幅值时，对应的温差阶梯总数为y，则排放流量在第j个温差阶梯下对应的排放流量为3j，j=1,2,…,y;
S5.将获取的温度值与设定的第二梯队温度值进行比较，判断获取的温度值是否大于设定的第二梯队温度值，若是，将液氦上侧的空间的气态氮按温差对应的排放流量曲线排放，此时液氮汽化吸收热量对液氦存储区进行冷却，并进行告警；否则，返回步骤S1;
在步骤S5中，在液氦上侧的空间的气态氮按温差对应的排放流量曲线排放时，当获取的温度值大于设定的第二梯队温度值时，以2℃为一个温差阶梯，第二梯度温度变化幅值以下对应的排放流量为0，根据温差阶梯数的增多，排放流量等比例增大，设在获取的温度值大于第二梯队温度值时，对应的温差阶梯总数为z，则排放流量在第k个温差阶梯下对应的排放流量为3k，k=1,2,…,z。
2.根据权利要求1所述的液氦监控管理方法，其特征在于，步骤S3~S5中所述的将液氦上侧的空间的气态氮排放时，氮气直接排放至空气中。
3.一种液氦监控管理系统，其特征在于，所述系统用于实现权利要求1或2任意一项所述的液氦监控管理方法，包括：
压力传感器，设置于液氦储存装置内，用于监测液氦上侧的空间的气态氦的压力值；
液位传感器，设置于液氦储存区，用于监测液氦储存区液氦的液位值；
温度传感器，设置于液氦储存装置内，用于监测上一时刻的温度值与下一时刻的温度值的差值作为获取的温度值；
采集通信单元，用于将压力传感器、液位传感器及温度传感器分别获取的氦储存区上侧空间中气态氦的压力值、液氦液位值及温度值传输至管理中心平台；
管理中心平台，用于将液氦储存区上侧空间中气态氦的压力值与压力极限值进行比较；将液氦液位值与设定的液氦液位值进行比较；将温度值与第一梯队温度变化幅值、第二梯队温度变化幅值分别进行比较；最终，根据比较结果分别确定液氦存储调控操作。
4.根据权利要求3所述的液氦监控管理系统，其特征在于，采集通信单元与管理中心平台之间通过无线方式进行数据传输；
所述的液氦存储调控操作包括通知客户更换液氦储存装置、通知仓库进行调度配送、液氦使用、进行泄漏报警、将液氦上侧的空间的气态氮按排放流量曲线排放。
5.根据权利要求4所述的液氦监控管理系统，其特征在于，所述系统还包括微控制器，所述微控制器连接液氦储存装置，用于接收管理中心平台下发的液氦存储调控操作指令，包括通知仓库调度配送后，控制液氦储存装置的液氦加注阀门打开；包括将液氦上侧的空间的气态氮按排放流量曲线排放时，控制气态氮上电子阀门打开；包括液氦使用时，控制液氦排放电子阀门打开。
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