CN202362044U - 一种超导磁体用复合式超导液位计 - Google Patents

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Abstract

一种超导磁体用复合式超导液位计，其特征是所述超导液位计（3）它包括至少2组共用一超导线正极接线端（7）的超导液位计，超导线正极接线端（7）分别与电压正极引线端（5）和电流正极引线端（6）连接。本实用新型能将低温到室温段的引线减少至6根，减少了漏热。同时将传统的两根液位计集成于一根，便于安装与校准，当其中一根液位计发生故障可以方便切换至另一根液位计。如果液位计发生结冰现象，可以同时启动两根液位计更加快速的去除液位计内的冰。或者当磁体失超后也可更加方便的同时开启两根液位计加热液氦防止磁体内出现负压。具有测试可靠、灵明度高、结构简单、方便维护等优点。

Description

一种超导磁体用复合式超导液位计
技术领域
本实用新型涉及低温液氦试验中液面高度测量领域，特别是一种适用于如液氦杜瓦，液氦低温恒温器，磁共振超导磁体液面高度测量的超导磁体用复合式超导液位计。 
背景技术
超导磁体为保证其稳定运行必须浸泡在液氦中，因而必须对液面高度进行检测。用来制作液面计探头的超导材料有钽线、铅-锡、铌-锆和铌-钛线等。目前使用较多的是铜镍合金为基体的铌钛超导线制作而成。由于磁体在励磁过程中可能发成失超，磁体内氦气的快速流动可能造成液位计破坏。为保证其可靠性通常一台磁体内需要布置两根超导液位计，当其中一根发生故障后切换至另外一根。 
超导磁体低温容器内装有一定量的液氦，由铌钛超导线构成的液位计垂直的置于容器中，其上下部分分别处于氦气和液氦中。在超导丝顶端的加热电阻丝与超导线串联，电流同时流过加热电阻丝和超导线。由于加热电阻丝发热，紧贴加热电阻的那一段超导线因温度超过超导转变温度而失超。正常态区域延超导线向下扩张当达到液面时停止，通过电阻比值从而计算液面高度。 
发明内容
本实用新型主要目的在于提供一种超导磁体用复合式超导液位计，这种复合式超导液位计由两组超导液位计并联组成。其结构简单，漏热量小，便于安装。在磁体不同状态下起到不同的作用。
本实用新型的技术方案是： 
一种超导磁体用复合式超导液位计，所述超导液位计它包括至少2组共用一超导线正极接线端的超导液位计，超导线正极接线端分别与电压正极引线端和电流正极引线端连接，2组共用一超导线正极接线端的超导液位计包括第一超导线、第二超导线、第一超导线负极接线端、第二超导线负极接线端、第一超导线电压负极引线端、第一超导线电流负极引线端、第二超导线电压负极引线端和第二超导线电流负极引线端，第一超导线连接在超导线正极接线端和第一超导线负极接线端之间，第二超导线连接在超导线正极接线端和第二超导线负极接线端之间，第一超导线负极接线端分别与第一超导线电压负极引线端和第一超导线电流负 极引线端连接，第二超导线负极接线端分别与第二超导线电压负极引线端和第二超导线电流负极引线端连接。
所述超导线正极接线端分别通过聚酰亚胺绝缘铜导线与电压正极引线端和电流正极引线端连接。 
所述超导线正极接线端与电流正极引线端之间还设有电加热丝，电加热丝缠绕在第一超导线和第二超导线上。 
所述超导液位计设置在特氟龙保护管内，特氟龙保护管上设有进液小孔，超导液位计底部通过小拉黄与特氟龙保护管底部连接。 
所述第一超导线负极接线端与第一超导线电压负极引线端和第一超导线电流负极引线端之间分别通过聚酰亚胺绝缘铜导线连接，第二超导线负极接线端与第二超导线电压负极引线端和第二超导线电流负极引线端之间分别通过聚酰亚胺绝缘铜导线连接。所述进液小孔(2)的间距为15-25mm，进液小孔(2)的直径为2-3mm。 
本实用新型的有益效果是： 
本实用新型将两足超导液位计并联连接后与一根加热器线串联在一起。采用这种设计能将低温到室温段的引线减少至6根，减少了漏热。同时将传统的两根液位计集成于一根，便于安装与校准，当其中一根液位计发生故障可以方便切换至另一根液位计。如果液位计发生结冰现象，可以同时启动两根液位计更加快速的去除液位计内的冰。当磁体失超后也可更加方便的同时开启两根液位计加热液氦防止磁体内出现负压。具有测试可靠、灵明度高、结构简单、方便维护等优点。
附图说明
图1是本实用新型的液位计的结构示意图。 
图2是本实用新型的液位计实际使用时的结构示意图。
图中：1为特氟龙保护管、2为进液小孔、3为超导液位计、4为小拉黄、5为电压正极引线端、6为电流正极引线端、7为超导线正极接线端、8为第一超导线、9为第二超导线、10为第一超导线负极接线端、11为第二超导线负极接线端、12为第一超导线电压负极引线端、13为第一超导线电流负极引线端、14为第二超导线电压负极引线端、15为第二超导线电流负极引线端、16为电加热丝。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述： 
如图1，一种超导磁体用复合式超导液位计，超导液位计3它包括至少2组共用一超导线正极接线端7的超导液位计，超导线正极接线端7分别与电压正极引线端5和电流正极引线端6连接，2组共用一超导线正极接线端7的超导液位计包括第一超导线8、第二超导线9、第一超导线负极接线端10、第二超导线负极接线端11、第一超导线电压负极引线端12、第一超导线电流负极引线端13、第二超导线电压负极引线端14和第二超导线电流负极引线端15，第一超导线8连接在超导线正极接线端7和第一超导线负极接线端10之间，第二超导线9连接在超导线正极接线端7和第二超导线负极接线端11之间，第一超导线负极接线端10分别与第一超导线电压负极引线端12和第一超导线电流负极引线端13连接，第二超导线负极接线端11分别与第二超导线电压负极引线端14和第二超导线电流负极引线端15连接。
超导线正极接线端7分别通过聚酰亚胺绝缘铜导线与电压正极引线端5和电流正极引线端6连接。 
超导线正极接线端7与电流正极引线端6之间还设有电加热丝16，电加热丝16缠绕在第一超导线8和第二超导线9上。 
超导液位计3设置在特氟龙保护管1内，特氟龙保护管1上设有进液小孔2，超导液位计3底部通过小拉簧4与特氟龙保护管1底部连接。 
第一超导线负极接线端10与第一超导线电压负极引线端12和第一超导线电流负极引线端13之间分别通过聚酰亚胺绝缘铜导线连接，第二超导线负极接线端11与第二超导线电压负极引线端14和第二超导线电流负极引线端15之间分别通过聚酰亚胺绝缘铜导线连接。为减小漏热，从各接线端子引出的导线均使用特氟龙绝缘的康铜线。 
本实用新型的液位计工作原则如下： 
1.如图2所示，液位计探头主要由两根长度相同的铜镍合金铌钛超导线、加热电阻、保护支撑管、弹簧和端帽组成。其中特氟龙保护支撑管上每隔20mm打有直径2mm的小孔。底部超导线通过小拉簧固定住。
2.液位计正常工作电流应满足以下条件：液位计产生的热量大于超导线在氦气中的散热量，小于超导线在液氦的散热量，从而使得液位计高于液面的超导线失超，液面下的超导线仍保持超导状态。 
3.电加热丝同时在两根超导线上缠绕约60mm，然后用树脂或者GE vanish将3根线粘在一起。 
4.液位计上端两根超导线共用两根引线V+，I+，与传统布置两根液位计相比减少 了2根引线。引出线使用导热系数小的康铜线，以减小室温到低温端的漏热。 
5.正常使用情况下，将V+，I+，V1-，I1-接入液位计显示表。如果液位计出现故障，液位计显示表报警并自动切换至V+，I+，V2-，I2-。 
6.若液位计内接冰，液位计两根超导线同时通入电流，更加快速的将液位计内的冰除去。 
7.磁体失超后，液氦容器内会出现负压，为防止磁体外空气被吸入容器内造成结冰，液位计两根超导线同时通入电流，电流大小能使两根超导线全部进入正常态，液氦快速气化从而使磁体内部压力上升。 
当电流I大小适当时，失超将沿电流方向往下传播。但传到氦液面附近时，由于冷却条件的改变，失超不能继续向下传播。因此，只要电流I同时满足大于铌钛线在氦气中的最小失超传播电流和小于铌钛超导线在液氦中的最小失超传播电流的条件，就可以得到下述稳定的现象：处于氦气中的铌钛线始终处于正常态，处于液氦中的铌钛线始终处于超导态。从而，整根铌钛线的电阻与液面的高度近似线形的关系，由铌钛丝的电阻即可得到液面的高度。 
上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。 

Claims (6)

1.一种超导磁体用复合式超导液位计，其特征是所述超导液位计（3）它包括至少2组共用一超导线正极接线端（7）的超导液位计，超导线正极接线端（7）分别与电压正极引线端（5）和电流正极引线端（6）连接，2组共用一超导线正极接线端（7）的超导液位计包括第一超导线（8）、第二超导线（9）、第一超导线负极接线端（10）、第二超导线负极接线端（11）、第一超导线电压负极引线端（12）、第一超导线电流负极引线端（13）、第二超导线电压负极引线端（14）和第二超导线电流负极引线端（15），第一超导线（8）连接在超导线正极接线端（7）和第一超导线负极接线端（10）之间，第二超导线（9）连接在超导线正极接线端（7）和第二超导线负极接线端（11）之间，第一超导线负极接线端（10）分别与第一超导线电压负极引线端（12）和第一超导线电流负极引线端（13）连接，第二超导线负极接线端（11）分别与第二超导线电压负极引线端（14）和第二超导线电流负极引线端（15）连接。
2.根据权利要求1所述的超导磁体用复合式超导液位计，其特征在于所述超导线正极接线端（7）分别通过聚酰亚胺绝缘铜导线与电压正极引线端（5）和电流正极引线端（6）连接。
3.根据权利要求1所述的超导磁体用复合式超导液位计，其特征在于所述超导线正极接线端（7）与电流正极引线端（6）之间还串有电加热丝（16），电加热丝（16）同时缠绕在第一超导线（8）和第二超导线（9）上。
4.根据权利要求1所述的超导磁体用复合式超导液位计，其特征在于所述超导液位计（3）设置在特氟龙保护管（1）内，特氟龙保护管（1）上设有进液小孔（2），超导液位计（3）底部通过小拉簧（4）与特氟龙保护管（1）底部连接。
5.根据权利要求1所述的超导磁体用复合式超导液位计，其特征在于所述第一超导线负极接线端（10）与第一超导线电压负极引线端（12）和第一超导线电流负极引线端（13）之间分别通过聚酰亚胺铜线连接，第二超导线负极接线端（11）与第二超导线电压负极引线端（14）和第二超导线电流负极引线端（15）之间分别通过聚酰亚胺铜线连接。
6.根据权利要求4所述的超导磁体用复合式超导液位计，其特征在于所述进液小孔（2）的间距为15—25mm，进液小孔（2）的直径为2—3mm。
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