CN202992644U - 一种液氮液面自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种能够持续保持液氮冷却工作状态的液氮液面自动控制系统，包括提供液氮低温环境的杜瓦瓶和集中中控装置，以及通过输液管与所述杜瓦瓶相通的液氮储存罐，所述杜瓦瓶内设有第一低温液面计，所述液氮储存罐内设有第二低温液面计和加热器，所述液氮储存罐的出气口处设有气压继电器；所述第一低温液面计、第二低温液面计、加热器和气压继电器分别连接在所述集成中控装置上。本实用新型的液氮液面自动控制系统，实现高纯锗伽马谱仪探测器的冷冻并持续维持其冷冻的低温工作状态，且该过程是全自动实现的，无需人工向杜瓦瓶中添加液氮；从而保证探测器能够持续保持液氮冷却的正常工作状态，有效避免仪器损坏的事故出现。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种液氮冷冻装置，尤其是一种液氮液面自动控制系统。
背景技术
高纯锗伽马谱仪探测器须在液氮的低温状态才可正常工作。目前，采用将探测器直接插入盛有液氮的杜瓦瓶中实现冷却。然而，孤立的杜瓦瓶能够盛装的液氮是有限的，随着冷冻状态的维持，液氮的消耗量比较快，一般25升液氮仅可维持不到10天，而且探测器插入杜瓦瓶后，无法实时了解杜瓦瓶中剩余的液氮量，只能通过经验估算液氮的损耗量来人工补充液氮以维持仪器正常工作状态。
实用新型内容
本实用新型提供了一种能够持续保持液氮冷却工作状态的液氮液面自动控制系统。
实现本实用新型目的的液氮液面自动控制系统，包括提供液氮低温环境的杜瓦瓶和集中中控装置，以及通过输液管与所述杜瓦瓶相通的液氮储存罐，所述杜瓦瓶内设有第一低温液面计，所述液氮储存罐内设有第二低温液面计和加热器，所述液氮储存罐的出气口处设有气压继电器；所述第一低温液面计、第二低温液面计、加热器和气压继电器分别连接在所述集成中控装置上。
所述第一低温液面计为分段液面计，设有液面下限报警点和液面上限报警点。
所述第一低温液面计上还设有液氮加液投置点。
本实用新型的液氮液面自动控制系统的有益效果如下：
本实用新型的液氮液面自动控制系统，实现高纯锗伽马谱仪探测器的冷冻并持续维持其冷冻的低温工作状态，且该过程是全自动实现的，无需人工向杜瓦瓶中添加液氮；还可以确保杜瓦瓶中的液氮液面处于合理的高度区间，从而 保证探测器能够持续保持液氮冷却的正常工作状态，有效避免仪器因液氮耗尽而无法正常工作甚至损坏的事故出现。
附图说明
图1为本实用新型的液氮液面自动控制系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的液氮液面自动控制系统，包括提供液氮低温环境的杜瓦瓶2和集中中控装置1，以及通过输液管4与所述杜瓦瓶2相通的液氮储存罐3，所述杜瓦瓶2内设有第一低温液面计5，所述液氮储存罐4内设有第二低温液面计10和加热器11，所述液氮储存罐4的出气口处设有气压继电器9；所述第一低温液面计5、第二低温液面计10、加热器11和气压继电器9分别连接在集成中控装置1上。
所述第一低温液面计5为分段液面计，设有液面下限报警点6、液面上限报警点8和液氮加液投置点7。
本实用新型的液氮液面自动控制系统的工作原理如下：
通过液氮输送管4将液氮储存罐3和杜瓦瓶2连接起来，用于将液氮储存罐3中液氮充入杜瓦瓶2中。分段液面计5安装于杜瓦瓶2中，分段液面计5上设置了三个关键点，分别为：液面下限报警点6(用于提示杜瓦瓶2中液氮已快耗尽，警示仪器操作者及时终止操作，保护仪器设备不受损坏)、液氮加液设置点7(用于提示杜瓦瓶2中液氮已不足，该信号反馈给集成中控装置1，开始加液)、液面上限报警点8(用于提示杜瓦瓶2中液氮已趋加满，该信号反馈给集成中控装置1，停止加液)。加热器11安装于液氮储存罐3中，当杜瓦瓶2中液面到达液氮加液设置点7以下时，集成中控装置1启动加热器11加热，促使液氮储存罐3中压力上升，在压力驱动下向杜瓦瓶2中输送液氮。液氮储存罐3的出气口安装一个气压继电器9，用于液氮储存罐3内压力的实时监控，一方面，当监控到压力超过某设定值时，自动关闭加热器11的电源并打开阀门适当放气，防止液氮储液罐3中压力过高；另一方面，当集成中控装置1收到停止加液的信号时，自动关闭加热器11的电源并打开气压继电器9的阀门适当放气以平衡液氮储存罐3和杜瓦瓶2中压力，以此来停止加液过程。在距 液氮储存罐3底部一定距离处装有一点式的第二低温液面计10，用于无液报警并切断加热器11电源，警示操作人员应及时向液氮储存罐3中补充液氮。
液氮液面自动控制系统的整个补液过程为：当杜瓦瓶2中液氮液位低于液氮加液设置点7时，集成中控装置1将启动补液过程，此时液氮储存罐3内加热器11通电开始加热，促使罐内压力迅速上升，在一定正压下，液氮储存罐3内液氮通过输送管4加入杜瓦瓶2中。当杜瓦瓶2中液面高于液面上限报警点8时，集成中控装置1切断加热器11的电源，停止加热，气压继电器9的阀门适当打开放气，液氮储存罐3内压力迅速降低并与杜瓦瓶2中压力达到平衡，气压继电器9关闭，补液过程停止。当杜瓦瓶2中液氮液位低于液氮加液设置点7需要再次加液时，上述补液过程重复，再次加液，以促使杜瓦瓶2中液氮总是维持在所需要的液面位置。
本实用新型的液氮液面自动控制系统的优点如下：
1、通过集成中控装置1启动液氮储存罐3内加热器11与气压继电器9的联合操作来控制其中的压力大小，以此实现启动或终止液氮的加液过程的自动控制，设计结构简单而实用，可完全满足杜瓦瓶2中液氮液面的自动控制，操作也简单易行，填补了向杜瓦瓶中自动加液并持续维持液面在理想工作区间这一领域的产品空白。
2、通过设置液面下限报警点6可以警示仪器操作者杜瓦瓶2中液氮已快耗尽，应及时终止仪器操作，保护仪器设备不受损坏。通过设置液面上限报警点8用于提示杜瓦瓶2中液氮已趋加满，有效防止杜瓦瓶2中液氮在补液过程中溢出，此为安全操作保障的第一道关卡。液氮储存罐3中设置了第二低温液面液面计10，用于无液报警并切断加热器11的电源，警示操作人员应及时向液氮储存罐3中补充液氮，有效地保护仪器设备不因液氮耗尽而损坏，此为安全保障的另一道关卡。双重安全操作保障的设置，可以杜绝事故的发生。
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范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种液氮液面自动控制系统，其特征在于：包括提供液氮低温环境的杜瓦瓶和集中中控装置，以及通过输液管与所述杜瓦瓶相通的液氮储存罐，所述杜瓦瓶内设有第一低温液面计，所述液氮储存罐内设有第二低温液面计和加热器，所述液氮储存罐的出气口处设有气压继电器；所述第一低温液面计、第二低温液面计、加热器和气压继电器分别连接在所述集成中控装置上。
2.根据权利要求1所述的液氮液面自动控制系统，其特征在于：所述第一低温液面计为分段液面计，设有液面下限报警点和液面上限报警点。
3.根据权利要求2所述的液氮液面自动控制系统，其特征在于：所述第一低温液面计上还设有液氮加液投置点。
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