RU1272860C

RU1272860C - Liquid helium level pickup

Info

Publication number: RU1272860C
Authority: RU
Inventors: В.Г. Дубасов; В.В. Мымриков
Original assignee: Dubasov V G; Mymrikov V V
Priority date: 1985-03-29
Filing date: 1985-03-29
Publication date: 1994-06-30

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для непрерывного измерения уровня жидкого гелия в металлических криостатах и сосудах Дьюара. The invention relates to measuring technique and can be used for continuous measurement of the level of liquid helium in metal cryostats and Dewar vessels.

Цель изобретения - уменьшение тепловыделения в жидкий гелий. The purpose of the invention is the reduction of heat in liquid helium.

На чертеже изображена схема устройства. The drawing shows a diagram of the device.

Датчик уровня жидкого гелия содержит сверхпроводниковую нить 1, нагревательную обмотку 2, электрические контакты 3, причем на сверхпроводниковую нить 1 укладывается равномерно нагревательная обмотка 2, которая соединяется с нитью электрическими контактами 3. The liquid helium level sensor contains a superconducting wire 1, a heating coil 2, electrical contacts 3, and a heating coil 2 that is connected to the wire with electrical contacts 3 is laid on the superconductor wire 1.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Работа датчика поясняется эквивалентной электрической схемой (фиг.2), на которой изображены: R₁ и R₃ - эквивалентные сопротивления несверхпроводящих участков нити, R₂ - эквивалентное сопротивление участков нагревательной обмотки, i₁ - i₅ - токи в элементах датчика.The operation of the sensor is illustrated by the equivalent electrical circuit (Fig. 2), which shows: R ₁ and R ₃ are the equivalent resistances of the non-superconducting sections of the thread, R ₂ is the equivalent resistance of the sections of the heating winding, i ₁ - i ₅ are the currents in the sensor elements.

При наличии жидкого гелия на уровне С часть АС сверхпроводниковой нити АЕ является несверхпроводящей, а другая ее часть СЕ, погруженная в жидкий гелий, находитcя в сверхпроводящем состоянии. In the presence of liquid helium at the C level, part of the AS of the superconducting filament AE is non-superconducting, and its other part CE, immersed in liquid helium, is in the superconducting state.

От источника питания в точки А и Е датчика подается стабилизированный ток i, который создает на эквивалентном сопротивлении участка АС датчика, находящегося над жидким гелием, падение напряжения
U= i₁

l_АВ= i₁

(l_АЕ-l_СЕ)=i₁R

1-

, где R_э - эквивалентное сопротивление датчика в нормальном состоянии, т.е. при отсутствии жидкого гелия,
l_АЕ - длина всего датчика,
I_СЕ - длина участка СЕ,
l_АВ - длина участка АВ.A stabilized current i is supplied from the power source to points A and E of the sensor, which creates a voltage drop on the equivalent resistance of the sensor AC section located above liquid helium
U = i ₁

l _AB = i ₁

(l _AE- l _CE ) = i ₁ R

1-

where R _e is the equivalent resistance of the sensor in the normal state, i.e. in the absence of liquid helium,
l _AE - the length of the entire sensor,
I _CE - the length of the plot CE
l _AB - the length of the plot AB.

Напряжение на участке датчика, погруженного в жидкий гелий, равно нулю. The voltage at the sensor section immersed in liquid helium is zero.

Ввиду того, что основная часть (ДЕ) погруженного в жидкий гелий датчика закорочена сверхпроводниковой нитью, не имеющей активного сопротивления, по тепловыделения будут только от погруженного в жидкий гелий участка нагревательной обмотки с сопротивлением R₂ на участке СД, за счет протекания тока i₅. Так как часть нити над гелием (участок ВС) несверхпроводящая, имеющая активное сопротивление R₃, причем R₃ < R₁, то и ток i₅, меньше тока i₂, и, следовательно, тепловыделения на участке ВД будут небольшими по сравнению с прототипом. Эти тепловыделения уменьшаются с увеличением уровня жидкого гелия, когда величина сопротивления R₃ падает, а ток i₅ уменьшается за счет увеличения тока i₄.Due to the fact that the main part (DE) of the sensor immersed in liquid helium is shorted by a superconducting filament that does not have active resistance, the heat release will only come from the heating coil with resistance R ₂ immersed in liquid helium in the DM section due to the flow of current i ₅ . Since part of the filament above helium (the BC region) is non-superconducting, having an active resistance of R ₃ , with R ₃ <R ₁ , then the current i ₅ is less than the current i ₂ and, therefore, the heat generation at the VD section will be small compared to the prototype . These heat emissions decrease with increasing liquid helium level, when the resistance value R ₃ decreases, and the current i ₅ decreases due to an increase in current i ₄ .

Неточность в измерении, появляющаяся за счет шунтирующего влияния нагревательной обмотки, уменьшается при сокращении длины шунтируемого участка и увеличении сопротивления R₂ нагревательной обмотки по сравнению с сопротивлением R₁ соответствующего участка нити.The measurement inaccuracy due to the shunt effect of the heating winding decreases with a decrease in the length of the shunted section and an increase in the resistance R _{2 of the} heating winding compared to the resistance R _{1 of the} corresponding section of the thread.

Claims

A LIQUID HELIUM LEVEL SENSOR comprising a superconducting filament and a heating coil wound along the length of the filament, characterized in that, in order to reduce heat generation in the liquid helium, the heating coil is electrically connected by point contacts to the superconducting filament at predetermined intervals along the length of the filament.