Изобретение относится к приборостроению и измерительной технике и может быть использовано для непрерывного измерения уровня криогенных жидкостей в металлических криостатах и сосудах Дьюара. The invention relates to instrumentation and measuring equipment and can be used for continuous measurement of the level of cryogenic liquids in metal cryostats and Dewar vessels.
Цель изобретения - уменьшение мощности, рассеиваемой датчиком в газовую среду. The purpose of the invention is to reduce the power dissipated by the sensor into the gas environment.
На чертеже схематично изображены датчик и измерительная электрическая цепь. The drawing schematically shows a sensor and a measuring electrical circuit.
Датчик содержит нагреватель 1 в виде нити из высокоомного материала с нанесенным на него слоем сверхпроводника 2, имеющего надежный электрический контакт с нагревателем 1 по всей длине. Измерительная цепь содержит источник 3 тока и измерительный прибор 4. Если нижний конец датчика размещен вблизи дна криостата, то при наличии криогенной жидкости, например, на уровне С погруженный в нее участок датчика lСЕ не имеет активного сопротивления, так как высокоомный нагреватель шунтируется сверхпроводником. На этом участке датчика полностью отсутствует тепловыделение от протекающего по датчику тока. В этом случае величина напряжения, измеряемого прибором Е, пропорциональна активному сопротивлению части датчика, находящейся над жидкостью.The sensor contains a heater 1 in the form of a filament of high resistance material with a superconductor layer 2 deposited on it, having reliable electrical contact with the heater 1 along its entire length. The measuring circuit contains a current source 3 and a measuring device 4. If the lower end of the sensor is located near the bottom of the cryostat, then in the presence of a cryogenic liquid, for example, at level C, the sensor section l CE immersed in it has no active resistance, since the high-resistance heater is shunted by a superconductor. In this section of the sensor, there is completely no heat emission from the current flowing through the sensor. In this case, the voltage measured by the device E is proportional to the active resistance of the part of the sensor located above the liquid.
Для точных измерений необходимо, чтобы сопротивление датчика было равномерно распределено по его длине. Для этого сверхпроводник наносится на нить из высокоомного материала методом химического осаждения либо методом поверхностной диффузии, катодного распыления или вакуумного напыления. При такой конструкции датчика расширяется диапазон применимых сверхпроводников, включая металлокерамические, что позволяет измерить уровень различных криогенных жидкостей, в том числе гелия, кислорода, водорода, азота и т.п. в сильных магнитных полях. For accurate measurements, it is necessary that the resistance of the sensor be evenly distributed along its length. For this, a superconductor is deposited on a filament of high-resistance material by chemical deposition or by surface diffusion, cathodic sputtering, or vacuum deposition. With this design of the sensor, the range of applicable superconductors, including cermet, is expanded, which makes it possible to measure the level of various cryogenic liquids, including helium, oxygen, hydrogen, nitrogen, etc. in strong magnetic fields.
