一種高精度液氮液位測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及液氮儲(chǔ)存及使用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高精度液氮液位測(cè)量系統(tǒng)，用于連續(xù)測(cè)量液氮液位。
【背景技術(shù)】
[0002]液氮，液態(tài)的氮?dú)?。惰性，無(wú)色，無(wú)臭，無(wú)腐蝕性，不可燃，在常壓下，液氮溫度為一196°C ;液氮用途廣泛，可迅速冷凍和運(yùn)輸食品，或制作冰品；可進(jìn)行低溫物理學(xué)研究；可提供高溫超導(dǎo)體顯示超導(dǎo)性所需的溫度;可用來(lái)保存活體組織，生物樣品以及精子和卵子;可作制冷劑，用來(lái)迅速冷凍生物組織，防止組織被破壞。在實(shí)際應(yīng)用中儲(chǔ)存液氮的低溫容器是非透明的，液面難以辨別，難以及時(shí)掌握容器中液氮的液面高度。液氮的液面高度對(duì)于保證良好的低溫環(huán)境極為重要，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)液氮液位狀態(tài)的檢測(cè)，需要一種高精度、可連續(xù)測(cè)量液氮液位的測(cè)量系統(tǒng)。
[0003]目前液氮液位的測(cè)量方式按時(shí)域可以分為連續(xù)測(cè)量與位式測(cè)量(非連續(xù))兩大類(lèi)。如專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?200610011627.2(用于高電壓超導(dǎo)電力設(shè)備的液氮液位測(cè)量裝置)就屬于位式測(cè)量，其測(cè)量精度依賴(lài)于刻度桿與傳感器布置的密度，不能達(dá)到連續(xù)高精度測(cè)量的要求。還有使用溫度間接測(cè)量液氮液位的方式，如專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?201510107745.2 (液氮液位監(jiān)控系統(tǒng))，同樣屬于位式測(cè)量，具有位式測(cè)量的不足。連續(xù)測(cè)量的方式中有使用超聲波測(cè)量方法的，如專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?201420839060.8( —種基于GPRS的遠(yuǎn)程液氮液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng))，超聲波對(duì)于溫度敏感，實(shí)際使用中要進(jìn)行溫度補(bǔ)償，需測(cè)得準(zhǔn)確的環(huán)境溫度，很難做到高精度測(cè)量。也有使用差壓變送器測(cè)量的，如專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?201420253251.6(液氮液位監(jiān)控系統(tǒng))，只能接入液氮側(cè)的液相氣，當(dāng)有少量液氮進(jìn)入傳感器一側(cè)時(shí)，將影響測(cè)量精度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種高精度液氮液位測(cè)量系統(tǒng)，系統(tǒng)具備傳感器調(diào)零，滿(mǎn)量程選擇，使用地重力加速度補(bǔ)償，液氮側(cè)液相氣與液氮均可通入，加注液氮壓力過(guò)大時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量值仍可保證高精度的能力。
[0005]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種高精度液氮液位測(cè)量系統(tǒng)，包括有液氮容器、液位測(cè)量器，其特征在于:所述液位測(cè)量器包括主處理器、差壓傳感器，差壓傳感器的信號(hào)輸出端通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路與主處理器的信號(hào)輸入端連接，主處理器的信號(hào)輸出端分別通過(guò)調(diào)零電路、滿(mǎn)量程設(shè)置電路與差壓傳感器控制連接，主處理器的信號(hào)輸出端還連接有人機(jī)交互模塊、信號(hào)輸出端子、報(bào)警輸出端子;所述液氮容器的底部通過(guò)測(cè)量連接管道與液位測(cè)量器的差壓傳感器相連接，液氮容器的上部側(cè)壁上連接有排壓閥，排壓閥的另一端與大氣連通，主處理器連接的信號(hào)輸出端子與排壓閥控制連接。
[0007]所述的一種高精度液氮液位測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述調(diào)零電路包括控制閥、三通，控制閥的一端與液氮容器相連通、一端與差壓傳感器連通、一端與三通連通，差壓傳感器與三通連通，三通的另一端直接與大氣連通。
[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0009]本實(shí)用新型裝置采用差壓式液位測(cè)量法，根據(jù)公式將壓差轉(zhuǎn)化為被測(cè)液體的高度，通過(guò)差壓傳感器測(cè)量壓差來(lái)確定液面的高度，測(cè)量精度高。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型與液氮容器的連接示意圖。
[0011]圖2是本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖。
[0012]圖3是本實(shí)用新型差壓傳感器調(diào)零電路的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1-3所示，一種高精度液氮液位測(cè)量系統(tǒng)，包括有液氮容器1、液位測(cè)量器2，液位測(cè)量器2包括主處理器5、差壓傳感器6，差壓傳感器6的信號(hào)輸出端通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路7與主處理器5的信號(hào)輸入端連接，主處理器5的信號(hào)輸出端分別通過(guò)調(diào)零電路8、滿(mǎn)量程設(shè)置電路9與差壓傳感器6控制連接，主處理器5的信號(hào)輸出端還連接有人機(jī)交互模塊10、信號(hào)輸出端子11、報(bào)警輸出端子12;液氮容器I的底部通過(guò)測(cè)量連接管道3與液位測(cè)量器2的差壓傳感器6相連接，液氮容器I的上部側(cè)壁上連接有排壓閥4，排壓閥4的另一端與大氣連通，主處理器5連接的信號(hào)輸出端子11與排壓閥4控制連接。
[0014]如圖1，測(cè)量連接管道3將液氮容器I的底部與液位測(cè)量器2相連接，目的是將液相氣或液氮弓I入液位測(cè)量器2中的差壓傳感器一端，其中測(cè)量連接管道3越短測(cè)量精度越高。
[0015]排壓閥4安裝于液氮容器I的上部，一側(cè)與液氮容器I連通，另一側(cè)與大氣連通，它的開(kāi)啟受液位測(cè)量器2的控制。當(dāng)液氮容器I注液壓力過(guò)大時(shí)，在液面上方蒸發(fā)后的液氮壓力會(huì)升高，會(huì)使液位測(cè)量值波動(dòng)。打開(kāi)排壓閥4后可有效降低液氮液面上方的壓力，提高測(cè)量精度。
[0016]如圖2，主處理器5完成本系統(tǒng)所有的運(yùn)算與操作處理任務(wù)。差壓傳感器6—側(cè)與被測(cè)液氮相連通，另一側(cè)與大氣相連通。信號(hào)調(diào)理電路7將差壓傳感器6輸出的信號(hào)調(diào)理為主處理器5需要的電信號(hào)。調(diào)零電路8用來(lái)調(diào)零差壓傳感器6，消除傳感器零點(diǎn)漂移對(duì)于測(cè)量的影響。滿(mǎn)量程設(shè)置9用來(lái)設(shè)置最接近所需量程的值，用以提高測(cè)量精度。人機(jī)交互模塊10用來(lái)顯示液位測(cè)量值，設(shè)置報(bào)警值，設(shè)置重力加速度值、完成滿(mǎn)量程選擇、調(diào)零操作、排壓閥控制操作。信號(hào)輸出端子11可將測(cè)得的液位值轉(zhuǎn)換為電壓、電流或數(shù)字信號(hào)輸出，并可輸出排壓閥4的控制信號(hào)。報(bào)警輸出端子12用來(lái)輸出報(bào)警狀態(tài)。
[0017]如圖3，調(diào)零電路包括控制閥12、三通13，控制閥12—端與被測(cè)液氮相連通，一端與差壓傳感器6相連通，一端與三通13相連通。差壓傳感器6其中一端與三通13相連通。三通13其中一端直接與大氣相連通。當(dāng)需要調(diào)零差壓傳感器6時(shí)，控制閥3將大氣接入差壓傳感器2的一端，此時(shí)差壓傳感器2的兩端同時(shí)與大氣連通，系統(tǒng)自動(dòng)記錄差壓傳感器2的輸出，達(dá)到調(diào)零目的。測(cè)量液位時(shí)，控制閥3將被測(cè)液氮接入差壓傳感器2的一端，差壓傳感器2的另一端仍是與大氣連通，達(dá)到利用壓力差測(cè)量液位的效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高精度液氮液位測(cè)量系統(tǒng)，包括有液氮容器、液位測(cè)量器，其特征在于:所述液位測(cè)量器包括主處理器、差壓傳感器，差壓傳感器的信號(hào)輸出端通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路與主處理器的信號(hào)輸入端連接，主處理器的信號(hào)輸出端分別通過(guò)調(diào)零電路、滿(mǎn)量程設(shè)置電路與差壓傳感器控制連接，主處理器的信號(hào)輸出端還連接有人機(jī)交互模塊、信號(hào)輸出端子、報(bào)警輸出端子;所述液氮容器的底部通過(guò)測(cè)量連接管道與液位測(cè)量器的差壓傳感器相連接，液氮容器的上部側(cè)壁上連接有排壓閥，排壓閥的另一端與大氣連通，主處理器連接的信號(hào)輸出端子與排壓閥控制連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度液氮液位測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述調(diào)零電路包括控制閥、三通，控制閥的一端與液氮容器相連通、一端與差壓傳感器連通、一端與三通連通，差壓傳感器與三通連通，三通的另一端直接與大氣連通。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高精度液氮液位測(cè)量系統(tǒng)，包括有液氮容器、液位測(cè)量器，液位測(cè)量器包括主處理器、差壓傳感器，差壓傳感器的信號(hào)輸出端通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路與主處理器的信號(hào)輸入端連接，主處理器的信號(hào)輸出端分別通過(guò)調(diào)零電路、滿(mǎn)量程設(shè)置電路與差壓傳感器控制連接，主處理器的信號(hào)輸出端還連接有人機(jī)交互模塊、信號(hào)輸出端子、報(bào)警輸出端子；液氮容器的底部通過(guò)測(cè)量連接管道與液位測(cè)量器的差壓傳感器相連接，液氮容器的上部側(cè)壁上連接有排壓閥，排壓閥的另一端與大氣連通，主處理器連接的信號(hào)輸出端子與排壓閥控制連接。本實(shí)用新型裝置采用差壓式液位測(cè)量法，根據(jù)公式將壓差轉(zhuǎn)化為被測(cè)液體的高度，通過(guò)差壓傳感器測(cè)量壓差來(lái)確定液面的高度，測(cè)量精度高。
【IPC分類(lèi)】F17C13/02, G01F23/14
【公開(kāi)號(hào)】CN205208140
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520955228
【發(fā)明人】黃阿娟, 馮欣宇, 卞榮耀, 何智
【申請(qǐng)人】安徽萬(wàn)瑞冷電科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年11月24日