專(zhuān)利名稱(chēng)：一種超導(dǎo)磁體用復(fù)合式超導(dǎo)液位計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及低溫液氦試驗(yàn)中液面高度測(cè)量領(lǐng)域，特別是一種適用于如液氦杜瓦，液氦低溫恒溫器，磁共振超導(dǎo)磁體液面高度測(cè)量的超導(dǎo)磁體用復(fù)合式超導(dǎo)液位計(jì)。
背景技術(shù)：
超導(dǎo)磁體為保證其穩(wěn)定運(yùn)行必須浸泡在液氦中，因而必須對(duì)液面高度進(jìn)行檢測(cè)。用來(lái)制作液面計(jì)探頭的超導(dǎo)材料有鉭線、鉛-錫、鈮-鋯和鈮-鈦線等。目前使用較多的是銅鎳合金為基體的鈮鈦超導(dǎo)線制作而成。由于磁體在勵(lì)磁過(guò)程中可能發(fā)成失超，磁體內(nèi)氦氣的快速流動(dòng)可能造成液位計(jì)破壞。為保證其可靠性通常一臺(tái)磁體內(nèi)需要布置兩根超導(dǎo)液位計(jì)，當(dāng)其中一根發(fā)生故障后切換至另外一根。超導(dǎo)磁體低溫容器內(nèi)裝有一定量的液氦，由鈮鈦超導(dǎo)線構(gòu)成的液位計(jì)垂直的置于容器中，其上下部分分別處于氦氣和液氦中。在超導(dǎo)絲頂端的加熱電阻絲與超導(dǎo)線串聯(lián)，電流同時(shí)流過(guò)加熱電阻絲和超導(dǎo)線。由于加熱電阻絲發(fā)熱，緊貼加熱電阻的那一段超導(dǎo)線因溫度超過(guò)超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度而失超。正常態(tài)區(qū)域延超導(dǎo)線向下擴(kuò)張當(dāng)達(dá)到液面時(shí)停止，通過(guò)電阻比值從而計(jì)算液面高度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要目的在于提供一種超導(dǎo)磁體用復(fù)合式超導(dǎo)液位計(jì)，這種復(fù)合式超導(dǎo)液位計(jì)由兩組超導(dǎo)液位計(jì)并聯(lián)組成。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，漏熱量小，便于安裝。在磁體不同狀態(tài)下起到不同的作用。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種超導(dǎo)磁體用復(fù)合式超導(dǎo)液位計(jì)，所述超導(dǎo)液位計(jì)它包括至少2組共用一超導(dǎo)線正極接線端的超導(dǎo)液位計(jì)，超導(dǎo)線正極接線端分別與電壓正極引線端和電流正極引線端連接，2組共用一超導(dǎo)線正極接線端的超導(dǎo)液位計(jì)包括第一超導(dǎo)線、第二超導(dǎo)線、第一超導(dǎo)線負(fù)極接線端、第二超導(dǎo)線負(fù)極接線端、第一超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端、第一超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端、第二超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端和第二超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端，第一超導(dǎo)線連接在超導(dǎo)線正極接線端和第一超導(dǎo)線負(fù)極接線端之間，第二超導(dǎo)線連接在超導(dǎo)線正極接線端和第二超導(dǎo)線負(fù)極接線端之間，第一超導(dǎo)線負(fù)極接線端分別與第一超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端和第一超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端連接，第二超導(dǎo)線負(fù)極接線端分別與第二超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端和第二超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端連接。所述超導(dǎo)線正極接線端分別通過(guò)聚酰亞胺絕緣銅導(dǎo)線與電壓正極引線端和電流正極引線端連接。所述超導(dǎo)線正極接線端與電流正極引線端之間還設(shè)有電加熱絲，電加熱絲纏繞在第一超導(dǎo)線和第二超導(dǎo)線上。所述超導(dǎo)液位計(jì)設(shè)置在特氟龍保護(hù)管內(nèi)，特氟龍保護(hù)管上設(shè)有進(jìn)液小孔，超導(dǎo)液位計(jì)底部通過(guò)小拉黃與特氟龍保護(hù)管底部連接。[0010]所述第一超導(dǎo)線負(fù)極接線端與第一超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端和第一超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端之間分別通過(guò)聚酰亞胺絕緣銅導(dǎo)線連接，第二超導(dǎo)線負(fù)極接線端與第二超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端和第二超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端之間分別通過(guò)聚酰亞胺絕緣銅導(dǎo)線連接。所述進(jìn)液小孔⑵的間距為15-25mm，進(jìn)液小孔⑵的直徑為2_3mm。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型將兩足超導(dǎo)液位計(jì)并聯(lián)連接后與一根加熱器線串聯(lián)在一起。采用這種設(shè)計(jì)能將低溫到室溫段的引線減少至6根，減少了漏熱。同時(shí)將傳統(tǒng)的兩根液位計(jì)集成于一根，便于安裝與校準(zhǔn)，當(dāng)其中一根 液位計(jì)發(fā)生故障可以方便切換至另一根液位計(jì)。如果液位計(jì)發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象，可以同時(shí)啟動(dòng)兩根液位計(jì)更加快速的去除液位計(jì)內(nèi)的冰。當(dāng)磁體失超后也可更加方便的同時(shí)開(kāi)啟兩根液位計(jì)加熱液氦防止磁體內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓。具有測(cè)試可靠、靈明度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

圖I是本實(shí)用新型的液位計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的液位計(jì)實(shí)際使用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為特氟龍保護(hù)管、2為進(jìn)液小孔、3為超導(dǎo)液位計(jì)、4為小拉黃、5為電壓正極引線端、6為電流正極引線端、7為超導(dǎo)線正極接線端、8為第一超導(dǎo)線、9為第二超導(dǎo)線、10為第一超導(dǎo)線負(fù)極接線端、11為第二超導(dǎo)線負(fù)極接線端、12為第一超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端、13為第一超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端、14為第二超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端、15為第二超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端、16為電加熱絲。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述如圖1，一種超導(dǎo)磁體用復(fù)合式超導(dǎo)液位計(jì)，超導(dǎo)液位計(jì)3它包括至少2組共用一超導(dǎo)線正極接線端7的超導(dǎo)液位計(jì)，超導(dǎo)線正極接線端7分別與電壓正極引線端5和電流正極引線端6連接，2組共用一超導(dǎo)線正極接線端7的超導(dǎo)液位計(jì)包括第一超導(dǎo)線8、第二超導(dǎo)線9、第一超導(dǎo)線負(fù)極接線端10、第二超導(dǎo)線負(fù)極接線端11、第一超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端12、第一超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端13、第二超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端14和第二超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端15，第一超導(dǎo)線8連接在超導(dǎo)線正極接線端7和第一超導(dǎo)線負(fù)極接線端10之間，第二超導(dǎo)線9連接在超導(dǎo)線正極接線端7和第二超導(dǎo)線負(fù)極接線端11之間，第一超導(dǎo)線負(fù)極接線端10分別與第一超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端12和第一超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端13連接，第二超導(dǎo)線負(fù)極接線端11分別與第二超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端14和第二超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端15連接。超導(dǎo)線正極接線端7分別通過(guò)聚酰亞胺絕緣銅導(dǎo)線與電壓正極引線端5和電流正極引線端6連接。超導(dǎo)線正極接線端7與電流正極弓I線端6之間還設(shè)有電加熱絲16，電加熱絲16纏繞在第一超導(dǎo)線8和第二超導(dǎo)線9上。超導(dǎo)液位計(jì)3設(shè)置在特氟龍保護(hù)管I內(nèi)，特氟龍保護(hù)管I上設(shè)有進(jìn)液小孔2，超導(dǎo)液位計(jì)3底部通過(guò)小拉簧4與特氟龍保護(hù)管I底部連接。[0021]第一超導(dǎo)線負(fù)極接線端10與第一超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端12和第一超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端13之間分別通過(guò)聚酰亞胺絕緣銅導(dǎo)線連接，第二超導(dǎo)線負(fù)極接線端11與第二超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端14和第二超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端15之間分別通過(guò)聚酰亞胺絕緣銅導(dǎo)線連接。為減小漏熱，從各接線端子引出的導(dǎo)線均使用特氟龍絕緣的康銅線。[0022]本實(shí)用新型的液位計(jì)工作原則如下I.如圖2所示，液位計(jì)探頭主要由兩根長(zhǎng)度相同的銅鎳合金鈮鈦超導(dǎo)線、加熱電阻、保護(hù)支撐管、彈簧和端帽組成。其中特氟龍保護(hù)支撐管上每隔20mm打有直徑2mm的小孔。底部超導(dǎo)線通過(guò)小拉簧固定住。2.液位計(jì)正常工作電流應(yīng)滿(mǎn)足以下條件液位計(jì)產(chǎn)生的熱量大于超導(dǎo)線在氦氣中的散熱量，小于超導(dǎo)線在液氦的散熱量，從而使得液位計(jì)高于液面的超導(dǎo)線失超，液面下的超導(dǎo)線仍保持超導(dǎo)狀態(tài)。3.電加熱絲同時(shí)在兩根超導(dǎo)線上纏繞約60mm，然后用樹(shù)脂或者GE vanish將3根線粘在一起。4.液位計(jì)上端兩根超導(dǎo)線共用兩根引線V+，I+，與傳統(tǒng)布置兩根液位計(jì)相比減少了 2根引線。引出線使用導(dǎo)熱系數(shù)小的康銅線，以減小室溫到低溫端的漏熱。5.正常使用情況下，將V+，I+，VI-，Il-接入液位計(jì)顯示表。如果液位計(jì)出現(xiàn)故障，液位計(jì)顯示表報(bào)警并自動(dòng)切換至V+，I+, V2-，12-。6.若液位計(jì)內(nèi)接冰，液位計(jì)兩根超導(dǎo)線同時(shí)通入電流，更加快速的將液位計(jì)內(nèi)的冰除去。7.磁體失超后，液氦容器內(nèi)會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓，為防止磁體外空氣被吸入容器內(nèi)造成結(jié)冰，液位計(jì)兩根超導(dǎo)線同時(shí)通入電流，電流大小能使兩根超導(dǎo)線全部進(jìn)入正常態(tài)，液氦快速氣化從而使磁體內(nèi)部壓力上升。當(dāng)電流I大小適當(dāng)時(shí)，失超將沿電流方向往下傳播。但傳到氦液面附近時(shí)，由于冷卻條件的改變，失超不能繼續(xù)向下傳播。因此，只要電流I同時(shí)滿(mǎn)足大于鈮鈦線在氦氣中的最小失超傳播電流和小于鈮鈦超導(dǎo)線在液氦中的最小失超傳播電流的條件，就可以得到下述穩(wěn)定的現(xiàn)象處于氦氣中的鈮鈦線始終處于正常態(tài)，處于液氦中的鈮鈦線始終處于超導(dǎo)態(tài)。從而，整根鈮鈦線的電阻與液面的高度近似線形的關(guān)系，由鈮鈦絲的電阻即可得到液面的高度。上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)構(gòu)思前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書(shū)中。
權(quán)利要求1.一種超導(dǎo)磁體用復(fù)合式超導(dǎo)液位計(jì)，其特征是所述超導(dǎo)液位計(jì)(3)它包括至少2組共用一超導(dǎo)線正極接線端(7)的超導(dǎo)液位計(jì)，超導(dǎo)線正極接線端(7)分別與電壓正極引線端(5)和電流正極引線端(6)連接，2組共用一超導(dǎo)線正極接線端(7)的超導(dǎo)液位計(jì)包括第一超導(dǎo)線(8)、第二超導(dǎo)線(9)、第一超導(dǎo)線負(fù)極接線端(10)、第二超導(dǎo)線負(fù)極接線端(11)、第一超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端(12)、第一超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端(13)、第二超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端(14)和第二超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端(15)，第一超導(dǎo)線(8)連接在超導(dǎo)線正極接線端(7)和第一超導(dǎo)線負(fù)極接線端(10)之間，第二超導(dǎo)線(9)連接在超導(dǎo)線正極接線端(7)和第二超導(dǎo)線負(fù)極接線端(11)之間，第一超導(dǎo)線負(fù)極接線端(10)分別與第一超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端(12)和第一超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端(13)連接，第二超導(dǎo)線負(fù)極接線端(11)分別與第二超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端(14)和第二超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端(15)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超導(dǎo)磁體用復(fù)合式超導(dǎo)液位計(jì)，其特征在于所述超導(dǎo)線正極接線端(7)分別通過(guò)聚酰亞胺絕緣銅導(dǎo)線與電壓正極引線端(5)和電流正極引線端(6)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超導(dǎo)磁體用復(fù)合式超導(dǎo)液位計(jì)，其特征在于所述超導(dǎo)線正極接線端(7)與電流正極引線端(6)之間還串有電加熱絲(16)，電加熱絲(16)同時(shí)纏繞在第一超導(dǎo)線(8)和第二超導(dǎo)線(9)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超導(dǎo)磁體用復(fù)合式超導(dǎo)液位計(jì)，其特征在于所述超導(dǎo)液位計(jì)(3 )設(shè)置在特氟龍保護(hù)管(I)內(nèi)，特氟龍保護(hù)管(I)上設(shè)有進(jìn)液小孔(2 )，超導(dǎo)液位計(jì)(3 )底部通過(guò)小拉簧(4)與特氟龍保護(hù)管(I)底部連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超導(dǎo)磁體用復(fù)合式超導(dǎo)液位計(jì)，其特征在于所述第一超導(dǎo)線負(fù)極接線端(10)與第一超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端(12)和第一超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端(13)之間分別通過(guò)聚酰亞胺銅線連接，第二超導(dǎo)線負(fù)極接線端(11)與第二超導(dǎo)線電壓負(fù)極引線端(14)和第二超導(dǎo)線電流負(fù)極引線端(15)之間分別通過(guò)聚酰亞胺銅線連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超導(dǎo)磁體用復(fù)合式超導(dǎo)液位計(jì)，其特征在于所述進(jìn)液小孔(2)的間距為15 — 25mm，進(jìn)液小孔(2)的直徑為2 — 3mm。
專(zhuān)利摘要一種超導(dǎo)磁體用復(fù)合式超導(dǎo)液位計(jì)，其特征是所述超導(dǎo)液位計(jì)(3)它包括至少2組共用一超導(dǎo)線正極接線端(7)的超導(dǎo)液位計(jì)，超導(dǎo)線正極接線端(7)分別與電壓正極引線端(5)和電流正極引線端(6)連接。本實(shí)用新型能將低溫到室溫段的引線減少至6根，減少了漏熱。同時(shí)將傳統(tǒng)的兩根液位計(jì)集成于一根，便于安裝與校準(zhǔn)，當(dāng)其中一根液位計(jì)發(fā)生故障可以方便切換至另一根液位計(jì)。如果液位計(jì)發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象，可以同時(shí)啟動(dòng)兩根液位計(jì)更加快速的去除液位計(jì)內(nèi)的冰?；蛘弋?dāng)磁體失超后也可更加方便的同時(shí)開(kāi)啟兩根液位計(jì)加熱液氦防止磁體內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓。具有測(cè)試可靠、靈明度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01F23/24GK202362044SQ20112029644
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者成渝, 湯洪明 申請(qǐng)人:南京豐盛超導(dǎo)技術(shù)有限公司