[发明专利]用于液氦的液位计及其标定方法、液氦容器

说明书

本发明提供一种用于液氦的液位计及其标定方法、液氦容器，所述液位计包括套管、加热器和测量模块，套管具有一腔体；加热器设于腔体靠近套管顶部的一侧，加热器呈片状或块状；测量模块包括超导丝、电流进线、电流出线、电压进线和电压出线，超导丝收容在腔体内，且超导丝由腔体靠近套管底部的一延伸至腔体靠近套管顶部的一端；超导丝的两端分别连接电流进线和电流出线，并分别连接电压进线和电压出线，电流进线、电流出线、电压进线和电压出线穿设套管并露在套管外；超导丝的一部分与加热器的表面接触，且超导丝与加热器之间绝缘。本发明实现了加热部分与测量部分的相互独立，可保证加热部分的加热功率，并保证了在低液位时也能测量准确。

技术领域

本发明涉及低温超导液位测量领域，尤其涉及一种用于液氦的液位计及其标定方法、液氦容器。

背景技术

超导电性是指一些金属或合金在一定温度条件下电阻突然降为零的性质。而失去这一温度条件时，金属或合金电阻又突然增大成为非超导态或常导体，这一过程称为失超。所述的温度条件一般为较低的温度，而低温需要通过低温介质获得，比如对于高温超导体，用于获得这一低温环境的冷介质通常为77k 的液氮；而对于低温超导体，用于获得这一低温环境的冷介质通常为4.2k的液氦。

目前，用于测量液氦的液位计结构均将加热丝作为加热装置，且加热丝与超导丝在同一回路中串联使用，通过两者的电流相互受到限制，可能造成加热功率不足，在较低液位时难以准确测量；加热丝和超导丝都十分细，两者之间的良好接触不太容易，受接触点多少、换热效率影响加热丝容易与超导丝脱离或烧损。

发明内容

本发明提供一种用于液氦的液位计及其标定方法、液氦容器。

具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

根据本发明的第一方面，提供一种用于液氦的液位计，所述液位计包括：

套管，具有一腔体；

加热器，设于所述腔体靠近所述套管顶部的一侧，所述加热器呈片状或块状；以及

测量模块，包括超导丝、电流进线、电流出线、电压进线和电压出线，所述超导丝收容在所述腔体内，且所述超导丝由所述腔体靠近所述套管底部的一延伸至所述腔体靠近所述套管顶部的一端；

所述超导丝的两端分别连接所述电流进线和所述电流出线，并分别连接所述电压进线和所述电压出线，所述电流进线、所述电流出线、所述电压进线和所述电压出线穿设所述套管并露在所述套管外；

其中，所述超导丝的一部分与所述加热器的表面接触，且所述超导丝与所述加热器之间绝缘。

根据本发明的第二方面，提供一种液氦容器，包括：

容器本体，具有用于存储液氦的储液腔；

如本发明的第一方面所述的用于液氦的液位计，所述液位计安装在所述储液腔内，且所述液位计的底部伸入液氦中。

根据本发明的第三方面，提供一种液位计的标定方法，用于标定如本发明的第一方面所述的液位计，所述方法包括：

获取所述超导丝整体处于失超状态下的全电阻；

在利用所述液位计测试当前容器内的液面位置时，根据所述液位计安装在所述当前容器中的安装形状，确定所述液位计的形状系数；

根据所述超导丝的长度、所述全电阻、所述超导丝的当前电流以及所述形状系数，建立所述超导丝的当前电压与所述液面位置的对应关系。

由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明采用片状或块状的加热器，加热器和超导丝接触导热，实现加热部分与测量部分的相互独立，避免了加热器和超导丝串联时电流相互限制的情况，可保证加热部分的加热功率，并保证了在低液位时也能测量准确。