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1、(10)申请公布号 CN 102944282 A (43)申请公布日 2013.02.27 CN 102944282 A *CN102944282A* (21)申请号 201210476736.7 (22)申请日 2012.11.21 G01F 23/14(2006.01) (71)申请人 中国科学院电工研究所 地址 100190 北京市海淀区中关村北二条 6 号 (72)发明人 朱志芹 戴少涛 滕玉平 马韬 张东 (74)专利代理机构 北京科迪生专利代理有限责 任公司 11251 代理人 关玲 (54) 发明名称 便携式低温液面计 (57) 摘要 一种便携式低温液面计， 包括低温杜瓦 （1）。
2、 、 超导材料 （2） 、 两根压力测试杆 （3、 3 ） 和液面测 试盒 （4） ； 超导材料 （2） 放置在低温杜瓦 （1） 内， 低 温杜瓦 （1） 内充有液氮 ； 低温杜瓦 （1） 的盖板上开 有两个压力测试杆的插入口， 工作时两根压力测 试杆 （3、 3 ） 通过此插入口分别插入至低温杜瓦 （1） 的底部和低温杜瓦 （1） 的液面上部， 分别用于 测试液面底部的压力和液氮液面的压力 ； 两根压 力测试杆 （3、 3 ） 接入至液面测试盒 （4） 的压力接 入口。压力测试盒内部的压力变送器将压力信号 通过内部转换电路转换成液位信号， 显示在所述 的液面测试盒的显示屏上。 (51)Int。
3、.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种便携式低温液面计， 其特征在于， 所述的液面计包括低温杜瓦 （1） 、 超导材料 （2） 、 两根压力测试杆 （3、 3 ） 和液面测试盒 （4） ； 超导材料 （2） 放置在低温杜瓦 （1） 内， 低温 杜瓦 （1） 内充有液氮 ； 低温杜瓦 （1） 的盖板上开有两个压力测试杆的插入口， 工作时两根压 力测试杆 （3） 、 3 ） 通过此插入口分别插入至低温杜瓦 （1） 的底部和低温杜瓦 （1） 的。
4、液面上 部， 其中一根压力测试杆 （3） 插入低温杜瓦 （1） 的底部， 用于测试液面底部的压力， 另一根 压力测试杆 （3 ） 插入低温杜瓦液面上部， 用于测试液氮液面的压力 ； 两根压力测试杆 （3、 3 ） 接入至液面测试盒 （4） 的压力接入口。 2. 根据权利要求 1 所述的便携式低温液面计， 其特征在于， 所述的液面测试盒 （4） 包括 压力变送器、 压力液位转换电路和液位显示屏 ； 所述的压力变送器的输出端接入至压力液 位转换电路的输入端， 压力液位转换电路的输出端接入至液位显示屏的输入端。 3. 根据权利要求 1 所述的便携式低温液面计， 其特征在于， 所述的压力测试杆为不锈 。
5、钢空心杆。 权 利 要 求 书 CN 102944282 A 2 1/2 页 3 便携式低温液面计 技术领域 0001 本发明涉及一种低温液面测量装置。 背景技术 0002 高温超导材料在 77K 液氮环境中工作， 超导材料需要完全浸泡在液氮中才能正常 工作， 超导材料在通电状态如果没有完全浸泡在液氮中， 超导材料将被损坏， 故需要精确测 量杜瓦内液氮液面， 以保证超导材料完全浸泡在液氮环境中。低温液氮容器一般都是不透 明的金属杜瓦或环氧杜瓦， 不能从杜瓦外部看到杜瓦内部液氮液位， 故需外部接入低温液 面计来测量杜瓦内液氮液面。 0003 目前低温液体液面测量仪表都得固定在杜瓦装置或其附件， 。
6、液面测量仪需 220V 插电使用， 故在杜瓦附近必须有 220V 供电电源。现有的液面测量原理一般采用介质密度换 算法， 但由于超导材料加电时液氮液面波动比较大， 所以测出来的液氮液面值误差较大， 不 能满足测量需要的精度。 发明内容 ： 0004 为克服当前低温液面测量技术的不足， 本发明提出一种便携式低温液面计。本发 明采用压差法来测量液氮液位， 压差法测试液氮液位与液面压力有关， 受液面波动影响小， 而超导材料通电工作状态下液面波动比较大， 故采用压差法来测试液氮液面可有效减小液 面波动带来的误差， 从而提高了液面测量精度。为了克服传统的低温液面计必须 220V 供电 的不足， 本发明的。
7、低温液面计采用内部 3V 的锂电池供电， 无需固定使用， 携带方便， 可扩大 低温液面计的使用场合。 0005 本发明低温液面计包括低温杜瓦、 超导材料、 压力测试杆和液面测试盒。 0006 所述的低温杜瓦内充有液氮， 工作时超导材料完全浸泡在液氮中。所述的低温杜 瓦盖板上面有两个压力测试杆的插入口， 两根压力测试杆通过低温杜瓦盖板上的插入口插 入至低温杜瓦内， 其中一根压力测试杆插入低温杜瓦底部， 用于测试液面底部的压力， 另一 根压力测试杆插入低温杜瓦液面上部， 用于测试液氮液面的压力。压力测试杆为不锈钢空 心杆。液面测试盒包括压力变送器， 压力液位转换电路， 液位显示屏。压力变送器、 压。
8、力液 位转换电路固定在液位测试盒内部， 液位显示屏位于液位测试盒外侧。压力变送器的输出 端通过两根信号线接入至压力液位转换电路的输入端， 压力变送器送出的压力信号传输至 压力液位转换电路， 压力液位转换电路的输出端通过两根信号线接入至液位显示屏的输入 端。压力变送器安装并固定在液面测试盒内部的侧面， 压力变送器的压力接口裸露在液面 测试盒的外部， 以便压力测试杆的接入。压力液位转换电路安装在液面测试盒内部。液位 显示屏安装并固定在液位测试盒的外侧面， 用于测量液位时读数。所述的液面测试盒内安 装有 3V 的锂电池， 便于携带， 用于给压力变送器、 压力液位转换电路和液位显示屏供电。两 个压力测。
9、试杆分别接入液面测试盒的压力测试杆接入口， 压力测试盒内部的压力变送器将 压力信号通过内部转换电路转换成液位信号， 然后直接显示在所述的液面测试盒的显示屏 说 明 书 CN 102944282 A 3 2/2 页 4 上。 0007 假设低温杜瓦的液面压力为 P， 底部压力为 Ps， 液面高度为 H， 则有如下公式 ： 0008 P=Ps+gH （1） 0009 其中 为介质密度， g 为重力加速度。由公式 （1） ， 可得到 ： 0010 P=P-Ps=gH （2） 0011 由公式 （2） 可知， 压差 P 与液面高度 H 成正比， 测出 P 就可得出液面高度 H， 液 面测试盒的内部转换。
10、电路将压差值 P 转换为液面值 H。 0012 本发明装置采用压差原理测试液氮液面值， 可有效降低超导材料通电时液氮液面 波动带来的液位测试误差， 另外， 液氮液面计采用3V锂电池供电， 不需要220V电源供电， 携 带方便， 且扩大了液氮液面计的使用场合。 附图说明 0013 图 1 为本发明低温液面的组成结构示意图， 图中 ： 1 低温杜瓦， 2 超导材料， 3、 3 压 力测试杆， 4 液面测试盒。 具体实施方式 0014 以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。 0015 如图 1 所示， 本发明包括低温杜瓦 1、 超导材料 2、 压力测试杆 3、 3 和液面测试盒 4。超导材料 。
11、2 放置在低温杜瓦 1 内， 低温杜瓦 1 内充有液氮， 低温杜瓦 1 的盖板上开有两 个压力测试杆的插入口， 工作时将两根压力测试杆 3 和 3 通过此插入口分别插入至低温杜 瓦 1 的底部和低温杜瓦 1 的液面上部， 压力测试杆 3 和 3 接入至液面测试盒 4 的压力接入 口。液面测试盒 4 内的压力变送器的输出端通过两根信号线接入至液面测试盒 4 内的压力 液位转换电路的输入端， 压力液位转换电路的输出端通过两根信号线接入至液面测试盒 4 外侧的液位显示屏的输入端。液面测试盒 4 内的压力变送器将压力测试杆 3 传输过来的压 力值传输给液面测试盒 4 的压力液位转换电路， 将压差值转换为液面值直接显示在液面测 试盒 4 的液位显示屏上。 0016 本发明工作原理简单， 携带方便， 可精确测试工作状态下的液氮液面值。 说 明 书 CN 102944282 A 4 1/1 页 5 图 1 说 明 书 附 图 CN 102944282 A 5 。