[實(shí)用新型]超導(dǎo)重力儀兩級(jí)低溫制冷機(jī)的自動(dòng)溫度監(jiān)控記錄裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720083770.2
• 申請(qǐng)日: 2007-03-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201045655Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周百力
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院測(cè)量與地球物理研究所
• 主分類號(hào): G07C3/00
• 分類號(hào): G07C3/00;G05B19/048;G01V7/00;G08B21/18;G08B7/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所
• 代理人: 黃瑞棠

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種溫度監(jiān)控記錄裝置；具體地說(shuō)，涉及一種超導(dǎo)重力儀兩級(jí)低溫制冷機(jī)的自動(dòng)溫度監(jiān)控記錄裝置，可應(yīng)用于測(cè)量、地震及其它部門。

背景技術(shù)

超導(dǎo)重力儀利用超導(dǎo)電流固有的穩(wěn)定性，用磁懸浮替代了傳統(tǒng)重力儀的機(jī)械彈簧懸掛，因而具有極高的靈敏度和穩(wěn)定性，是當(dāng)今世界上精度最高的重力儀之一。它不僅可以用來(lái)檢測(cè)和研究固體地球的潮汐、自由核章動(dòng)、自由振蕩、自轉(zhuǎn)變化以及地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等地球動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象，還可以用來(lái)研究大氣、海洋和地下水等各圈層的相互作用和重力場(chǎng)的耦合效應(yīng)，為現(xiàn)代大地測(cè)量和空間測(cè)量技術(shù)提供觀測(cè)基準(zhǔn)。

超導(dǎo)重力儀使用汽化的氦氣作為制冷劑，采用兩級(jí)制冷方式，通過(guò)兩級(jí)低溫制冷機(jī)來(lái)維持超低溫(低于-200℃)的工作環(huán)境，以保證超導(dǎo)重力儀傳感單元始終工作在超導(dǎo)狀態(tài)。

兩級(jí)低溫制冷機(jī)的工作溫度及其穩(wěn)定性，對(duì)超導(dǎo)重力儀的測(cè)量精度至關(guān)重要。它們的變化，會(huì)降低溫度調(diào)節(jié)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，改變冷卻杜瓦系統(tǒng)內(nèi)氣體的熱流分布，使磁線圈和超導(dǎo)球之間產(chǎn)生熱梯度，在磁場(chǎng)和重力儀信號(hào)中形成漂移，產(chǎn)生超過(guò)儀器許可精度的測(cè)量誤差。所以，需要對(duì)低溫制冷機(jī)的第一、二制冷級(jí)溫度分別進(jìn)行采樣，用以進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)改正，確保超導(dǎo)重力儀的測(cè)量精度。

然而，目前的超導(dǎo)重力儀兩級(jí)低溫制冷機(jī)，存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

1、不具備連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示其兩制冷級(jí)溫度的能力，無(wú)法對(duì)溫度的變化造成超過(guò)儀器許可精度的測(cè)量誤差進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)改正，確保超導(dǎo)重力儀的測(cè)量精度。

2、在制冷機(jī)發(fā)生故障，導(dǎo)致制冷溫度異常時(shí)，不能自動(dòng)切斷其電源，至使超導(dǎo)重力儀可能脫離超導(dǎo)狀態(tài)，無(wú)法繼續(xù)提供正確的重力數(shù)據(jù)，甚至可能發(fā)生污染超導(dǎo)重力儀本體的重大事故。

3、在制冷機(jī)兩制冷級(jí)溫度超出許可范圍時(shí)，不能自動(dòng)進(jìn)行聲、光報(bào)警，提醒維護(hù)人員及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)故障做出判斷和處理，給工作帶來(lái)隱患。

4、不能將低溫制冷機(jī)兩制冷級(jí)的溫度及GPS數(shù)據(jù)輸出到計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)和圖形曲線顯示、存貯及打印，不便于數(shù)據(jù)的分析判斷，缺少檢修維護(hù)的依據(jù)。

5、不具備實(shí)時(shí)顯示格林尼治日期、時(shí)間和北京時(shí)間的能力，不能利用GPS時(shí)間數(shù)據(jù)同步計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)，使之與格林尼治時(shí)間精確同步，不利于觀測(cè)數(shù)據(jù)的記錄分析。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)和不足，而提供一種超導(dǎo)重力儀兩級(jí)低溫制冷機(jī)的自動(dòng)溫度監(jiān)控記錄裝置。具體要求：

其一是采用傳感器和微機(jī)技術(shù)，集監(jiān)測(cè)、控制于一體，實(shí)現(xiàn)對(duì)低溫制冷機(jī)兩制冷級(jí)溫度的顯示、存貯和監(jiān)控；

其二是在兩制冷級(jí)的溫度超出設(shè)定范圍時(shí)，可在聲、光自動(dòng)報(bào)警的同時(shí)，迅速切斷低溫制冷機(jī)電源，達(dá)到保護(hù)低溫制冷機(jī)與超導(dǎo)重力儀本體的目的；

其三是根據(jù)用戶通過(guò)撥碼盤的設(shè)定，自動(dòng)將低溫制冷機(jī)兩制冷級(jí)溫度結(jié)果數(shù)據(jù)通過(guò)通訊接口定時(shí)集中輸出到計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)加以顯示和存貯；

其四是利用GPS時(shí)間數(shù)據(jù)同步計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)，使之與格林尼治時(shí)間精確同步；

其五是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、功耗低。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

在低溫制冷機(jī)中的第一、第二制冷級(jí)處分別設(shè)置鉑熱電阻，由信號(hào)線引至本實(shí)用新型，用于兩級(jí)低溫制冷機(jī)工作溫度的檢測(cè)。

本實(shí)用新型由鉑熱電阻、微處理器、字符顯示器、繼電器、通訊接口、操作鍵盤、通訊接口等部件組成。在完成裝置的上電自檢后，制冷機(jī)第一和第二制冷級(jí)的電壓模擬信號(hào)送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送至微處理器，根據(jù)所測(cè)信號(hào)與鉑熱電阻、溫度的關(guān)系，進(jìn)行相應(yīng)的查表及計(jì)算處理，即可獲得當(dāng)前制冷機(jī)第一和第二制冷級(jí)上的鉑熱電阻值與對(duì)應(yīng)溫度，在將其轉(zhuǎn)換為ASCII碼后，在字符顯示器上連續(xù)實(shí)時(shí)顯示之；一旦發(fā)現(xiàn)溫度超出所設(shè)定的范圍，即在聲、光自動(dòng)報(bào)警的同時(shí)，通過(guò)繼電器控制，迅速切斷低溫制冷機(jī)電源，達(dá)到保護(hù)設(shè)備的目的。另外，兩制冷級(jí)的溫度數(shù)據(jù)還可通過(guò)RS-232通訊接口，以串行方式輸出到計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)，加以實(shí)時(shí)顯示和存貯，作為今后分析維護(hù)的依據(jù)。

具體地說(shuō)：

由圖1可知，本實(shí)用新型的電路板安裝在機(jī)殼24內(nèi)。在機(jī)殼24的前面板上安裝有字符顯示器10、選擇鍵13、設(shè)定鍵14、報(bào)警指示16、電源指示19、失鎖指示20、秒指示21、對(duì)比度調(diào)節(jié)22、背景光開(kāi)關(guān)23。