[發明專利]用于液氦液面測量的超導液位計及超導液位計測量系統

在審

• 申請號: 202010136118.2
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN113340376A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 王國鵬;洪國同;李建國;劉彥杰;衛鈴佼;梁驚濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: G01F23/24
• 分類號: G01F23/24
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 沈軍

本發明實施例涉及液氦液面測試技術領域，提供了用于液氦液面測量的超導液位計及超導液位計測量系統。用于液氦液面測量的超導液位計包括超導線、多個引線柱和加熱絲，其中，所述加熱絲的兩端均與所述引線柱連接，所述超導線的兩端均與所述引線柱連接，并且所述加熱絲的其中一端還與所述超導線的其中一端連接，且所述加熱絲繞設在所述超導線上。本發明實施例提供的用于液氦液面測量的超導液位計及其系統，通過對加熱絲和超導線采用兩路獨立的恒流電源分別進行供電，解決了一般超導液位計超導線內工作電流偏大，進而增加液氦消耗的問題。本發明實施例提供的用于液氦液面測量的超導液位計簡化了超導液位計的結構設計，使操作更加方便。

技術領域

本發明涉及液氦液面測試技術領域，特別是涉及用于液氦液面測量的超導液位計及超導液位計測量系統。

背景技術

在液氦杜瓦以及需要存儲液氦來進行實驗的容器中，往往需要對容器內液氦的液面進行測量，通常采用的測量儀器是超導液位計。超導液位計的傳感器材料一般為鈮鈦超導線，超導線位于液氦液面以下時，處于超導狀態，電阻為零，而液面以上的超導線則保持正常狀態，通過對超導線通以一定的工作電流，并且測量超導線兩端的電壓，可以計算出處于正常狀態的電阻值，進而根據液面和電阻的線性關系計算出液面高度。

目前大部分的液位計都會在超導線頂端串聯一段加熱電阻，目的是防止液面處于較高位置時超導線位于液面以上的部分也處于超導狀態，從而發生測量錯誤。由于電熱絲與超導線串聯，因此加熱絲的電流與超導線工作電流始終保持一致，且工作電流往往需要維持在較大的水平，才能既保證加熱絲加熱量足夠，同時超導線狀態正常。這樣較大的加熱量會造成液氦蒸發率增大，產生液氦的浪費。

發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發明實施例提供了用于液氦液面測量的超導液位計及超導液位計測量系統。

一方面，本發明實施例提供了一種用于液氦液面測量的超導液位計，所述用于液氦液面測量的超導液位計包括超導線、多個引線柱和加熱絲，其中，所述加熱絲的兩端均與所述引線柱連接，所述超導線的兩端均與所述引線柱連接，并且所述加熱絲的其中一端還與所述超導線的其中一端連接，且所述加熱絲繞設在所述超導線上。

在本發明的一個實施例中，還包括保護管、以及安裝在所述保護管兩端的上端帽和下端帽，其中，所述多個引線柱位于所述上端帽上，并且所述超導線和所述加熱絲位于所述保護管中。

在本發明的一個實施例中，所述多個引線柱包括第一引線柱、第二引線柱、第三引線柱和第四引線柱，其中，所述第一引線柱和所述第二引線柱連接所述超導線的第二端，所述第三引線柱和所述第四引線柱連接所述超導線的第一端，并且所述超導線的第一端與所述加熱絲的其中一端連接。

在本發明的一個實施例中，所述超導線的第二端還連接在所述下端帽上。

在本發明的一個實施例中，所述多個引線柱還包括第五引線柱和第六引線柱，其中，所述第五引線柱和所述第六引線柱分別連接所述加熱絲的兩端。

在本發明的一個實施例中，所述第一引線柱和所述第二引線柱與所述超導線的第二端通過引線連接，所述第三引線柱和所述第四引線柱與所述超導線的第一端通過引線連接，并且所述第五引線柱和所述第六引線柱與所述加熱絲的兩端通過引線連接。

在本發明的一個實施例中，所述第一引線柱和所述第三引線柱組成第一引線柱組，所述第二引線柱和所述第四引線柱組成第二引線柱組，其中，所述第一引線柱組和所述第二引線柱組中的任一組連接第一外部電流源，另一組連接外部電壓表。

在本發明的一個實施例中，所述第五引線柱和所述第六引線柱連接第二外部電流源。

在本發明的一個實施例中，所述超導線為超導鈮鈦單芯線，并且所述加熱絲為錳銅加熱絲。