一种高精度液氮液位测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及液氮储存及使用技术领域，尤其是一种高精度液氮液位测量系统，用于连续测量液氮液位。
【背景技术】
[0002]液氮，液态的氮气。惰性，无色，无臭，无腐蚀性，不可燃，在常压下，液氮温度为一196°C ;液氮用途广泛，可迅速冷冻和运输食品，或制作冰品；可进行低温物理学研究；可提供高温超导体显示超导性所需的温度;可用来保存活体组织，生物样品以及精子和卵子;可作制冷剂，用来迅速冷冻生物组织，防止组织被破坏。在实际应用中储存液氮的低温容器是非透明的，液面难以辨别，难以及时掌握容器中液氮的液面高度。液氮的液面高度对于保证良好的低温环境极为重要，为了实现对液氮液位状态的检测，需要一种高精度、可连续测量液氮液位的测量系统。
[0003]目前液氮液位的测量方式按时域可以分为连续测量与位式测量(非连续)两大类。如专利申请号为:200610011627.2(用于高电压超导电力设备的液氮液位测量装置)就属于位式测量，其测量精度依赖于刻度杆与传感器布置的密度，不能达到连续高精度测量的要求。还有使用温度间接测量液氮液位的方式，如专利申请号为:201510107745.2 (液氮液位监控系统)，同样属于位式测量，具有位式测量的不足。连续测量的方式中有使用超声波测量方法的，如专利申请号为:201420839060.8( —种基于GPRS的远程液氮液位监测系统)，超声波对于温度敏感，实际使用中要进行温度补偿，需测得准确的环境温度，很难做到高精度测量。也有使用差压变送器测量的，如专利申请号为:201420253251.6(液氮液位监控系统)，只能接入液氮侧的液相气，当有少量液氮进入传感器一侧时，将影响测量精度。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高精度液氮液位测量系统，系统具备传感器调零，满量程选择，使用地重力加速度补偿，液氮侧液相气与液氮均可通入，加注液氮压力过大时动态测量值仍可保证高精度的能力。
[0005]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0006]—种高精度液氮液位测量系统，包括有液氮容器、液位测量器，其特征在于:所述液位测量器包括主处理器、差压传感器，差压传感器的信号输出端通过信号调理电路与主处理器的信号输入端连接，主处理器的信号输出端分别通过调零电路、满量程设置电路与差压传感器控制连接，主处理器的信号输出端还连接有人机交互模块、信号输出端子、报警输出端子;所述液氮容器的底部通过测量连接管道与液位测量器的差压传感器相连接，液氮容器的上部侧壁上连接有排压阀，排压阀的另一端与大气连通，主处理器连接的信号输出端子与排压阀控制连接。
[0007]所述的一种高精度液氮液位测量系统，其特征在于:所述调零电路包括控制阀、三通，控制阀的一端与液氮容器相连通、一端与差压传感器连通、一端与三通连通，差压传感器与三通连通，三通的另一端直接与大气连通。
[0008]本实用新型的优点是:
[0009]本实用新型装置采用差压式液位测量法，根据公式将压差转化为被测液体的高度，通过差压传感器测量压差来确定液面的高度，测量精度高。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型与液氮容器的连接示意图。
[0011]图2是本实用新型的系统框图。
[0012]图3是本实用新型差压传感器调零电路的原理框图。
【具体实施方式】
[0013]如图1-3所示，一种高精度液氮液位测量系统，包括有液氮容器1、液位测量器2，液位测量器2包括主处理器5、差压传感器6，差压传感器6的信号输出端通过信号调理电路7与主处理器5的信号输入端连接，主处理器5的信号输出端分别通过调零电路8、满量程设置电路9与差压传感器6控制连接，主处理器5的信号输出端还连接有人机交互模块10、信号输出端子11、报警输出端子12;液氮容器I的底部通过测量连接管道3与液位测量器2的差压传感器6相连接，液氮容器I的上部侧壁上连接有排压阀4，排压阀4的另一端与大气连通，主处理器5连接的信号输出端子11与排压阀4控制连接。
[0014]如图1，测量连接管道3将液氮容器I的底部与液位测量器2相连接，目的是将液相气或液氮弓I入液位测量器2中的差压传感器一端，其中测量连接管道3越短测量精度越高。
[0015]排压阀4安装于液氮容器I的上部，一侧与液氮容器I连通，另一侧与大气连通，它的开启受液位测量器2的控制。当液氮容器I注液压力过大时，在液面上方蒸发后的液氮压力会升高，会使液位测量值波动。打开排压阀4后可有效降低液氮液面上方的压力，提高测量精度。
[0016]如图2，主处理器5完成本系统所有的运算与操作处理任务。差压传感器6—侧与被测液氮相连通，另一侧与大气相连通。信号调理电路7将差压传感器6输出的信号调理为主处理器5需要的电信号。调零电路8用来调零差压传感器6，消除传感器零点漂移对于测量的影响。满量程设置9用来设置最接近所需量程的值，用以提高测量精度。人机交互模块10用来显示液位测量值，设置报警值，设置重力加速度值、完成满量程选择、调零操作、排压阀控制操作。信号输出端子11可将测得的液位值转换为电压、电流或数字信号输出，并可输出排压阀4的控制信号。报警输出端子12用来输出报警状态。
[0017]如图3，调零电路包括控制阀12、三通13，控制阀12—端与被测液氮相连通，一端与差压传感器6相连通，一端与三通13相连通。差压传感器6其中一端与三通13相连通。三通13其中一端直接与大气相连通。当需要调零差压传感器6时，控制阀3将大气接入差压传感器2的一端，此时差压传感器2的两端同时与大气连通，系统自动记录差压传感器2的输出，达到调零目的。测量液位时，控制阀3将被测液氮接入差压传感器2的一端，差压传感器2的另一端仍是与大气连通，达到利用压力差测量液位的效果。
【主权项】
1.一种高精度液氮液位测量系统，包括有液氮容器、液位测量器，其特征在于:所述液位测量器包括主处理器、差压传感器，差压传感器的信号输出端通过信号调理电路与主处理器的信号输入端连接，主处理器的信号输出端分别通过调零电路、满量程设置电路与差压传感器控制连接，主处理器的信号输出端还连接有人机交互模块、信号输出端子、报警输出端子;所述液氮容器的底部通过测量连接管道与液位测量器的差压传感器相连接，液氮容器的上部侧壁上连接有排压阀，排压阀的另一端与大气连通，主处理器连接的信号输出端子与排压阀控制连接。2.根据权利要求1所述的一种高精度液氮液位测量系统，其特征在于:所述调零电路包括控制阀、三通，控制阀的一端与液氮容器相连通、一端与差压传感器连通、一端与三通连通，差压传感器与三通连通，三通的另一端直接与大气连通。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高精度液氮液位测量系统，包括有液氮容器、液位测量器，液位测量器包括主处理器、差压传感器，差压传感器的信号输出端通过信号调理电路与主处理器的信号输入端连接，主处理器的信号输出端分别通过调零电路、满量程设置电路与差压传感器控制连接，主处理器的信号输出端还连接有人机交互模块、信号输出端子、报警输出端子；液氮容器的底部通过测量连接管道与液位测量器的差压传感器相连接，液氮容器的上部侧壁上连接有排压阀，排压阀的另一端与大气连通，主处理器连接的信号输出端子与排压阀控制连接。本实用新型装置采用差压式液位测量法，根据公式将压差转化为被测液体的高度，通过差压传感器测量压差来确定液面的高度，测量精度高。
【IPC分类】F17C13/02, G01F23/14
【公开号】CN205208140
【申请号】CN201520955228
【发明人】黄阿娟, 冯欣宇, 卞荣耀, 何智
【申请人】安徽万瑞冷电科技有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年11月24日