[发明专利]用于液氦液面测量的超导液位计

说明书

本发明实施例涉及液氦液面测试技术领域，提供了用于液氦液面测量的超导液位计。用于液氦液面测量的超导液位计包括超导线、加热丝和空心螺杆，其中，超导线的两端分别与安装在空心螺杆上的引线柱连接，加热丝的其中一端与超导线的其中一端连接，并且加热丝的另一端与安装在空心螺杆上的引线柱连接，其中，加热丝绕设在超导线上，并且超导线的主体螺旋缠绕在空心螺杆的外部。本发明实施例提供的用于液氦液面测量的超导液位计，通过独特的螺旋式绕线式结构有效降低了在液氦杜瓦内气体流动复杂条件下超导线损坏的风险，同时此结构也能够增加单位高度内的超导线长度，从而增加了在液面高度变化时的电阻变化值，进而提高了测量精度。

技术领域

本发明涉及液氦液面测试技术领域，特别是涉及一种用于液氦液面测量的超导液位计。

背景技术

液氦的贮存温度为4.2K，一般的液位计难以用于液氦杜瓦内液氦的液面测量，通常采用超导液位计来实现液氦液面的连续测量。目前的液位计一般采用铌钛超导线作为传感器材料。超导线在腐蚀表皮后直径大约只有几十微米，并垂直布置在需要测量液面的液氦容器中，在超导线顶端一般串联有加热丝，在一定的工作电流下，可以实现超导线在液面以下电阻为零，而在液面以上电阻正常的情形，而后根据电阻和液面的线性关系来实现液面的连续测量。但是液氦杜瓦内氦气流动情况有时会很复杂，而超导线直径太小，因此超导线容易发生损坏。此外，对于体积较小的液氦容器而言，其液面有效高度本身较低，采用直线布置的液位计，在液面发生变化时，超导线电阻变化较小，会造成较大的测量误差。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供了一种用于液氦液面测量的超导液位计。

本发明实施例提供的一种用于液氦液面测量的超导液位计，包括超导线、加热丝和空心螺杆，其中，所述超导线的两端分别与安装在所述空心螺杆上的引线柱连接，所述加热丝的其中一端与所述超导线的其中一端连接，并且所述加热丝的另一端与安装在所述空心螺杆上的引线柱连接，其中，所述加热丝绕设在所述超导线上，并且所述超导线的主体螺旋缠绕在所述空心螺杆的外部。

在本发明的一个实施例中，所述空心螺杆的外壁上设置有螺旋状卡槽，并且所述超导线位于所述螺纹状卡槽内。

在本发明的一个实施例中，所述空心螺杆的两端分别安装有上端帽和下端帽，其中，所述上端帽上设置有分别与所述超导线和所述加热丝连接的引线柱。

在本发明的一个实施例中，所述引线柱包括第一引线柱、第二引线柱和第三引线柱，并且所述超导线包括第一端以及位于所述第一端和所述上端帽之间的第二端，其中，所述第二引线柱和所述第三引线柱与所述第一端连接，所述第一引线柱与所述第二端连接。

在本发明的一个实施例中，所述引线柱还包括第四引线柱，其中，所述加热丝的其中一端与所述第四引线柱连接，另一端与所述超导线的第二端连接。

在本发明的一个实施例中，所述第二引线柱和所述第四引线柱与外部电流源连接，所述第一引线柱和所述第三引线柱与外部电压表连接。

在本发明的一个实施例中，所述第二引线柱和所述第三引线柱与所述第一端之间通过引线连接，所述第一引线柱与所述第二端之间通过引线连接。

在本发明的一个实施例中，所述引线和所述加热丝位于所述空心螺杆的内部。

在本发明的一个实施例中，所述空心螺杆的螺距相等，且所述空心螺杆上设置有孔。

在本发明的一个实施例中，所述超导线为超导铌钛单芯线，并且所述加热丝为锰铜加热丝。

本发明实施例提供的用于液氦液面测量的超导液位计，通过独特的螺旋式绕线式结构有效降低了在液氦杜瓦内气体流动复杂条件下超导线损坏的风险，同时此结构也能够增加单位高度内的超导线长度，从而增加了在液面高度变化时的电阻变化值，进而提高了测量精度。

附图说明