專利名稱：氣壓機自動輸液氮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及氣壓機自動輸送低溫液體裝置，該低溫液體可以是液氮、液氬、液氦、液氧等。
背景技術(shù)：
在很多情況下，要對液氮進行輸送。液氮具有不同于水的諸多特性如溫度低、常溫下易氣化等特點，因此其輸送裝置和系統(tǒng)具有特殊性。目前，有采用氣壓機輸送液氮的方式，但不易實現(xiàn)靈敏的自動控制；有靠加熱片加熱密封罐內(nèi)液氮所產(chǎn)生的蒸汽氣壓差來輸送液氮的方式，但控制也不夠靈敏。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述已有的液氮輸送裝置存在的問題，本實用新型的目的是提出一種利用計算機控制的氣壓機自動輸送液氮裝置。
本實用新型的氣壓機自動輸送液氮裝置包括液氮母缸1、液氮子缸2、輸液管3、氣壓機4和計算機5。
如

圖1所示，液氮母缸1為一個容積較大的液氮儲存罐，有一用絕熱材料做的密封蓋101，輸液管3一端穿過密封蓋101伸入該液氮母缸離底部約2cm處，并設(shè)一測溫鉑電阻6，一氣液支管7穿過密封蓋101伸至液氮母缸的缸口，其上端封閉且一分支接電磁閥8，另一分支通過導(dǎo)氣管9與氣壓機4連接。
輸液管3的另一端穿過密封蓋201伸入該液氮子缸2離底部約1cm處，在該液氮子缸的近底部處和近出口處分別設(shè)測溫鉑電阻10、11，液氮子缸為真空夾層容器。鉑電阻6、10和11與電阻/電壓模塊12成電路連接，并通過數(shù)據(jù)采集卡13讀入計算機5，以便實現(xiàn)計算機對液氮輸送的自動控制，14為液氮，15為總電源。計算機5內(nèi)駐留自動輸液氮控制程序。見圖2。
所說的鉑電阻6、10、11及其導(dǎo)線分別裝在各自的孔徑比鉑電阻自身尺寸稍大的絕緣管20中，通過金屬帶22固定在環(huán)氧棒21上，環(huán)氧棒分別固定在密封蓋101、201上，這樣即使這些鉑電阻經(jīng)常從液氮缸中移出，鉑電阻也不會因碰撞而破壞，見圖4。所說的輸液管3為了降低其中的液氮與外界環(huán)境的熱交換，增加輸液氮的效率，在輸液管的外壁，緊緊地套上一層絕熱的泡沫軟管301。
本實用新型具有以下優(yōu)點1.計算機控制，實現(xiàn)了裝置運行的自動化，幾乎不需操作人員看護；2.加液氮和停止加液氮控制靈敏。
說明書附圖圖1為自動輸液氮原理圖；圖2為自動輸液氮軟件控制流程圖；圖3為溫度/電壓轉(zhuǎn)換電路原理圖；圖4為鉑電阻固定機構(gòu)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型的具體實施方式
作進一步的詳細說明如圖3所示，鉑電阻Rt接人運算放大器U1的輸出端，再通過U2和U3運算放大，在輸出端輸出電壓Vo，各電路元件參數(shù)如圖，這樣Vo＝-0.01Rt。
鉑電阻6用來監(jiān)視液氮母缸1是否有液氮，鉑電阻10用來測監(jiān)視液氮子缸2是否有液氮，鉑電阻11用來監(jiān)視子缸2是否快加滿。
本裝置在實際工作時，首先要設(shè)定一些基本參量，即液氮子缸需補充液氮的初始電壓值V開始輸液，停止補液的終止電壓值V停止輸液，以及母缸中液氮量過少而引起報警的電壓值V母缸報警。
通過實驗知道，鉑電阻在液氮中以及液面上電阻值會不同。液氮中電阻最低，隨著鉑電阻離液面的距離越遠，電阻值越高，這就意味著液氮內(nèi)溫度最低，離液面越遠，溫度越高，直到接近或達到大氣中氣溫值。根據(jù)Vo＝-0.01Rt，可知離液面越遠，電壓值越低(因為電壓輸出一直為負的)。例如-180℃時，Rt＝26.81Ω，Vo＝-0.268V；0℃時，Rt＝100Ω，Vo＝-1.0V。
由于實際過程中鉑電阻離液面的距離會不盡不同，同時考慮轉(zhuǎn)換電路的誤差，而且還要考慮到能夠迅速加液氮，迅速停止加液氮，并且保證液氮不溢出也不完全耗干，所以，判斷電壓值V開始輸液、V停止輸液、V母缸報警也不盡相同。
如圖1所示，當(dāng)因鉑電阻10而產(chǎn)生的電壓Vi3＜V開始輸液時，液氮子缸2里的液氮快要耗干；當(dāng)因鉑電阻11產(chǎn)生的電壓Vi4＞V停止輸液時，液氮子缸2里的液氮快要加滿。以前者為加液氮的判斷標準，以后者為停止加液氮的判斷標準。當(dāng)Vi3＜V開始輸液時，數(shù)據(jù)采集卡13第3個數(shù)字通道輸出高電平，繼電器16輸出端導(dǎo)通，氣壓機4工作，第4個通道輸出低電平，繼電器18的輸出端斷開，電磁閥8關(guān)閉，開始加液氮；當(dāng)Vi4＞V停止輸液時，數(shù)據(jù)采集卡13第3個數(shù)字通道輸出低電平，氣壓機4停止工作，第4個數(shù)字通道輸出高電平電磁閥8打開，停止加液氮。直到下一次Vi3＜V開始輸液時，才開始再次加液氮，自動加液氮控制流程如圖2所示。
當(dāng)因鉑電阻6產(chǎn)生的電壓Vi5＜V開始輸液時，液氮母缸1里的液氮快要被排空，數(shù)據(jù)采集卡13輸出高電平，繼電器17輸出端導(dǎo)通，聲光報警器19工作，提醒操作員往母缸加液氮。
試驗表明，本裝置如果擇適當(dāng)?shù)你K電阻位置，并且按以上原則設(shè)定好判斷電壓值V開始輸液、V停止輸液、V母缸報警，選擇適當(dāng)功率和氣流速度的氣壓機，選擇適當(dāng)通氣直徑的電磁閥，加液氮和停止加液氮動作迅速靈敏，控制起來非常方便。
權(quán)利要求1.一種氣壓機自動輸液氮裝置，包括液氮母缸(1)、液氮子缸(2)、輸液管(3)、氣壓機(4)和計算機(5)；其特征在于液氮母缸(1)為一個容積較大的液氮儲存罐，有一用絕熱材料做的密封蓋(101)，輸液管(3)一端穿過密封蓋(101)伸入該液氮母缸離底部約(2cm)處，并設(shè)一測溫鉑電阻(6)，一氣液支管(7)穿過密封蓋(101)伸至液氮母缸的缸口，其上端封閉且一分支接電磁閥(8)；另一分支通過導(dǎo)氣管(9)與氣壓機(4)連接；輸液管(3)的另一端穿過密封蓋(201)伸入液氮子缸(2)離底部約1cm處，在該液氮子缸的近底部處和近出口處分別設(shè)測溫鉑電阻(10、11)，液氮子缸為真空夾層容器；鉑電阻(6、10和11)與電阻/電壓模塊(12)成電路連接，并通過數(shù)據(jù)采集卡(13)讀入計算機(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種氣壓機自動輸液氮裝置，其特征在于所說的鉑電阻(6、10、11)及其導(dǎo)線分別裝在各自的孔徑比鉑電阻自身尺寸稍大的絕緣管(20)中，通過金屬帶(22)固定在環(huán)氧棒(21)上，環(huán)氧棒分別固定在密封蓋(101、201)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種氣壓機自動輸液氮裝置，其特征在于所說的輸液管(3)外壁，緊緊地置有一層絕熱的泡沫軟管(301)。
專利摘要本實用新型公開了一個氣壓機自動輸液氮裝置，包括PC機，數(shù)據(jù)采集卡，測溫電阻，溫度/電壓轉(zhuǎn)化模塊，氣壓機，電磁閥，液氮子缸，液氮母缸，PC機內(nèi)駐留自動輸液氮控制程序。本裝置的最大優(yōu)點是計算機控制，實現(xiàn)了裝置運行的自動化，幾乎不需操作人員看護；加液氮和停止加液氮控制靈敏。另外本實用新型也適用于其它低溫?zé)o毒無腐蝕性液體如液氬、液氦、液氧等的自動輸送。
文檔編號F17D3/01GK2777341SQ20042011048
公開日2006年5月3日 申請日期2004年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者吳禮剛, 朱三根, 龔海梅, 劉大福, 李向陽, 方家熊 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所