基於差壓監測的液氮容器內液位監控系統的製作方法
2023-11-03 06:04:52
基於差壓監測的液氮容器內液位監控系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於差壓監測的液氮容器內液位監控系統，包括信號處理器、進液電磁閥和微壓差傳感器，進液電磁閥安裝於進液管上，信號處理器控制進液電磁閥的開關，微壓差傳感器的安裝高度大於液氮容器內液氮所能達到的最大高度，微壓差傳感器的第一壓力輸入端通過氮氣管與液氮容器的底部相通連接，微壓差傳感器的第二壓力輸入端與大氣相通，微壓差傳感器的信號輸出端與信號處理器的液位信號輸入端連接。本實用新型將傳統的基於溫度傳感器如鉑電阻傳感器的液氮液位監控系統改變為基於微壓差傳感器的液氮液位監控系統，液位監測精確度顯著提高，而且結構簡單，安裝方便，對液氮容器內的其它部件如託盤的安裝不會造成任何影響。
【專利說明】基於差壓監測的液氮容器內液位監控系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種液氮容器內的液位監控系統，尤其涉及一種基於差壓監測的液氮容器內液位監控系統。
【背景技術】
[0002]液氮容器是一種裝有液氮的容器總稱,有多種用途，比如用於存儲液氮、運輸液氮、低溫保存生物組織等，無論什麼用途的液氮容器，都可能需要對容器內的液氮的液位進行監測。由於液氮溫度極低，至少在零下一百多攝氏度，液氮容器一般都是用設有隔熱夾層的不鏽鋼製作，所以我們不能通過在容器壁上設置透明板的方式觀察液位，也很難通過從上部開口觀察液位。
[0003]為了實時了解液氮液位，尤其是液氮生物容器(即用於保存生物組織的液氮容器)內的液位必須實時監測，一般都在液氮容器上安裝有液位監測系統，該監測系統通過與容器內的液氮接觸並獲取液位信息，並將液位信息傳輸給容器外的信號處理器，若控制器的控制輸出端與進液電磁閥等部件連接，則形成液位監控系統。
[0004]現有的液氮容器內的液位監控系統，其液位檢測端主要以鉬電阻等電子傳感器作為溫度傳感器，多個溫度傳感器由上而下依次設置於液氮容器內的立杆上或直接設於容器內壁上，根據液氮浸泡溫度傳感器與否會產生不同的電壓或電流信號的原理，由容器外的信號處理器實現實時的液位監控。這種結構由於液氮表面與上方的氮氣之間的臨界處具有比較相同的特性，所以會導致液位判斷不夠精確；另外，現有的液位監控裝置所需溫度傳感器較多，成本較高，安裝麻煩，還有可能對容器內的其它部件如託盤的安裝造成影響。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的就在於為了解決上述問題而提供一種結構簡單但檢測準確的基於差壓監測的液氮容器內液位監控系統。
[0006]本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的:
[0007]一種基於差壓監測的液氮容器內液位監控系統，包括信號處理器和進液電磁閥，所述進液電磁閥安裝於進液管上，所述信號處理器的進液控制輸出端與所述進液電磁閥的控制輸入端連接，所述液位監控系統還包括為微壓差傳感器，所述微壓差傳感器的安裝高度大於所述液氮容器內液氮所能達到的最大高度，所述微壓差傳感器的第一壓力輸入端通過氮氣管與所述液氮容器的底部相通連接，所述微壓差傳感器的第二壓力輸入端與大氣相通，所述微壓差傳感器的信號輸出端與所述信號處理器的液位信號輸入端連接。
[0008]上述結構中，微壓差傳感器是一種成熟應用的壓力傳感器，採用高精度、高穩定性的微壓晶片，經嚴格精密溫補償、線性補償、信號放大、V/I轉換、逆極性保護、壓力過載限流等信號處理，其輸出信號精度很高，對微壓差傳感器的兩個壓力輸入端的微小壓差進行精確感應並反映到輸出信號。微壓差傳感器的安裝高度確保了氮氣管內到達微壓差傳感器的第一壓力輸入端的介質一定是氮氣，滿足微壓差傳感器的應用需求，同時，由於氮氣管內的體積始終不變，而氮氣管內的液氮液位卻會隨著液氮容器內的液氮液位而改變，所以氮氣管內的氮氣壓力一定會隨著液氮容器內的液氮液位而改變，即微壓差傳感器的第一壓力輸入端的壓力會隨著液氮容器內的液氮液位而改變，又因為微壓差傳感器的第二壓力輸入端與大氣相通，其壓力始終不變，所以，微壓差傳感器的輸出信號與液氮容器內的液氮液位之間呈現精確的線性關係。
[0009]優選地，所述液氮容器的頂部設有與大氣相通的埠，所述微壓差傳感器的第二壓力輸入端與所述埠連接。在實際應用中，液氮容器頂部的埠實為其本來就存在閒置埠，這裡就順便利用了，微壓差傳感器的第二壓力輸入端與該埠連接後，還是能保持與大氣相通，但同時還起到了防止灰塵汙染的作用。
[0010]進一步，所述液位監控系統還包括第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器和熱排放電磁閥，所述第一溫度傳感器安裝於所述液氮容器內的上部，所述第二溫度傳感器浮於所述液氮容器內的液氮面上，所述進液管上相通連接有熱排放管，所述第三溫度傳感和所述熱排放電磁閥依次安裝於所述熱排放管上，所述第一溫度傳感器的信號輸出端、所述第二溫度傳感器的信號輸出端和所述第三溫度傳感器的信號輸出端分別與所述信號處理器的溫度信號輸入端連接，所述信號處理器的熱排放控制輸出端與所述熱排放電磁閥的控制輸入端連接。增加上述部件後，能夠實時監測液氮容器內的上部和液氮面以及熱排放管上的溫度，為熱排放控制提供依據，並通過熱排放電磁閥實現熱排放。
[0011]本實用新型的有益效果在於:
[0012]本實用新型將傳統的基於溫度傳感器如鉬電阻傳感器的液氮液位監控系統改變為基於微壓差傳感器的液氮液位監控系統，液位監測精確度顯著提高，而且結構簡單，安裝方便，對液氮容器內的其它部件如託盤的安裝不會造成任何影響；通過設置三個溫度傳感器和熱排放電磁閥，實現了根據實時監測溫度來控制熱排放的目的，使液氮容器內的溫度保持在更加合理的範圍內。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型所述基於差壓監測的液氮容器內液位監控系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0015]如圖1所示，本實用新型所述基於差壓監測的液氮容器內液位監控系統包括信號處理器12、進液電磁閥5、微壓差傳感器10、第一溫度傳感器9、第二溫度傳感器8、第三溫度傳感器3和熱排放電磁閥1，進液電磁閥5安裝於進液管4上,信號處理器12的進液控制輸出端與進液電磁閥5的控制輸入端連接,微壓差傳感器10的安裝高度大於液氮容器6內的液氮7所能達到的最大高度，微壓差傳感器10的第一壓力輸入端通過氮氣管11與液氮容器6的底部相通連接，液氮容器6的頂部設有與大氣相通的埠(為常規結構，圖中未不出)，微壓差傳感器10的第二壓力輸入端與埠連接,微壓差傳感器10的信號輸出端與信號處理器12的液位信號輸入端連接；第一溫度傳感器9安裝於液氮容器6內的上部,第二溫度傳感器8浮於液氮容器6內的液氮7的表面上，進液管4上相通連接有熱排放管2，第三溫度傳感3和熱排放電磁閥I依次安裝於熱排放管2上，第一溫度傳感器9的信號輸出端、第二溫度傳感器8的信號輸出端和第三溫度傳感器3的信號輸出端分別與信號處理器12的溫度信號輸入端連接，信號處理器12的熱排放控制輸出端與熱排放電磁閥I的控制輸入端連接。
[0016]微壓差傳感器10是本液位監控系統的重要部件，可選用重慶橫河川儀有限公司生產的型號為EJA110A、EJA120A或EJA130A的微壓差傳感器。
[0017]如圖1所示，應用時，液氮容器6內的液氮7的液位需要根據實際所需溫度或結合預設液位變化標準而調節，為了控制精確，首先需要對液氮7的實際液位進行精確監測，在連接好氮氣管11後，由於氮氣管11內的體積始終不變，而氮氣管11內的液氮液位卻會隨著液氮容器6內的液氮7的液位而改變，所以氮氣管11內的氮氣壓力一定會隨著液氮容器6內的液氮7的液位而改變，即微壓差傳感器10的第一壓力輸入端的壓力會隨著液氮容器6內的液氮7的液位而改變，又因為微壓差傳感器10的第二壓力輸入端與大氣相通，其壓力始終不變，所以，微壓差傳感器10的輸出信號與液氮容器6內的液氮7的液位之間呈現精確的線性關係，從而能夠精確監測液氮容器6內的液氮7的液位。另外，溫度監測、液位控制、熱排放控制是採用常規方法進行的，在此不再贅述。
[0018]上述實施例只是本實用新型的較佳實施例，並不是對本實用新型技術方案的限制，比如:微壓差傳感器10的第二壓力輸入端可以直接懸空或連接一段「η」形的氣管；只要是不經過創造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現的技術方案，均應視為落入本實用新型專利的權利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種基於差壓監測的液氮容器內液位監控系統，包括信號處理器和進液電磁閥，所述進液電磁閥安裝於進液管上，所述信號處理器的進液控制輸出端與所述進液電磁閥的控制輸入端連接，其特徵在於:所述液位監控系統還包括為微壓差傳感器，所述微壓差傳感器的安裝高度大於所述液氮容器內液氮所能達到的最大高度，所述微壓差傳感器的第一壓力輸入端通過氮氣管與所述液氮容器的底部相通連接，所述微壓差傳感器的第二壓力輸入端與大氣相通，所述微壓差傳感器的信號輸出端與所述信號處理器的液位信號輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的基於差壓監測的液氮容器內液位監控系統，其特徵在於:所述液氮容器的頂部設有與大氣相通的埠，所述微壓差傳感器的第二壓力輸入端與所述埠連接。
3.根據權利要求1或2所述的基於差壓監測的液氮容器內液位監控系統，其特徵在於:所述液位監控系統還包括第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器和熱排放電磁閥，所述第一溫度傳感器安裝於所述液氮容器內的上部，所述第二溫度傳感器浮於所述液氮容器內的液氮面上，所述進液管上相通連接有熱排放管，所述第三溫度傳感和所述熱排放電磁閥依次安裝於所述熱排放管上，所述第一溫度傳感器的信號輸出端、所述第二溫度傳感器的信號輸出端和所述第三溫度傳感器的信號輸出端分別與所述信號處理器的溫度信號輸入端連接，所述信號處理器的熱排放控制輸出端與所述熱排放電磁閥的控制輸入端連接。
【文檔編號】G05D27/02GK203930553SQ201420277662
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月28日 優先權日:2014年5月28日
【發明者】唐文明, 曾卓 申請人:成都盛傑低溫設備有限公司