利用温度传感器测量液化气体液面高度的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供的利用温度传感器测量液化气体液面高度装置，包括：支撑杆；以及定位在所述支撑杆上且间隔预设距离的两个能感测液化气体温度的温度传感器，测量人员根据两个温度传感器所感测的温度、以及两个温度传感器所感测之间的距离即可获得待测液面的高度，此装置结构简单，测量方便。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

G01F23/22本技术涉及一种液化气体液面高度测量装置，尤其涉及一种利用 温度传感器测量液化气体液面高度装置。
技术介绍
一些难以压缩的气体，如氮气、氦、氢气、氧气等在工业中有巨大的用途。这些气体 通常被冷却到极低的温度下成为液态，以增加单位体积内气体的质量。同时，也由于这些液 化的气体温度极低，常被用于冷却和冷冻保藏。如在标准大气压下，液氮的温度为-196°C， 液氦为-268. 94°C，液氢为-252. 76°C，液氧为_183°C。在这样极端低温下，常规的液位计均 无法使用。因此，研究人员相继开发出各类液面测量装置，如申请号为99231001. 6的中国 专利文献中，公开了一种根据液面反射回的红外光的强度来检测液面高度的传感器；还有 在申请号为200910056968. 5的中国专利文献中，公开了一种利用霍尔效应来感测液位的 液位传感器。然而，现有各类可以用于测量液化气体的液面计要么体积庞大，安装不便，要 么成本高昂而仅限于特定条件下使用。因此，迫切需要一种成本低廉且使用方便的液面测 量装置。而在自然界中，氮气、氦、氢气、氧气等虽不容易液化，但其体积和温度变化却都符 合理想气体状态方程，即克拉佩龙方程PV = nRT，其中，P是大气压强；V是气体体积；η是 气体的摩尔数；R是气体摩尔常数；T是气体的绝对温度，也叫开尔文温度。对于作为低温保 存生物样本最常用的液氮而言，R为22. 4升/mol，由于用于低温保存生物样品的液氮容器 通常为非密封容器，因此，P可以视为标准大气压，为常数，由此即可得出液氮容器内液氮气 体体积和温度及摩尔量正相关，即V oc nT。当液氮容器内的气体达到热交换平衡的时候，液 氮容器口气体密度应小于液氮容器中气体密度，才可以避免对流热传导的产生。艮P P空气< P氮气瓶口< P氮气瓶中(a)由于 P = m/V(b)而且液氮容器内气体为单一成分，若m—定的情况下，由式(a)和(b)可推导出V氮气瓶中〉V氮气瓶口艮口 nT氮气瓶口> nT氮气瓶中， 对于同一种气体成分，η 一定，进而可推导出Tewim> Tewfst,考虑到液氮容器内，液氮上方的气体层的温度分布是线性的，连续渐变的，同时， 气体体积V =气柱截面积S *气柱高度L，由于气柱截面积相同，由此进一步可以看出，在一 个标准大气压下，在液氮容器内的气体达到平衡的状态下，液氮容器内气柱高度L与温度 相关联。因此，如何利用气柱高度L与温度相关联的这一特征，开发一种成本低廉的液面 测量装置，已成为本领域技术人员需要解决的课题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种成本低廉且使用方便的液化气体液面高度测量直ο为达上述目的及其他目的，本技术提供的利用温度传感器测量液化气体液面 高度装置，包括支撑杆；以及固定在所述支撑杆上且间隔预设距离的两个能感测液化气 体温度的温度传感器。上述支撑杆为硬制支撑杆。上述利用温度传感器测量液化气体液面高度装置还可包括与所述两温度传感器 相连接且用于根据两温度传感器感测的温度数据进行计算的数据处理装置，其中，所述数 据处理装置可为根据Lx= (T1-Tc) ^ V(T0-T1)来计算待测液化气体液面高度的计算装置。优选的，上述支撑杆上可具有尺寸刻度。上述两温度传感器可都为PT100型温度传感器。较佳的，两温度传感器中的一者 以活动方式定位在所述支撑杆上。综上所述，本技术的利用温度传感器测量液化气体液面高度装置通过设置在 同一支撑杆上的两个温度传感器所测得温度进行计算，即可获得待测液面的高度，其结构 简单，测量便捷。也可以在支撑杆上按照预设距离纵向设置3个以上的温度传感器，以获得 更为准确的数据。本技术中以下或以上包括本数。本技术的其他方面由于本文的公开内容，对本领域技术人员而言是显而易见 的。以下结合附图对本技术进行详细说明。附图说明图1为本技术的利用温度传感器测量液化气体液面高度装置的结构示意图。请参见图1，本技术的利用温度传感器测量液化气体液面高度装置至少包括； 硬制支撑杆、两个温度传感器、及数据处理装置(图中未示出)等。具体实施方式所述硬制支撑杆上可具有尺寸刻度；所述两个温度传感器各自都固定在所述硬制 支撑杆上，且都可以感测液化气体温度，两者之间间隔一定距离，在本实施例中，两者都为 PTlOO型温度传感器，两者之间间隔距离可由测量人员自行确定，距离所述待测液化气体液 面近的温度传感器能沿着所述硬制支撑杆上下移动，即所述硬制支撑杆上可设置滑轨，或 者设有卡槽，相应地，距离所述待测液化气体液面近的温度传感器可设与卡槽配合的卡固 件等等，定位方式并非以本实施例为限，此外，也可将距离所述待测液化气体液面远的温度 传感器以活动方式定位在硬制支撑杆，在此不再一一说明；所述数据处理装置与所述两温 度传感器相连接，用于根据两温度传感器感测的温度数据进行计算，即按照Lx= (T1-Tc) * LcZ(Ttl-T1)来计算待测液化气体液面高度，其中，Lx为距离所述待测液化气体液面近的温度 传感器与待测液化气体液面之间的距离，T0为距离所述待测液化气体液面远的温度传感器 所感测的温度，T1为距离所述待测液化气体液面近的温度传感器所感测的温度，T。为所述 待测液化气体液面的温度，L0为两温度传感器之间的距离。当需要对液氮罐内的液面高度进行测量时，将所述硬制支撑杆从液氮罐罐口放 入，为使测量精确，通常所述硬制支撑杆进入液氮罐内的深度至少应使距离所述待测液化 气体液面远的温度传感器的位置低于液氮罐罐口 10-15公分左右，以避免该温度传感器因 过于接近液氮罐罐口，而使其测量结果因产生的挥发氮气和室温空气之间的热交换而受到 影响。需说明的是，硬制支撑杆进入液氮罐内的深度的数值可以根据实际应用情况进行调整。Ltl的值可以在5-20公分之间，该数值可以根据实际情况做相应调整。如此，根据二个 温度传感器各自感测出的温度，由SLx= (T1-Tc) ^ V(T0-T1)即可计算出Lx。由于式Lx = (T1-Tc)女LcZ(Ttl-T1)仅仅适用于距离所述待测液化气体液面近的 温度传感器不低于液氮罐内液面的高度时才适用，故，当将所述硬制支撑杆从液氮罐罐口 逐步放入时，若距离所述待测液化气体液面近的温度传感器感测出的温度为液氮罐内液氮 的温度时，说明此时距离所述待测液化气体液面近的温度传感器处于液氮罐内液氮液面位 置，由此即可获知液氮罐内液面高度。为减小误差，测量人员可进行多次重复测量。综上所述，本技术的利用温度传感器测量液化气体液面高度装置通过两个 PT100型温度传感器即可有效检测出液氮罐内液面的高度，其结构简单，使用方便。在本技术提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被 单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本技术的上述讲授内容之后，本领域技 术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求 书所限定的范围。权利要求一种利用温度传感器测量液化气体液面高度装置，其特征在于包括支撑杆；定位在所述支撑杆上的两个能感测液化气体温度的温度传感器，两温度传感器间隔预设距离。2.根据权利要求1所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用温度传感器测量液化气体液面高度装置，其特征在于包括：支撑杆；定位在所述支撑杆上的两个能感测液化气体温度的温度传感器，两温度传感器间隔预设距离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张扬，
申请(专利权)人：上海医药临床研究中心，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]