一种深冷介质液位检测系统装置及低温纯化器的制作方法

1.本实用新型属于纯化技术领域，涉及液氦液氢等深冷介质的低温纯化，尤其涉及一种深冷介质液位检测装置。


背景技术：

2.氢气氦气等特殊使用的工艺气体，因为前段工艺机台纯度需求，需要采用相应的净化提纯措施。在纯化技术领域，一种用于深冷分离提纯工艺介质的纯化装置，低温纯化器已经被大量的运用于国内外相关领域，低温纯化器配备三层夹套的低温纯化罐，最外层为真空加层，用来绝热保冷；次内层为液氮存储层，冷却去除工艺介质气体中的水、氧、氩、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等杂质；最内层设置有螺旋状低温纯化盘管；同时设置有氮气加热器，用以生成高温氮气对纯化罐进行再生。
3.由于纯化装置纯化罐内的温度是能否有效除杂质的关键参数，若要保证低温纯化，需要实时根据夹套液氮的液位，调节液氮进口阀，适时地补充液氮，因此，要求液位的反映及时灵敏。同时低温液氮为-197℃深冷介质，测量液位的仪表材质需要耐低温，此外在纯化器再生时，夹套液氮排空，需要通入120℃高温氮气，液氮液位仪表也需要能够耐高温气体。
4.cn113340377a公开了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。
5.cn101813505a公开了一种液氦液位仪，包括握持件、细长件和特种温度敏感变色涂层，握持件安设在细长件的第一端部，特种温度敏感变色涂层沿细长件的长度方向涂覆在其侧面上，特种温度敏感变色涂层在常温下的颜色与在液氦中的颜色有差异，特种温度敏感变色涂层是层状硅酸盐涂层，细长件的横截面为圆弧形、l形、工字形、圆形、椭圆形、半圆形、矩形等，特种温度敏感变色涂层涂覆在细长件的至少一个侧面上，细长件的侧面上设置有从细长件的第二端部起始向第一端部轴向延伸的尺度标码。
6.cn105446252a公开了一种液位测量装置，包括液位计本体，液位计本体包括一体式焊接成型的本体测量管、连接法兰及高温旋塞阀，连接法兰固接在所述本体测量管的一端部，高温旋塞阀通过连接法兰与本体测量管连接为一体，高温旋塞阀与连接法兰之间还设置有夹套式伴热管，液位测量装置还包括捅针，捅针由高温旋塞阀插入并贯穿液位计本体。本实用新型还提供了一种气体介入式液位测量系统，用于反应装置，测量系统包括如上所述的液位测量装置，测量系统还包括液位控制单元和反吹系统。
7.针对深冷介质的特殊性，液氮液位仪表需要具备耐高低温的特点，同时应具有较高的精度，且响应时间短，能够及时反映液位情况。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种深冷介质液位检测系统装置及低温纯化器，耐深冷，耐高温，精度高，响应时间短，能够有效及时的进行补液氮调节，提高整个纯化装置的可靠性。
9.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
10.第一方面，本实用新型提供了一种深冷介质液位检测系统装置，用于测量深冷介质的液位，所述的深冷介质液位检测系统装置包括测量本体与端子接线组件，所述的测量本体包括至少两个测温组件，所述的至少两个测温组件独立地通过信号导线连接所述的端子接线组件，所述的至少两个测温组件与液面之间的距离各不相同，所述的信号导线外分别套设有保护套管，所述的保护套管与信号导线一一对应，所述保护套管的长度各不相同。
11.本实用新型提供的深冷介质液位检测系统装置，耐深冷，耐高温，精度高，响应时间短，能够及时反映液位情况，有效及时的进行补液氮调节，有利于提高整个纯化装置的可靠性。
12.需要说明的是，本实用新型中的深冷介质液位检测系统装置中各个测温组件与液面之间的距离各不相同，相互独立，随着深冷介质液位逐渐下降，处于不同高度的测温组件测量的温度逐渐升高，进而反映出液位情况。本实用新型中的测量组件可采用热电阻，示例性地，采可用pt1000(铂热电阻)，其阻值会随着温度的上升呈现出匀速增长，耐温范围再-200℃～600℃，pt1000的反映灵敏度高，响应时间能够低至0.06s。本实用新型中的深冷介质液位检测系统装置结构简单，精度高，应用范围广，特别适用于测量低温纯化装置内的液氮，其中液氮的温度为-173℃。
13.作为本实用新型一个优选技术方案，所述的测量本体还包括空心夹套，所述的空心夹套用于固定保护套管远离测温组件的一端，所述的信号导线依次贯穿所述的保护套管与空心夹套，并连接所述的端子接线组件。
14.需要说明的是，本实用新型中信号导线采用耐低温补偿导线电缆，具有防冻、耐低温、耐侵蚀的特点，且能够保证在低温工作条件下，测量温度的准确度不会受到电缆输送途径中的环境温湿度的影响。
15.作为本实用新型一个优选技术方案，所述的测量本体还包括限位件，所述限位件的表面开设至少两个通孔，所述的保护套管分别穿过所述的通孔，并与所述的空心夹套进行连接。
16.需要说明的是，本实用新型中的限位件的设置能够保证相邻的保护套管之间相互独立，互不接触，避免由于干扰降低测温的精确度。
17.作为本实用新型一个优选技术方案，所述的空心夹套靠近所述信号导线一侧的表面设置有保冷层。
18.需要说明的是，本实用新型中设置的保冷层，能够防止空心夹套内的低温传导到空心夹套外部，其中保冷层可采用环氧树脂、低温胶或固化剂。另外，本实用新型中保护套管与空心夹套螺纹连接。
19.作为本实用新型一个优选技术方案，所述保护套管靠近测温组件的一端设置低温涂层，所述的低温涂层用于将测温组件固定于所述保护套管的端部。
20.作为本实用新型一个优选技术方案，所述的低温涂层为环氧树脂、低温胶或固化
剂。
21.需要说明的是，本实用新型中设置的低温涂层将测温组件固定于保护套管的端部，使得测温组件与深冷介质有效接触，同时避免深冷介质流入保护套管内，影响温度信号的传输，具有耐低温，粘度低的特性，可采用真空浇注的方式注入保护套管内。
22.作为本实用新型一个优选技术方案，所述的深冷介质液位检测系统装置还包括控制组件，所述的控制组件电性连接所述的测量本体，所述的控制组件包括显示器，所述的显示器用于显示至少两个所述测温组件的温度。
23.作为本实用新型一个优选技术方案，所述的测量本体包括四个测温组件，分别记为第一测温组件、第二测温组件、第三测温组件与第四测温组件，所述的第一测温组件、第二测温组件、第三测温组件与第四测温组件的一端独立地通过信号导线连接所述的端子接线组件，所述第一测温组件、第二测温组件、第三测温组件与第四测温组件与液位之间的距离各不相同。
24.第二方面，本实用新型提供了一种低温纯化器，所述的低温纯化器包括第一方面所述的深冷介质液位检测系统装置，所述的低温纯化器包括密封腔室，所述的腔室内充满深冷介质，所述深冷介质液位检测系统装置的测量本体伸入所述的深冷介质内。
25.作为本实用新型一个优选技术方案，所述的低温纯化器还包括主控装置，所述的主控装置包括存储组件与驱动组件，所述的存储组件电性连接所述的深冷介质液位检测系统装置，所述的存储组件根据测温组件测量得到的温度信息，控制所述的驱动组件调节密封腔室内深冷介质的液位。
26.本实用新型提供的低温纯化器中将深冷介质液位检测系统装置的测量本体伸入内，将不同的位置测量组件进行接线至主控装置，根据各个测量组件的温度显示，对低温纯化器内液氮的位置做出分段指示，适时调节进液氮阀门开度，控制低温纯化器内的液氮一直处于所需求的液位。
27.示例性地，本实用新型提供的深冷介质液位检测系统装置的使用方法如下所述：
28.(1)根据现场低温纯化器内深冷介质的液位，确定不同测温组件合适的安装位置，将测温组件置于相应地合适的位点；采用低温胶将测温组件与信号导线进行固定，并将信号导线分别由相应的保护套管的一端引进，随后将环氧树脂、低温胶或固化剂分别注入保护套管内形成低温涂层，利用限位件将各个保护套管的另一端进行限位，并与空心夹套进行螺纹连接，向空心夹套内注入环氧树脂、低温胶或固化剂形成保冷层；最后将信号导线依次贯穿保护套管与空心夹套，与端子接线组件进行连接。
29.(2)待上述各个部件进行固定后，将测量本体插入低温纯化器内的液位口，将不同的位置进行接线至主控装置，根据各个部件的温度显示来对液氮的位置做出分段指示，适时调节进液氮阀门开度，控制液氮一直处于所需求的液位。
30.所述系统是指设备系统、装置系统或生产装置。
31.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
32.本实用新型提供的一种深冷介质液位检测系统装置及低温纯化器，具有耐深冷，耐高温，精度高，响应时间短的特点，在使用过程中，能够有效及时的进行补液氮调节，提高整个纯化装置的可靠性。
附图说明
33.图1为本实用新型一个具体实施方式提供的深冷介质液位检测系统装置的测量本体的结构示意图。
34.其中，1-测温组件；2-信号导线；3-保护套管；4-低温涂层；5-限位件；6-空心夹套；7-端子接线组件。
具体实施方式
35.需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
36.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
38.在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种深冷介质液位检测系统装置，用于测量深冷介质的液位，如图1所示，所述的深冷介质液位检测系统装置包括测量本体与端子接线组件7，所述的测量本体包括至少两个测温组件1，所述的至少两个测温组件1独立地通过信号导线2连接所述的端子接线组件7，所述的至少两个测温组件1与液面之间的距离各不相同，所述的信号导线2外分别套设有保护套管3，所述的保护套管3与信号导线2一一对应，所述保护套管3的长度各不相同。
39.本实用新型中的深冷介质液位检测系统装置中各个测温组件1与液面之间的距离各不相同，相互独立，随着深冷介质液位逐渐下降，处于不同高度的测温组件1测量的温度逐渐升高，进而反映出液位情况。本实用新型中的测量组件可采用热电阻，示例性地，采可用pt1000(铂热电阻)，其阻值会随着温度的上升呈现出匀速增长，耐温范围再-200℃～600℃，pt1000的反映灵敏度高，响应时间能够低至0.06s。本实用新型中的深冷介质液位检测系统装置结构简单，精度高，应用范围广，特别适用于测量低温纯化装置内的液氮，其中液氮的温度为-173℃。
40.进一步地，所述的测量本体还包括空心夹套6，所述的空心夹套6用于固定保护套管3远离测温组件1的一端，所述的信号导线2依次贯穿所述的保护套管3与空心夹套6，并连接所述的端子接线组件7。本实用新型中信号导线2采用耐低温补偿导线电缆，具有防冻、耐低温、耐侵蚀的特点，且能够保证在低温工作条件下，测量温度的准确度不会受到电缆输送途径中的环境温湿度的影响。
41.进一步地，所述的测量本体还包括限位件5，所述限位件5的表面开设至少两个通孔，所述的保护套管3分别穿过所述的通孔，并与所述的空心夹套6进行连接。本实用新型中
的限位件5的设置能够保证相邻的保护套管3之间相互独立，互不接触，避免由于干扰降低测温的精确度。
42.进一步地，所述的空心夹套6靠近所述信号导线2一侧的表面设置有保冷层。保冷层的设置能够防止空心夹套6内的低温传导到空心夹套6外部，可采用环氧树脂、低温胶或固化剂制得。所述的保护套管3与空心夹套6螺纹连接。
43.进一步地，所述保护套管3靠近测温组件1的一端设置低温涂层4，所述的低温涂层4用于将测温组件1固定于所述保护套管3的端部。
44.进一步地，所述的低温涂层4为环氧树脂、低温胶或固化剂。本实用新型中设置的低温涂层4将测温组件1固定于保护套管3的端部，使得测温组件1与深冷介质有效接触，同时避免深冷介质流入保护套管3内，影响温度信号的传输，具有耐低温，粘度低的特性，可采用真空浇注的方式注入保护套管3内。
45.进一步地，所述的深冷介质液位检测系统装置还包括控制组件，所述的控制组件电性连接所述的测量本体，所述的控制组件包括显示器，所述的显示器用于显示至少两个所述测温组件1的温度。
46.进一步地，所述的测量本体包括四个测温组件1，分别记为第一测温组件、第二测温组件、第三测温组件与第四测温组件，所述的第一测温组件、第二测温组件、第三测温组件与第四测温组件的一端独立地通过信号导线2连接所述的端子接线组件7，所述第一测温组件、第二测温组件、第三测温组件与第四测温组件与液位之间的距离各不相同。
47.在另一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种低温纯化器，所述的低温纯化器包括第一方面所述的深冷介质液位检测系统装置，所述的低温纯化器包括密封腔室，所述的腔室内充满深冷介质，所述深冷介质液位检测系统装置的测量本体伸入所述的深冷介质内。
48.进一步地，所述的低温纯化器还包括主控装置，所述的主控装置包括存储组件与驱动组件，所述的存储组件电性连接所述的深冷介质液位检测系统装置，所述的存储组件根据测温组件1测量得到的温度信息，控制所述的驱动组件调节密封腔室内深冷介质的液位。
49.本实用新型提供的低温纯化器中将深冷介质液位检测系统装置的测量本体伸入内，将不同的位置测量组件进行接线至主控装置，根据各个测量组件的温度显示，对低温纯化器内液氮的位置做出分段指示，适时调节进液氮阀门开度，控制低温纯化器内的液氮一直处于所需求的液位。
50.示例性地，本实用新型提供的深冷介质液位检测系统装置的使用方法如下所述：
51.(1)根据现场低温纯化器内深冷介质的液位，确定不同测温组件1合适的安装位置，将测温组件1置于相应地合适的位点；采用低温胶将测温组件1与信号导线2进行固定，并将信号导线2分别由相应的保护套管3的一端引进，随后将环氧树脂、低温胶或固化剂分别注入保护套管3内形成低温涂层4，利用限位件5将各个保护套管3的另一端进行限位，并与空心夹套6进行螺纹连接，向空心夹套6内注入环氧树脂、低温胶或固化剂形成保冷层；最后将信号导线2依次贯穿保护套管3与空心夹套6，与端子接线组件7进行连接。
52.(2)待上述各个部件进行固定后，将测量本体插入低温纯化器内的液位口，将不同的位置进行接线至主控装置，根据各个部件的温度显示来对液氮的位置做出分段指示，适
时调节进液氮阀门开度，控制液氮一直处于所需求的液位。
53.本实用新型提供的深冷介质液位检测系统装置及低温纯化器，具有耐深冷，耐高温，精度高，响应时间短的特点，在使用过程中，能够有效及时的进行补液氮调节，提高整个纯化装置的可靠性。
54.申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。