Терморезистивный датчик уровня для криогенных жидкостей на основе высокотемпературного сверхпроводника

Применение криогенного и обычного емкостного оборудования требует непрерывного контроля уровня жидкости, который можно выполнять, используя например терморезистивные датчики. Такие датчики имеют хорошую чувствительность, они надежны и компактны, в них отсутствуют подвижные механические части, они работают на постоянном токе и у них нет реактивного сопротивления, что определяет их высокую эксплуатационную эффективность. Приведены результаты исследования терморезистивных датчиков на основе высокотемпературных сверхпроводников в качестве чувствительного элемента прибора для измерения уровня криогенных жидкостей. Основа такого чувствительного элемента - длинномерный композитный проводник с бериллиевой фазой и серебряной матрицей. Такие проводники имеют высокую стабильность, малую тепловую инерцию и хорошую воспроизводимость показаний. Для получения вольт-линейных характеристик опытных образцов таких датчиков было проведено их аналитическое исследование на физико-математической модели и экспериментальное исследование. Для проведения экспериментальных исследований и снятия вольт-линейных характеристик терморезистивных датчиков уровня был создан экспериментальный стенд. Результаты экспериментальных исследований сравнивались с результатами моделирования, что позволило выявить основные факторы, влияющие на свойства таких датчиков. Полученные вольт-линейные характеристики использовались в качестве тарировочных кривых при создании прототипа прибора для измерения уровня жидкого азота. Сравнение расчетных и экспериментальных данных для опытных датчиков на основе высокотемпературных сверхпроводников позволило определить точность расчетной модели, которая для опытных образцов не превышала 13,5% во всем диапазоне измерений.

Литература

[1] Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03). Сер. 03. Вып. 24. М.: ГУП "Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России", 2003. 192 с.

[2] Беляков В.П. Криогенная техника и технология. М.: Энергоиздат, 1982. 272 с.

[3] Дульнев Г.Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Высш. шк., 1994. 345 с.

[4] Информационный бюллетень "Сверхпроводники для электроэнергетики". РНЦ "Курчатовский институт". T. 4. Вып. 6, декабрь 2007. 11с.

[5] Пантакар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М.: Энергоатомиздат, 1984. 152 с.