低温实验系统、低温实验系统的液位测定方法和复温方法与流程

1.本发明涉及低温工程技术领域，特别涉及一种低温实验系统、低温实验系统的液位测定方法和复温方法。


背景技术：

2.低温实验系统在进行低温液体浸泡实验时，低温液体的液位高度对实验的正常运行和准确性有较大影响，因此，在实验过程中需要实时监测低温液体的液位。
3.相关技术的低温实验系统，通常做法是在低温液体的盛放空间内设置低温液位计，通过低温液位计测量液位。但是低温液位计受安装精度，测量线的非正常弯折、电磁干扰、低温液体扰动等因素影响较大，使得测量值存在较大误差，严重影响低温实验系统的正常运行和实验结果的准确性。
4.因此，目前亟待需要一种低温实验系统、低温实验系统的液位测定方法和复温方法来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种低温实验系统、低温实验系统的液位测定方法和复温方法，可以准确监测实验系统中低温液体的液位高度，保证低温实验的准确性。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种低温实验系统，包括：第一筒体，内盛装有低温液体，实验对象浸泡在所述低温液体内；第三筒体，同轴套设在所述第一筒体的外部，所述第三筒体的顶端与所述第一筒体的外壁密封连接，且所述第一筒体和所述第三筒体之间的腔室为真空腔室；至少一个测量组件，每个所述测量组件均包括空心环、测压装置和进气管，所述进气管的第一端与所述空心环连通，第二端与供气设备连通，所述测压装置安装在所述进气管上；所述进气管用于向所述空心环充装第一气体，所述测压装置用于测量所述空心环内的气体压强，所述第一气体的饱和温度不高于所述低温液体的饱和温度；沿所述第一筒体的轴向，每个所述空心环依次套设于所述第一筒体的外壁上，每个空心环内的气体压强均与所述第一筒体内的液位高度成对应关系，以基于每个空心环内的气体压强确定所述低温液体的液位高度。
7.在一种可能的设计中，还包括第二筒体，套设在所述第一筒体和所述第三筒体之间，所述第二筒体的顶端与所述第一筒体的外壁密封连接，且所述第一筒体和所述第二筒体之间的腔室以及所述第二筒体和所述第三筒体之间的腔室均为真空腔室；每个所述空心环分别位于所述第一筒体和所述第二筒体之间的腔室。
8.在一种可能的设计中，每个所述测量组件还包括出气管，所述出气管的第一端与所述空心环连通，第二端与外界连通；当需要对所述实验对象进行复温时，通过所述进气管和所述出气管使复温气体在所述空心环内流动，以提高所述实验对象的温度。
9.在一种可能的设计中，针对每个测量组件，进气管的第一端与空心环的连通位置和出气管的第一端与空心环的连通位置使复温气体在该空心环内的流通路径最长。
10.在一种可能的设计中，每个所述进气管的第二端和每个所述出气管的第二端均设置有真空阀门。
11.在一种可能的设计中，每个空心环内的气体压强与第一筒体内的液位高度的对应关系是通过如下方法确定的：在所述第一筒体内竖直安装一根液位计；将每个所述空心环进行抽真空处理，并利用每个进气管分别向与其对应的空心环充装第一气体；每隔第一时间间隔，向所述第一筒体注入低温液体；针对每个第一时间间隔，利用所述液位计测量该第一时间间隔下的液位高度，以及利用每个测压装置测量该第一时间间隔下的气体压强；基于液位计测量得到的每个液位高度和每个测压装置测量得到的每个气体压强，确定每个空心环内的气体压强与第一筒体内的液位高度的对应关系。
12.在一种可能的设计中，所述测量组件的数量为一个，该空心环的顶端高于所述低温液体的最高液位，底端低于所述低温液体的最低液位；所述基于每个空心环内的气体压强确定所述低温液体的液位高度，包括：从该对应关系中确定出与该空心环内的气体压强对应的液位高度；将该液位高度确定为低温液体的液位高度。
13.在一种可能的设计中，所述测量组件的数量为多个，沿所述第一筒体的轴向，最上端的空心环的顶端高于所述低温液体的最高液位，最下端的空心环的底端低于所述低温液体的最低液位；所述基于每个空心环内的气体压强确定所述低温液体的液位高度，包括：基于所述对应关系，确定每个空心环内的最大压强和最小压强；基于所述最大压强和所述最小压强确定目标空心环，所述目标空心环内的气体压强大于所述最小压强且小于所述最大压强；从所述对应关系中找出与该目标空心环内的气体压强对应的液位高度；将该液位高度确定为低温液体的液位高度。
14.第二方面，本发明实施例提供了一种低温实验系统的液位测定方法，应用于上述任一设计中的低温实验系统，方法包括：利用每个所述进气管分别向每个所述空心环内充装第一气体；每隔第二时间间隔，利用每个所述测压装置分别测量当前时刻每个空心环内的气体压强；基于当前时刻每个空心环内的气体压强与每个空心环内的气体压强与所述第一筒体内的液位高度的对应关系，确定所述第一筒体内的低温液体在当前时刻的液位高度。
15.第三方面，本发明实施例提供了一种低温实验系统的复温方法，应用于上述第三种~第八种任一设计中的低温实验系统，包括：通过所述进气管向每个所述空心环通入复温气体，以使所述复温气体在空心环内与第一筒体的外壁换热后从所述出气管排出；
测量所述出气管的出气温度，当出气温度大于预设温度时，停止向所述空心环内充入复温气体。
16.本发明实施例提供了一种低温实验系统、低温实验系统的液位测定方法和复温方法，该低温实验系统包括第一筒体、第三筒体和至少一个测量组件，第一筒体和第三筒体之间的腔室为真空腔室，可以减少低温液体和空心环内的气体与外界换热，保证低温液体和空心环内气体温度的稳定性。通过在空心环内充装第一气体，且第一气体的饱和温度不高于低温液体的饱和温度，可以保证第一气体在空心环内始终保持气态。工作时，随低温液体的液位变化，部分空心环内的压强会发生变化，而空心环内的压强与低温液体的液位高度存在对应关系，因此，可以根据空心环内的压强确定出低温液体的液位高度。本技术基于压强与低温液体液位高度的相关性确定液位高度，而不是使用传统的液位计测量液位高度，可以避免由于液位计安装精度差以及电磁干扰等因素造成的测量误差，从而可以方便、准确检测低温液体的液位高度，保证低温实验的正常进行和实验的准确性。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明一实施例提供的低温实验系统的示意图；图2是本发明一实施例提供的低温实验系统的结构示意图；图3是本发明另一实施例提供的低温实验系统的结构示意图；图4是本发明一实施例提供的低温实验系统的液位测定方法的流程示意图；图5是本发明一实施例提供的低温实验系统的复温方法的流程示意图。
19.附图标记：1-第一筒体；2-第二筒体；3-第三筒体；4-测量组件；41-空心环；42-测压装置；43-进气管；44-出气管；45-真空阀门。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.如图1-图3所示，本发明实施例提供了一种低温实验系统，包括：第一筒体1，内盛装有低温液体，实验对象浸泡在低温液体内；第三筒体3，同轴套设在第一筒体1的外部，第三筒体3的顶端与第一筒体1的外壁密封连接，且第一筒体1和第三筒体3之间的腔室为真空腔室；
至少一个测量组件4，每个测量组件4均包括空心环41、测压装置42和进气管43，进气管43的第一端与空心环41连通，第二端与供气设备连通，测压装置42安装在进气管43上；进气管43用于向空心环41充装第一气体，测压装置42用于测量空心环41内的气体压强，第一气体的饱和温度不高于低温液体的饱和温度；沿第一筒体1的轴向，每个空心环41依次套设于第一筒体1的外壁上，每个空心环41内的气体压强均与第一筒体1内的液位高度成对应关系，以基于每个空心环41内的气体压强确定低温液体的液位高度。
22.本发明实施例中，第一筒体1和第三筒体3之间的腔室为真空腔室，可以减少低温液体和空心环41内的气体与外界换热，保证低温液体和空心环41内气体温度的稳定性。通过在空心环41内充装第一气体，且第一气体的饱和温度不高于低温液体的饱和温度，可以保证第一气体在空心环41内始终保持气态。工作时，随低温液体的液位变化，部分空心环41内的压强会发生变化，而空心环41内的压强与低温液体的液位高度存在对应关系，因此，可以根据空心环41内的压强确定出低温液体的液位高度。本技术基于压强与低温液体液位高度的相关性确定液位高度，而不是使用传统的液位计测量液位高度，可以避免由于液位计安装精度差以及电磁干扰等因素造成的测量误差，从而可以方便、准确检测低温液体的液位高度，保证低温实验的正常进行和实验的准确性。
23.需要说明的是，低温液体可以是液氦或液氮，第一气体的饱和温度不低于液氦或液氮的饱和温度，从而保证第一气体始终处于气态。例如，当低温液氦的温度为4.2k时，需要保证第一气体在4.2k的温度下不液化，本技术不对第一气体的具体种类做限定，用户可以根据低温液体的性质自主确定。另外，测压装置42可以是精密的压力表或压力变送器。
24.此外，实验对象可以是超导磁体，超导磁体内存在超导线圈。实验时，为了保证实验的正常进行和实验的准确性，需保证低温液体的最低液位没过超导线圈，最高液位高于第一筒体1的二分之一且低于第一筒体1的三分之二。若液位太低，不能维持实验所需的低温环境，若液位太高，则低温液体蒸发太快，增加低温液体的消耗，并容易导致第一筒体1的顶部结冰。因此，本技术不对低温液体的最低液位和最高液位进行限定，用户可以根据实验对象和实验要求确定。
25.需要说明的是，第一筒体1的顶端连接有进液管和排气管，当低温液体的液位低于最低液位时，可以通过进液管补充低温液体，当第一筒体1内的压力超过预设值时，可以通过排气管排放汽化的低温液体，以维持第一筒体1内的压力稳定。
26.在一些实施方式中，每个空心环41内的气体压强与第一筒体1内的液位高度的对应关系是通过如下方法确定的：在第一筒体1内竖直安装一根液位计；将每个空心环41进行抽真空处理，并利用每个进气管43分别向与其对应的空心环41充装第一气体；每隔第一时间间隔，向第一筒体1注入低温液体；针对每个第一时间间隔，利用液位计测量该第一时间间隔下的液位高度，以及利用每个测压装置42测量该第一时间间隔下的气体压强；基于液位计测量得到的每个液位高度和每个测压装置42测量得到的每个气体压强，确定每个空心环41内的气体压强与第一筒体1内的液位高度的对应关系。
27.在该实施例中，利用超高精度的液位计对压强和液位高度进行标定，确定在不同液位高度下，每个空心环41内的压强值。可以理解的是，第一时间间隔越小，相邻液位高度的差值越小，得出的对应关系越准确，但标定越复杂，反之亦然，用户可以根据实验时液位的波动程度和精度要求确定。
28.需要说明的是，低温液体的液位线对应第一筒体1的最低温度所处的位置，即液位线以下的第一筒体1的壁面温度均为低温液体的饱和温度，空心环41内的气体与第一筒体1的外壁面接触形成对流换热，即实现低温液体的冷量传递至空心环41内的气体，使得空心环41内的气体温度下降，进一步使得密闭的空心环41内气体压强降低，即实现低温液体的液位与压强的对应关系。
29.基于上述原理，在一些实施方式中，当测量组件4的数量为一个时，该空心环41的顶端高于低温液体的最高液位，底端低于低温液体的最低液位；基于每个空心环41内的气体压强确定低温液体的液位高度，包括：从该对应关系中确定出与该空心环41内的气体压强对应的液位高度；将该液位高度确定为低温液体的液位高度。
30.在该步骤中，低温液体的液位线位于空心环41的顶端和底端之间，当液位高度变化时，沿高度方向的空心环41壁面温度分布变化，由于空心环41内的气体与第一筒体1壁面的对流换热边界条件发生变化，使得空心环41内的气体温度发生变化，从而影响空心环41内的气体压强。当低温液体的液位高度稳定后，气体压强也随之确定，从而可以从对应关系中找出与该压强对应的液位高度，并将该液位高度确定为第一筒体1内的低温液体的液位高度。
31.在一些实施方式中，当测量组件4的数量为多个时，沿第一筒体1的轴向，最上端的空心环41的顶端高于低温液体的最高液位，最下端的空心环41的底端低于低温液体的最低液位；基于每个空心环41内的气体压强确定低温液体的液位高度，包括：基于对应关系，确定每个空心环41内的最大压强和最小压强；基于最大压强和最小压强确定目标空心环41，目标空心环41内的气体压强大于最小压强且小于最大压强；从对应关系中找出与该目标空心环41内的气体压强对应的液位高度；将该液位高度确定为低温液体的液位高度。
32.在该步骤中，对于液位线以下的空心环41，其内部温度最低，压强最小；对于液位线以上的空心环41，其内部温度最高，压强最大。而当低温液体的液位线位于某个空心环41的顶端和底端之间时，其内部的气体温度介于最高温度和最低温度之间，即压强位于最大压强和最小压强之间。因此，可以将该空心环41作为目标空心环41，并将与该压强对应的液位高度确定为第一筒体1内的低温液体的液位高度。
33.需要说明的是，相邻空心环41之间的间距应尽可能的小，从而保证任一时刻的液位线，均能找到一个目标空心环41，以使液位线位于目标空心环41的顶端和底端之间。此外，在确定每个空心环41的气体压强与第一筒体1内的液位高度的对应关系时，向每个空心环41充入第一气体后的初始压强，等于在真实实验时向每个空心环41充入第一气体后的初始压强。
34.在一些实施方式中，还包括第二筒体2，套设在第一筒体1和第三筒体3之间，第二筒体2的顶端与第一筒体1的外壁密封连接，且第一筒体1和第二筒体2之间的腔室以及第二筒体2和第三筒体3之间的腔室均为真空腔室；每个空心环41均位于第一筒体1和第二筒体2之间的腔室。
35.在该实施例中，将空心环41设置于第一筒体1和第二筒体2之间，可以进一步减小空心环41与外界的换热，保证空心环41温度的稳定性，从而准确监测实验系统中低温液体的液位，保证低温实验的准确性。
36.需要说明的是，由于低温实验系统时的温度极低，因此，当实验结束时，需要对实验对象进行复温。以200kg左右的小型低温超导磁体为例，磁体比热容按纯铜估算，80k至300k纯铜比热容取平均值cp=350j/(kg
•
k)，若磁体需要在10h左右基本完成升温工作，则升温速率约22k/h，磁体升至常温300k附近时，依据公式q=m
•
cp
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δt可得有效加热功率为440w，取安全系数后，实际加热功能可能需要配置700w以上，显而易见，当低温超导磁体质量增加时，所需加热功率将同步增加。为实现上述加热需求，设置专用低温电加热器是较为常规的技术手段，具体的可以在实验对象本体上安装低温电加热器，主要通过热传导的形式加热实验对象，也可以在实验容器内部设置低温电加热器，通过加热容器内的介质（例如氮气、氦气等）然后通过对流换热的形式间接加热实验对象。但是，当低温实验对象采用电加热器复温时，存在如下问题：1、配置的专用低温电加热器需要额外占用实验空间；2、在低温态下，或者常温与低温反复热冲击下，需要保持较高可靠性；3、对于较大功率低温电加热器，设计时需要与实验对象高度匹配，即保证较高加热效率，同时也要注意不能形成局部热点，以免造成电加热器本身和实验对象（例如低温超导磁体）的热损伤，造成不可逆的影响和损失。
37.基于上述问题，本发明提供的低温实验系统中，每个测量组件4还包括出气管44，出气管44的第一端与空心环41连通，第二端与外界连通；当需要对实验对象进行复温时，通过进气管43和出气管44使复温气体在空心环41内流动，以提高实验对象的温度。
38.在该实施例中，通过设置出气管44，可以在实验结束时通过进气管43向每个空心环41内通入复温气体，复温气体与低温液体换热后再从出气管44排出，如此可以实现对低温液体的持续加热。该方法与设置专用低温加热器相比，第一方面，无需配置电气元件、结构简单、可靠性高、成本低。第二方面，加热面位于第一筒体1外表面，不占用实验空间，有利于实验空间的充分利用或是减小低温实验容器的尺寸，降低成本；第三方面，因复温气体流动换热均匀性高，不会产生局部热点现象，复温时安全性较高，不会导致例如低温超导磁体等实验对象的意外损伤。另外，空心环41可以是完整的一圈，也可以不完整，当为不完整圈时需要在端部密封。
39.如图2和图3所示，在一些实施方式中，为了进一步提高换热效率，针对每个测量组件4，进气管43的第一端与空心环41的连通位置和出气管44的第一端与空心环41的连通位置使复温气体在该空心环41内的流通路径最长，如此，可以实现实验对象的快速复温。例如，当空心环41为完整的一圈时，进气管43的第一端与空心环41的连通位置和出气管44的第一端与空心环41的连通位置沿第一筒体1的轴线对称。当空心环41不为完整的一圈时，进气管43的第一端与空心环41的连通位置和出气管44的第一端与空心环41的连通位置分别
位于空心环41周向的两端。
40.还需要说明的是，在一些实施方式中，每个进气管43的第二端和每个出气管44的第二端均设置有真空阀门45。真空阀门45密封性好，可以防止外界空气泄露至空心环41，影响测量结果的准确性。
41.当然，进气管43和出气管44上还可以设置调节阀和温度表等组件，以实现气体的流量调节和温度检测，本技术只给出了保证实验所需的最少组件，并不是对实验系统的限制。
42.如图4所示，本发明实施例还提供了一种低温实验系统的液位测定方法，应用于上述任一实施例提供的低温实验系统，方法包括：步骤400，利用每个进气管43分别向每个空心环41内充装第一气体；步骤402，每隔第二时间间隔，利用每个测压装置42分别测量当前时刻每个空心环41内的气体压强；步骤404，基于当前时刻每个空心环41内的气体压强与每个空心环41内的气体压强与第一筒体1内的液位高度的对应关系，确定第一筒体1内的低温液体在当前时刻的液位高度。
43.如图5所示，本发明实施例还提供了一种低温实验系统的复温方法，应用于上述任一实施例提供的低温实验系统，方法包括：步骤500，通过进气管43向每个空心环41通入复温气体，以使复温气体在空心环41内与第一筒体1的外壁换热后从出气管44排出；步骤502，测量出气管44的出气温度，当出气温度大于预设温度时，停止向空心环41内充入复温气体。
44.在向空心环41通入复温气体之前，先排出大部分低温介质，以利于实验对象复温；在向空心环41通入复温气体时，待测压装置42显示空心环41内的压强与大气压接近时，开启出气管44的真空阀门45，以防止外部空气进入空心环41。复温气体持续流入、流出空心环41，如此，复温气体即可持续与第一筒体1进行流动换热，实现对第一筒体1的均匀复温。此外，第一筒体1内部残存的工作介质蒸发成气态，并与第一筒体1和实验对象同时进行对流换热，将复温气体的热量最终传递给实验对象，完成实验对象的均匀复温。
45.最后，通过进气管43、出气管44上设置的调节阀，可实现复温速度的调控，当出气管44流出的复温气体温度与室温基本相同时，即完成实验对象的复温过程，当需要快速复温时，可对输入的复温气体预先加热后再输入。
46.需要说明的是，本实施例提供的液位测定方法和复温方法和上一实施例提供的低温实现系统具有相同的技术效果，在此对本实施例中各实施方式的技术效果不进行赘述。
47.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
…”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
48.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种低温实验系统，其特征在于，包括：第一筒体（1），内盛装有低温液体，实验对象浸泡在所述低温液体内；第三筒体（3），同轴套设在所述第一筒体（1）的外部，所述第三筒体（3）的顶端与所述第一筒体（1）的外壁密封连接，且所述第一筒体（1）和所述第三筒体（3）之间的腔室为真空腔室；至少一个测量组件（4），每个所述测量组件（4）均包括空心环（41）、测压装置（42）和进气管（43），所述进气管（43）的第一端与所述空心环（41）连通，第二端与供气设备连通，所述测压装置（42）安装在所述进气管（43）上；所述进气管（43）用于向所述空心环（41）充装第一气体，所述测压装置（42）用于测量所述空心环（41）内的气体压强，所述第一气体的饱和温度不高于所述低温液体的饱和温度；沿所述第一筒体（1）的轴向，每个所述空心环（41）依次套设于所述第一筒体（1）的外壁上，每个空心环（41）内的气体压强均与所述第一筒体（1）内的液位高度成对应关系，以基于每个空心环（41）内的气体压强确定所述低温液体的液位高度。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括第二筒体（2），套设在所述第一筒体（1）和所述第三筒体（3）之间，所述第二筒体（2）的顶端与所述第一筒体（1）的外壁密封连接，且所述第一筒体（1）和所述第二筒体（2）之间的腔室以及所述第二筒体（2）和所述第三筒体（3）之间的腔室均为真空腔室；每个所述空心环（41）分别位于所述第一筒体（1）和所述第二筒体（2）之间的腔室。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个所述测量组件（4）还包括出气管（44），所述出气管（44）的第一端与所述空心环（41）连通，第二端与外界连通；当需要对所述实验对象进行复温时，通过所述进气管（43）和所述出气管（44）使复温气体在所述空心环（41）内流动，以提高所述实验对象的温度。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，针对每个测量组件（4），进气管（43）的第一端与空心环（41）的连通位置和出气管（44）的第一端与空心环（41）的连通位置使复温气体在该空心环（41）内的流通路径最长。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，每个所述进气管（43）的第二端和每个所述出气管（44）的第二端均设置有真空阀门（45）。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个空心环（41）内的气体压强与第一筒体（1）内的液位高度的对应关系是通过如下方法确定的：在所述第一筒体（1）内竖直安装一根液位计；将每个所述空心环（41）进行抽真空处理，并利用每个进气管（43）分别向与其对应的空心环（41）充装第一气体；每隔第一时间间隔，向所述第一筒体（1）注入低温液体；针对每个第一时间间隔，利用所述液位计测量该第一时间间隔下的液位高度，以及利用每个测压装置（42）测量该第一时间间隔下的气体压强；基于液位计测量得到的每个液位高度和每个测压装置（42）测量得到的每个气体压强，确定每个空心环（41）内的气体压强与第一筒体（1）内的液位高度的对应关系。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述测量组件（4）的数量为一个，该空心环（41）的顶端高于所述低温液体的最高液位，底端低于所述低温液体的最低液位；
所述基于每个空心环（41）内的气体压强确定所述低温液体的液位高度，包括：从该对应关系中确定出与该空心环（41）内的气体压强对应的液位高度；将该液位高度确定为低温液体的液位高度。8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述测量组件（4）的数量为多个，沿所述第一筒体（1）的轴向，最上端的空心环（41）的顶端高于所述低温液体的最高液位，最下端的空心环（41）的底端低于所述低温液体的最低液位；所述基于每个空心环（41）内的气体压强确定所述低温液体的液位高度，包括：基于所述对应关系，确定每个空心环（41）内的最大压强和最小压强；基于所述最大压强和所述最小压强确定目标空心环（41），所述目标空心环（41）内的气体压强大于所述最小压强且小于所述最大压强；从所述对应关系中找出与该目标空心环（41）内的气体压强对应的液位高度；将该液位高度确定为低温液体的液位高度。9.一种低温实验系统的液位测定方法，应用于如权利要求1-8任一项所述的低温实验系统，其特征在于，包括：利用每个所述进气管（43）分别向每个所述空心环（41）内充装第一气体；每隔第二时间间隔，利用每个所述测压装置（42）分别测量当前时刻每个空心环（41）内的气体压强；基于当前时刻每个空心环（41）内的气体压强与每个空心环（41）内的气体压强与所述第一筒体（1）内的液位高度的对应关系，确定所述第一筒体（1）内的低温液体在当前时刻的液位高度。10.一种低温实验系统的复温方法，应用于如权利要求3-8任一项所述的低温实验系统，其特征在于，包括：通过所述进气管（43）向每个所述空心环（41）通入复温气体，以使所述复温气体在空心环（41）内与第一筒体（1）的外壁换热后从所述出气管（44）排出；测量所述出气管（44）的出气温度，当出气温度大于预设温度时，停止向所述空心环（41）内充入复温气体。

技术总结
本发明涉及低温工程技术领域，特别涉及一种低温实验系统、低温实验系统的液位测定方法和复温方法，包括：第一筒体，内盛装有低温液体，实验对象浸泡在低温液体内；第三筒体，同轴套设在第一筒体的外部，第一筒体和第三筒体之间的腔室为真空腔室；至少一个测量组件，每个测量组件均包括空心环、测压装置和进气管，进气管的第一端与空心环连通，第二端与供气设备连通，测压装置安装在进气管上；第一气体的饱和温度不高于低温液体的饱和温度；每个空心环依次套设于第一筒体的外壁上，每个空心环内的气体压强均与第一筒体内的液位高度成对应关系，以基于空心环内的气体压强确定低温液体的液位高度。本发明可以准确监测液位高度，保证实验的准确性。实验的准确性。实验的准确性。


技术研发人员：昌锟 崔丽丽 王青青 张洋
受保护的技术使用者：北京中科富海低温科技有限公司
技术研发日：2023.07.25
技术公布日：2023/8/24