超导磁体低温液位监测单元的设计与实现

doi:10.11938/cjmr20140402

波谱学杂志 ›› 2014, Vol. 31 ›› Issue (4): 465-476.doi: 10.11938/cjmr20140402

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超导磁体低温液位监测单元的设计与实现

陆建昌1,2，朱天雄1，陈俊飞1,2，李正刚1，刘朝阳1*

1. 波谱与原子分子物理国家重点实验室，武汉磁共振中心（中国科学院武汉物理与数学研究所），湖北武汉 430071;
2. 中国科学院大学，北京 100049

收稿日期:2014-05-29 修回日期:2014-10-29 出版日期:2014-12-05 在线发表日期:2014-12-05
作者简介:陆建昌(1983-)，男，广西蒙山人，硕士研究生，电子与通信工程专业，E-mail：lujc2001@163.com. *通讯联系人：刘朝阳，电话：027-87198790，E-mail：chyliu@wipm.ac.cn
基金资助:
国家重大科学仪器设备开发专项资助项目(2011YQ120035)．

Design and Implementation of a Low-Temperature Liquid Level Monitor Unit for Superconducting Magnets

LU Jian-chang1,2，ZHU Tian-xiong1，CHEN Jun-fei1,2，LI Zheng-gang1，LIU Chao-yang1*

1. State Key Laboratory of Magnetic Resonance and Atomic and Molecular Physics, Wuhan Center for Magnetic Resonance(Wuhan Institute of Physics and Mathematics, Chinese Academy of Sciences), Wuhan 430071, China;
2. University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Received:2014-05-29 Revised:2014-10-29 Published:2014-12-05 Online:2014-12-05
About author:*Corresponding author：LIU Chao-yang, Tel: +86-027-87198790, E-mail: chyliu@wipm.ac.cn.
Supported by:
国家重大科学仪器设备开发专项资助项目(2011YQ120035)．

摘要/Abstract

摘要：

介绍了一种应用于超导磁体的低温液位监测单元的设计与实现．设计了压控电流源电路和电压-频率转换电路用于液氦的液位测量，并设计了电容-频率转换电路用于液氮的液位测量；设计了以STM32 微控制器为核心的数字电路，用于压控电流源的控制、频率信号的处理和液位监测数据的数字化显示；同时通过CAN 总线把液位的监测数据自动发送至上位机，完成液位监测单元的远程控制．测试结果证明了该设计的可行性．

关键词: 超导磁体, 液氦, 液氮, 液位监测, 微控制器, CAN 总线

Abstract:

The design and implementation of a low-temperature liquid level monitor unit used in superconducting magnets is introduced. In the design, voltage-controlled current source circuit and voltage-frequency conversion circuit are used in liquid helium level measurement, and capacitance-frequency conversion circuit is used in liquid nitrogen level measurement. Digital circuit based on STM32 microcontroller is used to control the voltage-controlled current source, process the frequency signal, display the liquid-level data, send the liquid-level data to the upper computer and use CAN bus to complete the remote control of the unit. The feasibility of the design was demonstrated by experimental measurements.

Key words: superconducting magnet, liquid helium, liquid nitrogen, liquid-level monitoring, microcontroller, CAN bus

中图分类号:

O482.53

陆建昌1,2，朱天雄1，陈俊飞1,2，李正刚1，刘朝阳1*. 超导磁体低温液位监测单元的设计与实现[J]. 波谱学杂志, 2014, 31(4): 465-476.

LU Jian-chang1,2，ZHU Tian-xiong1，CHEN Jun-fei1,2，LI Zheng-gang1，LIU Chao-yang1*. Design and Implementation of a Low-Temperature Liquid Level Monitor Unit for Superconducting Magnets[J]. Chinese Journal of Magnetic Resonance, 2014, 31(4): 465-476.

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