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上周同事在维护PPMS时发现仪器自带的氦液面计可能不准,找一台旧的氦液面计发现不能用,只有电源指示灯亮,而液面指示灯始终不亮,让我帮忙处理一下。氦液面计是指示盛放液氦的容器内液氦容量的仪器,氦液面计对于超低温试验之所以非常重要,一是因为低温液体的深低温特性与高膨胀率带来的潜在危险性,我曾听说因液氦罐倾倒导致严重事故;二是因为测量不准有可能殃及其他低温设备如导致超导磁体失超损坏;三是因为氦气属于我国稀缺的战略资源非常昂贵,需要尽可能多的回收利用。我见过的氦液面计有三种:一是振动膜型,几年前我留德时用的最频繁,其原理是靠近液面时用因微细室温气流导致的氦液面失稳而产生剧烈的振动,但只有在液面附近才有反应,而液面以上及以下无明显响应,对使用者经验要求甚高;第二种是精密电阻式,使用超导线在液面以上与液面以下的电阻比例不同对总电阻的影响而设计,直接显示液面位置,需要精密的低电阻测量仪表;第三种是粗略电阻式,只在探头底部缠绕超导电阻线圈,通过探头底部在液面上下的超导电阻存在与否判断探头底部在液面以上或液面以下,它相对第一种判断更简单,但又不像第二种对硬件要求那么高,就是本文讨论的这种,图片如下。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/03/201303311102_433110_1611921_3.jpg话说回来,待修复的氦液面计的问题是液面指示灯不亮,一方面是可能因为探头有毛病,另一个就是指示器故障,由于知道其原理,我就拿万用表试试其电阻,但是万用表显示从探头从底部一直提出来均没有明显变化,而拿另一个从外单位借来的好用的指示器显示正常,反复交替实验结果均相同,即万用表读数没有明显变化,始终在9欧附近,而指示器能探测到变化,为什么呢??这个问题姑且不表,因为现在可确定探头没有问题,而指示器肯定有毛病,好在有一台好用的指示器在手,对照着打开指示器,分析其电路结构,只是一个简单的电阻测量和比较显示电路,如下图:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/03/201303311111_433111_1611921_3.jpg通过不长时间的对照排查,最终将问题锁定在电位器上,正常指示器的电位器的工作电阻为40欧,而故障指示器为90欧!于是将故障电位器电阻调节到40欧附近,如下图所示,然后装机调试,修复完成。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/03/201303311117_433112_1611921_3.jpg指示器可以正常工作了,当天就向同事交了差。但我心中的问题并没有O,即:为什么万用表读数在氦液面探头离开液面时没有明显变化,而指示器能探测到变化,二者之间的差异是什么?带着这个问题,我使用一个电位器作为负载对万用表和指示器的输入输出特性进行了对照测试,得到的结果让我一下子豁然开朗:在氦液面探头工作范围内,9欧-40欧,万用表的输出电流约为0.4 mA,而指示器的输出电流则为40 mA,为万用表的100倍!测量电流是万用表不能成为氦液面指示器的关键因素,因为其电流太小,几乎不加热电阻,从而不能让探头在离开液面时迅速从超导态回复到正常态,而指示器专用表可以让其迅速升温至超导电阻以上而带来电阻的明显差异,而此时换成万用表测量,电阻丝在低温氦气环境下由于失去热源又迅速降温成为超导体,所以交替测量也不能看到电阻的明显差异。因此,对于特殊电阻如超导体的电阻测量,测量电流的选择是非常有学问和讲究的,既不能太小而使其对温度的灵敏度下降,又不能太高而让其超过临界电流而失去其灵敏度。本帖的主要目的是作为几年前的一个原创帖“【原创】电阻测量的光与影::Resistance measurement--light and shadow”的补充,兼谈电流参数的调节与选择是电阻测量中超越常规万用表电阻测量的又一关要素。
最近我们这里新装了一台布鲁克400兆宽腔固体NMR,液氦面一般是3天下降1%。上周二灌了一次液氦,按照谱仪自己测定的数值是加到了99.9%。但是2天后降到了99.0%,而后一连一周的时间都是99.0%,没有一点变化,小数点后都没变。不知道各位坛友有没有碰见过这个现象,是正常还是有问题了呢?
往核磁里面灌液氦,液氦钢瓶的压力要放到多少比较合适着急 大家给个意见