脉冲强磁场科学实验站低温液位测量系统

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1、分类号学号M201271346学校代码10487密级硕士学位论文脉冲强磁场科学实验站低温液位测量系统学位申请人：龙卓学科专业：电气工程指导教师：夏正才教授答辩日期：2015年5月20日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringCryogenicLiquidLevelMeasurementSysteminPulsedMagneticFieldScienceExperimentStationCandidate:ZhuoLONGMajor:El

2、ectricalEngineeringSupervisor:Prof.ZhengcaiXIAHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文

3、作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要脉冲强磁场特殊的实验条件需要有极低温环境的支持，传统的液位测量方式大多是针对常温液体而展开的研究和研制，并不适用于脉冲强磁场低温液体系统。本研究从

4、分析传统液位计的测量原理、分析改进液位计的功能、设计相应的硬件和软件以及分析比较不同设计方案的优点与缺点等几个方面对原有的测量系统进行改进和优化，从而得到能适用于脉冲强磁场低温液体系统的液位测量系统。具体研究结果包括：（1）详细介绍了现阶段液位测量的状况。对现有运用比较广泛的液位测量方法进行研究和分析，总结其优势和劣势，为低温液位计的设计提供合理参考。（2）对传统电容式液位计进行原理研究并对其缺陷进行分析，针对其主要问题设计出了差分法电容式液位传感器。基于振荡法的原理，利用555定时器以及单片机对该液位计的硬件电路进行设计和制作。根据硬件电路以及系统测量需要，完成了

5、该液位计的软件设计以及编程。（3）对热电偶式液位计进行原理研究并就其主要缺陷进行改进设计，完成了加热型热电偶式液位传感器的设计。根据该液位计的分析和介绍，设计了电压放大电路、模数转换电路、数据处理电路以及恒流源加热电路等硬件设计。再根据系统测量的要求，进行了相关的软件程序的设计和完善。（4）分别对两种不同的低温液位计方案进行实验测试，并对比和分析改良前后的数据结果，得出的结论：改良后的液位计方案的测量精度和稳定性均有很大的提升，并且两种不同的改良设计可以运用于不同条件的低温环境。关键词：低温液位测量；电容液位计；热电偶液位计；脉冲强磁场I华中科技大学硕士学位论文Ab

6、stractPulsedmagneticfieldspecialexperimentalconditionsneedthesupportofextremelylowtemperatureenvironment,thetraditionalwaysoflevelmeasurementaremostlydesignedandusedforthenormaltemperatureliquid,andmostofthemarenotsuitableforcryogenicliquidsysteminpulsedmagneticfield.Thisstudyanalyzest

7、heprincipleoftraditionalliquidlevelmeasurement,thefunctionofimprovedliquidlevelmeasurement,thedesignofthecorrespondinghardwareandsoftware.Italsocomparestheadvantagesanddisadvantagesofdifferentdesignsofliquidlevelmeasurementsystem,andfinallyputforwardtheimprovedandoptimaldesignofliqui