在高温超导磁悬浮车运行过程中,必须时刻监测低温系统中的液氮液位以保证高温超导磁悬浮车的安全运行。 由于杜瓦瓶尺寸及强磁场的限制,市面上现有的液位传感器无法对杜瓦瓶中液氮液位进行监测。为此选用薄膜式铂电阻温度传感器Pt100,用测温的方式实现对液氮液位的间接测量。 本设计利用温度传感器阻值随温度变化的特性,对Pt100阵列提供恒流激励,然后测量每个RTD上的电压,求出其阻值以得出该RTD所处点的温度,判断是否位于液氮液面以下。通过多点综合,最后确定当前杜瓦瓶中的液氮液位。 硬件电路由运放ICL7650构成精密恒流源、利用Pt100制作的液氮液位传感器、利用CD4067构成的48通道差动复用器、电压放大电路和基于μPSD3251的核心模块构成。核心模块则由LED显示电路、JTAG接口电路和RS232/485接口电路构成。测试软件则由LED显示、RS232通信、数字滤波和液位测量等模块构成。最终实现液氮液位的测量、显示和串行数据上传。 通过安装和调试,该装置成功地实现了对高温超导磁悬浮车液氮液位的自动实时监测。试验结果表明,该装置精度为±5mm,可靠性高,灵活性强,速度快,易扩充,性价比高。完全满足高温超导磁悬浮车液氮液位的测试要求。该装置还可用于液氢、液氧等低温液体及油类液体的液位监测。 本设计还存在一些需要改进的地方,如简化模拟信号处理电路,采用单电源工作,提高集成度,采用分辨率更高的ADC等。本设计进一步优化改进,可形成一新型低温液位监测产品。