气管；7-la-第一进气口 ；7_lb_第二进气口 ；7-2a-第一出气口 ；7-2b第二出气口。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施示例对本发明进一步说明:
实施例1:
如图1-3所示，超极化后的氙氮混合气体将从冷阱的第一进气口或第二进气口通入冷阱7。如果液氮液面位置控制合理，由于氙的凝固温度高于液氮温度，所以氙气会变为固体，留存到冷阱7底部。氮气仍然保持气态并从第一出气口或第二出气口被排出，从而实现超极化氙的提纯和收集。图1中的I为液氮加注器，通过加注器上的加注阀门可以控制加注速度。图1中的2为液氮槽，调整液氮加注器的加注速度大于液氮槽2中液氮的挥发速度时，液氮槽2中的液氮液面将上升直至溢流孔高度，此后加注的液氮将从溢流孔溢出，液面位置保持稳定不变。图2为构成液氮槽2的两个部件，液氮槽体a和导流套b。在液氮槽体a的侧壁上沿纵向开有若干溢流孔，在导流套b上与垂线呈45度角方向也依次开有若干溢流孔，导流套b上的溢流孔与液氮槽体a上的溢流孔的个数一致，导流套b上的各个溢流孔的高度与对应的液氮槽体a上的溢流孔高度一致，导流套b上的各个溢流孔在垂直方向错开分布。在导流套b装入液氮槽体a后，导流套b的外壁和液氮槽体a的内壁紧密贴合，通过旋转导流套可以使导流套b上和液氮槽体a上不同高度的溢流孔重合。当溢流孔重合时，多余的液氮将从这里溢出，而没有重合的溢流孔由于有液氮槽体a或导流套b的遮挡，不会有液氮溢出。通过这种设计可以调整需要控制的液氮液面高度。图1中的3为液氮连通回收管及阀门，4为液氮回收杯，当装置使用一段时间后，液氮在杜瓦瓶6内积累到一定的高度可以将杜瓦瓶6内的液氮通过液氮连通回收管及阀门3抽出存入液氮回收杯4，加注到液氮加注器I中循环使用。图1中的5为液位指示标杆，其漂浮在液氮表面，随液氮液面位置起落，可以为操作者指示液氮液面高度。图1中的6为杜瓦瓶，通过保温减少液氮的挥发，节省液氮的使用量。图1中的8为永磁体提供均匀恒定的静磁场，延缓超极化氙的去极化速度。
[0025]通过以上的描述，可以看出根据本发明可以在超极化氙收集过程中自动控制和显示液氮液面位置，防止超极化氙的浪费或者气路的堵塞。同时装置的部件均为抗磁性材料制成，不会对超极化氙周围的磁场产生干扰，不会加快超极化氙的去极化速度。
[0026]实施例2
在如下实验条件时:冷阱7直径3cm，液氮槽2直径6cm，磁体8提供2000G静磁场，液氮加注器I流量为0.05L/min，液氮液面控制在冷阱进气管的底端上下2mm高度位置内，氙氮混合气体比例为氣2%氮98%，通气时间为30分钟。经过纯化后的氣的纯度为99%，氣的留存率为99.2%。
[0027]在其他条件相同的情况下，不进行液氮液面控制时，初始液氮液面高度加注到冷阱进气管戊底端上方3cm时，装置工作到15min时，进气管发生了堵塞无法继续正常工作。经过纯化后的氣的纯度为82%，氣的留存率为99.3%。
[0028]在其他条件相同的情况下，不进行液氮液面控制时，初始液氮液面高度加注到冷阱进气管戊底端时，经过纯化后的氙的纯度为99.1%，氙的留存率为70%。
[0029]通过实例验证可以看出，通过液氮液面控制可以有效提高氙在纯化后的纯度和气体留存率。在不使用液氮页面控制时，可能导致装置无法工作或指标显著下降。
[0030]本文中所描述的具体实施示例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施示例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1.一种用于超极化氙收集的液氮液位控制和显示装置，包括杜瓦瓶(6)，其特征在于，所述杜瓦瓶(6 )内设置有液氮槽(2 )，杜瓦瓶(6 )上设置有用于向液氮槽(2 )注入液氮的液氮加注器(1)，杜瓦瓶(6)上还设置有冷阱(7)，冷阱(7)的冷却端延伸至液氮槽(2)内，还包括一端与杜瓦瓶(6)内连通，另一端与杜瓦瓶(6)外的液氮回收杯(4)连通的液氮连通回收管(3 )，杜瓦瓶(6 )外侧设置有磁体(8 )，液氮槽(2 )上设置有溢流装置。2.根据权利要求1所述的一种用于超极化氙收集的液氮液位控制和显示装置，其特征在于，所述的液氮槽(2)包括液氮槽体(a)和套设在液氮槽体(a)中的导流套(b)，溢流装置包括在液氮槽体(a)各个设定高度设置的槽体溢流孔，溢流装置还包括导流套(b)上设置的若干个套体溢流孔，套体溢流孔与槽体溢流孔的高度一一对应，旋转导流套(b)使得同一高度的槽体溢流孔和套体溢流孔重合时，剩余的槽体溢流孔和套体溢流孔不重合。3.根据权利要求2所述的一种用于超极化氙收集的液氮液位控制和显示装置，其特征在于，还包括液位指示标杆(5)，液位指示标杆(5)包括漂浮在液氮槽体(a)内液氮表面的空心球，空心球连接有延伸出杜瓦瓶(6 )外的指示杆。4.根据权利要求3所述的一种用于超极化氙收集的液氮液位控制和显示装置，其特征在于，所述的冷阱(7)包括出气管和底部延伸至出气管底部的进气管，进气管的上部设置有进气口，出气管的上部设置有出气口。5.根据权利要求4所述的一种用于超极化氙收集的液氮液位控制和显示装置，其特征在于，所述的液氮加注器(I)包括加注器瓶体、盖设在加注器瓶体的进液口的盖体和设置在加注器瓶体上的加注阀门，加注器瓶体的出液口为锥形并延伸至液氮槽(2)内。6.根据权利要求5所述的一种用于超极化氙收集的液氮液位控制和显示装置，其特征在于，所述的液氮连通回收管(3 )上设置有回收阀门。7.根据权利要求6所述的一种用于超极化氙收集的液氮液位控制和显示装置，其特征在于，所述的液氮槽体(a)和导流套(b)均为石英或pyrex玻璃材质；所述的液氮加注器(I)瓶体、盖体和加注阀门均为石英或pyrex玻璃材质；所述的液氮连通回收管(3)和回收阀门均为聚四氟乙烯材质。8.根据权利要求4或5或6或7所述的一种用于超极化氙收集的液氮液位控制和显示装置，其特征在于，所述的液氮槽(2)内的液氮液面位于进气管底端上下2mm高度范围内。
【专利摘要】本发明公开了一种用于超极化氙收集的液氮液位控制和显示装置。装置主要由液氮加注器、液氮槽、液位指示标杆、杜瓦瓶、液氮回收连通器等构件组成。此装置实现了超极化氙收集过程中的液氮液位的自动控制和显示，能够有效避免超极化氙收集过程中，由于液氮液位不稳定造成的超极化氙浪费、超极化氙的纯度降低以及气路的堵塞。
【IPC分类】A61B5/055
【公开号】CN104921726
【申请号】CN201510274966
【发明人】周欣, 阮伟伟, 吕植成, 孙献平, 刘买利, 叶朝辉
【申请人】中国科学院武汉物理与数学研究所
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月26日