专利名称：超低温液体的液面深度测量装置及其液面深度测量方法
技术领域：
本发明涉及超低温测量领域，特别涉及超低温液体液面深度测量技术领域，具体是指一 种超低温液体的液面深度测量装置及其液面深度测量方法。
背景技术：
随着科学技术的不断进步，各类自然科学都在蓬勃发展，而在其中，各种实验性学科的 实践性都很强，并依赖于各种先进的实验设备和特定的实验环境。
特别对于与物理、化学、生物等有关的科学实验室以及医院中，都已经都建立了各种完 备的实验环境，而对于很多实验是需要在超低温环境下进行的，这其中就用到了超低温液体， 其中最常见的就是利用将常温的气体进行超低温液化后形成液态气体，这种液态气体能够为 各种超低温实验提供超低温环境，使用起来非常方便，从而给人们的科研实践带来了很大的 便利。
但是，对于各种不同的超低温实验中所需要的液态气体的量是不同的，这就需要根据需 要较为准确的取用 一定容量的超低温液体，而由于实际盛放超低温液体的容器往往都是不透 明的，同时也很难直接观察容器中的超低温液体的量，而且尚没有一种能够直接测量该超低 温液体的液面深度和体积的设备和方法，因此无法非常明确的知道究竟所取用的量是否符合 要求，如果太多，会造成浪费，如果太少，则在实验过程中无法满足低温保持的要求，从而 可能会导致实验效果不理想甚至失败，从而给人们从事科学研究带来了很大的障碍。
现有技术中，美国专利文献US6，712，996B2公开了一种温度颜色指示器，其中利用不同 温度下的颜色变化来进行温度的指示，其适用范围可以适用于超低温液体中。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够准确测量超低温液体的液 面深度、结构简单、安全实用、使用方便快捷、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的超 低温液体的液面深度测量装置及其液面深度测量方法。
为了实现上述的目的，本发明的超低温液体的液面深度测量装置及其液面深度测量方法如下
该超低温液体的液面深度测量装置，其主要特点是，该测量装置包括
主体测量部，所述的主体测量部侧面设置有从该主体测量部的第一端部起始向该主体测
量部的第二端部纵向延伸的尺度标码，且该主体测量部的侧面上还涂覆有超低温变色涂层，
该超低温变色涂层在常温下的颜色与在超低温液体温度下的颜色具有差异； 握持部，所述的握持部固定连接于所述的主体测量部的第二端部。 该超低温液体的液面深度测量装置中的主体测量部为主体尺度测量杆，所述的尺度标码
从该主体尺度测量杆的第 一端部起始向该主体尺度测量杆的第二端部沿该主体尺度测量杆的
纵向轴线方向延伸。
该超低温液体的液面深度测量装置中的主体尺度测量杆的横截面可以为三角形、矩形、 正方形、菱形、梯形或者多边形，所述的尺度标码设置于该主体尺度测量杆的至少一个侧面 上，且所述的超低温变色涂层设置于该主体尺度测量杆的至少一个未设置尺度标码的侧面上。
该超低温液体的液面深度测量装置中的主体尺度测量杆的横截面也可以为圆形、椭圆形 或者半圓形，所述的尺度标码和超低温变色涂层均设置于该主体尺度测量杆的侧面上且彼此 不重叠。
该超低温液体的液面深度测量装置中的主体尺度测量杆为热容量小的材料构成的杆。
该超低温液体的液面深度测量装置中的主体尺度测量杆为木质细杆。
该超低温液体的液面深度测量装置中的握持部为绝热手把，且该绝热手把沿所述的主体
测量部的纵向延伸。
该超低温液体的液面深度测量装置中的超低温液体为超〗氐温液化气体。 该超低温液体的液面深度测量装置中的超低温液化气体为液态氮或者液态氦。 该使用上述的装置实现超低温液体的液面深度测量的方法，其主要特点是，所述的方法
包括以下步骤
(1 )握住所述的握持部，将所述的主体测量部垂直地从超低温液体的液面快速插入到盛 放该超低温液体的保温容器的底部；
(2)握住所述的握持部，并保持所述的主体测量部不晃动持续第一时间，直至超低温液 体从沐腾状态趋向平静；
(3 )握住所述的握持部，将主体测量部垂直地快速从所述的盛放该超低温液体的保温容 器内拔出；
(4 )读取该主体测量部上的超低温变色涂层的变色临界部位的尺度标码的刻度值，其即
5为超低温液体的液面深度值。
该实现超低温液体的液面深度测量的方法中的第 一时间为五秒钟。
采用了该发明的超低温液体的液面深度测量装置及其液面深度测量方法，由于其中利用 在主体测量部侧面上设置尺度标码和超低温变色涂层，在使用过程中，使用者首先将主体测 量部垂直地快速插入超低温液体的液面直至其液化气体保温容器的底部，同时把握住绝热手 把不晃动直至该超低温液体的液面从沸腾状态趋向平静(大约五秒钟)，随即将主体测量部垂 直地快速从盛放该超低温液体的保温容器内拔出，主体测量部上的超低温变色涂层即会发生 变色，相应的变色的临界部位所对应的刻度值就是超低温液体的液面深度；同时如果随后将 变色的主体测量部在室温下放置一段时间，变色的涂层将会恢复为原色，从而该测量装置可 以重复使用，其不仅能够准确测量出超低温液体的液面深度，从而容易计算出其体积，而且 结构简单方便，安全实用，使用快捷方便，工作性能稳定可靠，适用于各种类型的超低温液 体的保温容器，适用范围较为广泛，为医院以及与物理，化学，生物等有关的科学实验室开 展科学实验提供了有力的保障，给人们的科研实践带来了很大的便利。
图1为本发明的超低温液体的液面深度测量装置的结构示意图。
图2为使用本发明的测量装置进行超低温液体的液面深度测量的示意图。
具体实施例方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。 请参阅图1所示，该超低温液体(主要为液氮或液氦，当然也可以适用于其它超低温液 体)的液面深度测量装置，其中包括
(1) 主体测量部1,所述的主体测量部1侧面设置有从该主体测量部1的第一端部U 起始向该主体测量部1的第二端部12纵向延伸的尺度标码3，且该主体测量部1的侧面上还 涂覆有超低温变色涂层4,该超低温变色涂层4在常温下的颜色与在超低温液体温度下的颜 色具有差异；不仅如此，该超低温变色涂层4在超低温环境下一般经过5秒钟左右会变色， 然后恢复到常温下后，则经过60秒左右的时间后会恢复其本色；
(2) 握持部2，所述的握持部2固定连接于所述的主体测量部1的第二端部12,在本发 明的具体实施方式
中，该握持部2为绝热手把2,且该绝热手把2沿所述的主体测量部1的 纵向延伸。
其中，该主体测量部1为主体尺度测量杆1，所述的尺度标码3从该主体尺度测量杆1的第一端部11起始向该主体尺度测量杆1的第二端部12沿该主体尺度测量杆1的纵向轴线 方向延伸；该主体尺度测量杆1的横截面可以为三角形、矩形、正方形、菱形、梯形或者多 边形，所述的尺度标码3设置于该主体尺度测量杆1的至少一个侧面上，且所述的超低温变 色涂层4设置于该主体尺度测量杆1的至少一个未设置尺度标码的側面上；或者该主体尺度 测量杆1的横截面也可以为圆形、椭圓形或者半圆形，所述的尺度标码3和超低温变色涂层 4均设置于该主体尺度测量杆1的侧面上且彼此不重叠。从而能够更加容易的看出超低温变 色涂层4的变色临界部位所对应的尺度标码3的刻度值。
同时，该主体尺度测量杆1为热容量小的材料构成的杆，在本发明的具体实施方式
中， 该主体尺度测量杆1为木质细杆。
不仅如此，在本发明中，所述的超低温液体通常为超低温液化气体，该超低温液体通常 是通过将常温下的气体经过超低温处理后成为液态后得到的。
再请参阅图2所示，该使用上述的装置实现超低温液体的液面深度测量的方法，其中包 括以下步骤
(1 )握住所述的握持部2,将所述的主体测量部1垂直地从超低温液体6的液面快速插 入到盛放该超低温液体6的保温容器5的底部51;
(2)握住所述的握持部2，并保持所述的主体测量部1不晃动持续第一时间，直至超低 温液体6从沐腾状态趋向平静，该第一时间为五秒钟；
(3 )握住所述的握持部2,将主体测量部1垂直地快速从所述的盛放该超低温液体6的 保温容器5内拔出；
(4)读取该主体测量部1上的超低温变色涂层4的变色临界部位的尺度标码3的刻度值， 其即为超低温液体6的液面深度值。
在实际使用当中，本发明所涉及的该超低温液体6 (通常为液化气体，例如液氮或液氦) 的液面深度的测量装置，包括主体尺度测量杆l、尺度标码3、超低温变色涂层4和绝热手把 2组成。
为了尽量减少测量装置主体尺度测量杆1本身的热容量，即尽量减少主体尺度测量杆1 从常温直接插入超低温下的液化气体液面使其沸腾而液面波动，故此其测量装置主体尺度测 量杆l的本身可能选用其为三面体或者其为四面体的木质细杆，尺度标码3可以选用标准尺 码直接标明在木质细杆三面体或者其为四面体至少其中的一面，尺码由测量装置的主体尺度 测量杆1的一端开始从按小到大的次序排列，超低温的变色涂层4至少就涂抹在木质细杆三 面体或者其为四面体其中至少没有尺度标码3的一个面上，绝热手把2则设置于测量装置的主体尺度测量杆1的另一端，即尺度标码3的刻度值较大的一端。
同时，本发明所设计的实现超低温液体的液面深度的方法，包括使用者用手指捏住绝热 手把2将主体尺度测量杆1垂直地快速插入液化气体液面直至其液化气体保温容器5的底部 51,把握住绝热手把2不晃动直至液化气体液面从沸腾状态趋向平静(大约五秒钟)，随即将 主体尺度测量杆1垂直地快速从液化气体保温容器内拔出，主体尺度测量杆1上超低温的变 色涂层4变色，且在本实施例中是变为绿色，其变色部分所对应的尺度标码3的刻度值就是 液^匕气体液面的深度。
如果此后将变色的主体尺度测量杆1在室温下放置一段时间(如大约60秒钟)，则超低 温下的变色涂层4将会变为原色，在本实施例中为土黄原色，从而使得主体尺度测量杆1可 以实现重复使用。
采用了上述的超低温液体的液面深度测量装置及其液面深度测量方法，由于其中利用在 主体测量部侧面上设置尺度标码和超低温变色涂层，在使用过程中，使用者首先将主体测量 部垂直地快速插入超低温液体的液面直至其液化气体保温容器的底部，同时把握住绝热手把 不晃动直至该超低温液体的液面从沸腾状态趋向平静(大约五秒钟)，随即将主体测量部垂直 地快速从盛放该超低温液体的保温容器内拔出，主体测量部上的超低温变色涂层即会发生变 色，相应的变色的临界部位所对应的刻度值就是超低温液体的液面深度；同时如果随后将变 色的主体测量部在室温下放置一段时间，变色的涂层将会恢复为原色，从而该测量装置可以 重复使用，其不仅能够准确测量出超低温液体的液面深度，从而容易计算出其体积，而且结 构简单方便，安全实用，使用快捷方便，工作性能稳定可靠，适用于各种类型的超低温液体 的保温容器，适用范围较为广泛，为医院以及与物理，化学，生物等有关的科学实验室开展 科学实验提供了有力的保障，给人们的科研实践带来了很大的便利。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种 修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限 制性的。
权利要求
1、一种超低温液体的液面深度测量装置，其特征在于，该测量装置包括主体测量部，所述的主体测量部侧面设置有从该主体测量部的第一端部起始向该主体测量部的第二端部纵向延伸的尺度标码，且该主体测量部的侧面上还涂覆有超低温变色涂层，该超低温变色涂层在常温下的颜色与在超低温液体温度下的颜色具有差异；握持部，所述的握持部固定连接于所述的主体测量部的第二端部。
2、 根据权利要求1所述的超低温液体的液面深度测量装置，其特征在于，所述的主体测 量部为主体尺度测量杆，所述的尺度标码从该主体尺度测量杆的第一端部起始向该主体尺度 测量杆的第二端部沿该主体尺度测量杆的纵向轴线方向延伸。
3、 根据权利要求2所述的超低温液体的液面深度测量装置，其特征在于，所述的主体尺 度测量杆的横截面为三角形、矩形、正方形、菱形..梯形或者多边形，所述的尺度标码设置 于该主体尺度测量杆的至少一个侧面上，且所述的超低温变色涂层设置于该主体尺度测量杆 的至少一个未设置尺度标码的侧面上。
4、 根据权利要求2所述的超低温液体的液面深度测量装置，其特征在于，所述的主体尺 度测量杆的橫截面为圓形、椭圆形或者半圓形，所述的尺度标码和超低温变色涂层均设置于 该主体尺度测量杆的侧面上且彼此不重叠。
5、 根据权利要求2至4中任一项所述的超低温液体的液面深度测量装置，其特征在于， 所述的主体尺度测量杆为热容量']、的材料构成的杆。
6、 根据权利要求5所述的超低温液体的液面深度测量装置，其特征在于，所述的主体尺 度测量杆为木质细杆。
7、 根据权利要求1至4中任一项所述的超低温液体的液面深度测量装置，其特征在于， 所述的握持部为绝热手把，且该绝热手4巴沿所述的主体测量部的纵向延伸。
8、 根据权利要求1至4中任一项所述的超低温液体的液面深度测量装置，其特征在于， 所述的超低温液体为超低温液化气体。
9、 根据权利要求8所述的超低温液体的液面深度测量装置，其特征在于，所述的超低温 液化气体为液态氮或者液态氦。
10、 一种使用权利要求1所述的装置实现超低温液体的液面深度测量的方法，其特征在 于，所述的方法包括以下步骤(1 )握住所述的握持部，将所述的主体测量部垂直地从超低温液体的液面快速插入到盛放该超低温液体的保温容器的底部；(2)握住所述的握持部，并保持所述的主体测量部不晃动持续第一时间，直至超低温液体从彿腾状态趋向平静；(3 )握住所述的握持部，将主体测量部垂直地快速从所述的盛放该超低温液体的保温容 器内拔出；(4)读取该主体测量部上的超低温变色涂层的变色临界部位的尺度标码的刻度值，其即 为超低温液体的液面深度值。
11、根据权利要求IO所述的实现超低温液体的液面深度测量的方法，其特征在于，所述 的第一时间为五秒钟。
全文摘要
本发明涉及一种超低温液体的液面深度测量装置及方法，装置包括主体测量部和握持部，主体测量部侧面设置有从第一端部起始向第二端部纵向延伸的尺度标码，主体测量部侧面涂覆超低温变色涂层，超低温变色涂层在常温下的颜色与在超低温液体温度下的颜色具有差异，握持部连接于主体测量部第二端部。方法包括将主体测量部垂直插入到超低温液体保温容器底部、保持主体测量部不晃动持续第一时间至超低温液体从沸腾状态趋向平静、将主体测量部垂直拔出、读取超低温变色涂层的变色临界部位的尺度标码的刻度即为液面深度值。采用该种超低温液体的液面深度测量装置及方法，结构简单，安全实用，使用快捷方便，稳定可靠，适用范围广泛，给科研实践带来了便利。
文档编号G01F23/00GK101586976SQ20091005433
公开日2009年11月25日 申请日期2009年7月3日 优先权日2009年7月3日
发明者夏耀民, 约瑟夫·W·斯图基 申请人:夏耀民