液氮罐内温度的分布如何测量？

如何测量液氮罐内温度的分布

摘　要：对装有少量液氮的液氮罐内的温度分布进行了系统研究，提出了相应的温度分布模型。研究表明，在10L容积的液氮罐内注入少量液氮时，罐内温度可保持低于-130℃持续约25天，适用于多种场合的超低温保存。通过调节距离液氮面的高度，可选择保存样品的温度范围并控制样品的升降温速度。理论计算的温度分布与测量的结果符合较好，证实了所建立模型的合理性和有效性。

为测量液氮罐内温度的分布，验证所建立模型的正确性，选择常用的10 L 的液氮罐( 内径0. 115 m) ，往罐内注入约4—5 L 液氮，静态放置2
天，待液氮罐系统彻底稳定后，实测液氮罐内上部空间( 约0. 12 m高) 中的温度分布。鉴于所需测量的温度较低，范围广，测量温度的温度计选用数字式铂电阻温度计(
昆明瑞仪表有限公司生产) ，它根据铂丝电阻随温度变化而变的规律来测量温度，Z低可测- 200℃，该温度计的标称误差为± 0. 5 ℃。

由于铂电阻温度计在超低温段的响应时间较长，而液氮的挥发又快，如测量时间过长，热交换将导致液氮罐内的液氮减少，罐内低温氮气所占的空间及相应的温度分布也会随之而改变。

为此，特殊设计了测量装置、液氮罐盖板和控制架。在盖板上方设计了一个角度盘，方便测量不同径向的空间温度;
还在盖板下方添加一个泡沫塞，减少测量时罐内空间与外界的热交换，泡沫塞的ZX开一个小孔，方便铂电阻温度计导线的通过。控制架的设计则包含支架、读数直尺和探头固定3
个部分，其中，固定温度计探头的钢丝伸入液氮罐的一端特别设计有一定的弯角，方便将探头伸入液氮罐以精确测量不同半径点上的温度。

在每次测量前，用水平仪进行水平校准，从而保持液氮罐系统的平正，做到温度测量点在同一平面内，且操作简便，读数快捷，确保测量的准确性和重复性。