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车载杜瓦液氮液位检测及自动补给系统研究
| 论文题名： | 车载杜瓦液氮液位检测及自动补给系统研究 |
| 关键词： | 磁浮列车;高温超导;杜瓦液氮;车辆检测 |
| 摘要： | 近年来，超导一直是科学界的重要课题，随着超导技术的层层突破和不断创新，超导体的应用前景也成为了广泛关注的话题。尤其当临界温度高于液氮温区的高温超导体被发现后，世界各地的研究小组在高温超导磁悬浮技术上面进行了许多探索。2000年底，王家素和王素玉教授率领本研究小组在西南交通大学研发并制造出全球首辆载人高温超导磁悬浮车“世纪号”，2014年本研究小组再次在“世纪号”的基础上研制成功真空管道高温超导磁悬浮原型试验线。真空管道内的低气压环境能有效减少列车在高速行驶过程中受到的空气阻力，使列车可以达到更高运行速度，但同时也会带来一系列新的问题。高温超导磁悬浮列车的工作原理是用液氮冷却高温超导体使其进入并保持超导状态，和永磁轨道相互作用产生悬浮力。在整个列车运行过程中，超导体必须完全浸没在液氮里面才能保证超导体不会失超。 本文对低气压环境下液氮的蒸发特性进行研究，了解低气压环境下液氮的蒸发速度，合理预防失超现象。同时，由于杜瓦的密封性，不能通过肉眼观测内部液氮剩余量，所以提出了一种基于Kalman滤波算法的液氮液位检测方法对液氮余量进行检测，根据液氮余量判断是否需要加注液氮，并且当液氮液位低于一定的阈值时进行报警，进入液氮自动补给流程对杜瓦进行液氮灌装。本车载杜瓦液氮液位检测及自动补给系统采用STM32微处理器作为控制芯片，使用PT100铂电阻及其信号采集电路作为温度采集模块，低温电磁阀作为命令执行模块。涉及的关键技术包括:液位检测技术、Kalman滤波算法、人机界面交互技术、电磁阀控制技术等。本系统属于闭环自动控制系统，其设计的主要难点在于液氮液位检测方法的选择、液位滤波算法的研究、系统实时性和可靠性的实现以及满足用户操作的流畅性和科学性等。 |
| 作者： | 胥译欢 |
| 专业： | 精密仪器及机械 |
| 导师： | 陈建政;邓自刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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