当液位≤启动阈值时，控制单元判定 “需补液”，向补液执行单元发送 “启动指令”；

当液位≥停止阈值时，控制单元判定 “补液完成”，发送 “停止指令”；

若液位在阈值区间内，系统保持 “待机状态”，持续监测液位变化。

对于低压补液场景（如实验室小型液氮槽），通过电磁阀控制管路通断，结合流量计调节补液流量（通常控制在 5-10L/min，避免流速过快导致槽内液氮飞溅）；

对于高压大流量场景（如工业大型储罐），采用变频补液泵，根据液位差动态调整泵频（如液位越低，泵频越高，提升补液效率），同时通过压力传感器监测管路压力（避免超压导致管路破裂）。

液位异常：若补液 10 分钟后液位仍未上升（可能因管路堵塞），或液位骤降（可能因泄漏），系统触发 “液位报警”；

压力异常：若管路压力≥额定压力 1.2 倍（如 1.92MPa，对应额定压力 1.6MPa），触发 “超压报警”，同时自动关闭补液阀；

设备故障：若电磁阀卡滞、泵体过载，控制单元检测到电流异常（如电流超过额定值 1.1 倍），触发 “设备故障报警”，并切断电源保护设备。

PLC 控制器：适用于工业复杂场景（如多储罐联动补液），推荐西门子 S7-1200 系列（工作温度 - 25℃~70℃，支持 Modbus 通讯，可接入车间中控系统）；

工业级单片机：适用于小型简单场景（如实验室单槽补液），推荐 STM32L4 系列（低功耗，工作温度 - 40℃~85℃，可直接驱动电磁阀）；

关键参数：工作温度需覆盖使用环境（如室外场景需耐 - 30℃以下），输入输出接口需匹配传感器与执行器（如至少 2 路模拟量输入、4 路数字量输出）。

低温电磁阀：选用 304 不锈钢阀体 + 聚四氟乙烯密封件（耐 - 200℃），压力等级需≥系统额定压力（如 1.6MPa），推荐品牌如派克 Parker 6D 系列；

变频补液泵：选用低温磁力驱动泵（无轴封，避免泄漏），流量范围根据储罐容积确定（如 1000L 储罐选 50-100L/min 流量泵），电机需为防爆等级（如 Ex d IIB T4，适用于工业易燃易爆场景）；

管路组件：采用 304 或 316L 不锈钢管（壁厚≥2mm，耐低温冲击），阀门与管路连接需用低温专用金属缠绕垫片（避免普通垫片低温脆裂）。

本地报警：声光报警器（音量≥85dB，灯光为红色闪烁，便于现场人员察觉）、本地触摸屏（显示故障类型，如 “液位异常 - 管路堵塞”）；

远程报警：通过 4G / 以太网模块将报警信号发送至管理人员手机（如短信、APP 推送），同时接入车间 DCS 系统（工业场景）或实验室监控平台（科研场景）；

安全联动：超压报警时需联动 “紧急切断阀”（关闭液氮源），泄漏报警时需联动 “防爆排风扇”（降低氮气浓度）。

核心需求：液位控制精度高（误差≤±1%），避免补液时液氮扰动影响实验（如生物样本冷冻）；

流程优化：

核心需求：补液效率高（1 小时内完成 1000L 储罐补液），与晶圆冷却设备联锁，避免断供导致生产中断；

流程优化：

核心需求：符合医疗 GMP 认证（组件材质需食品级），避免液氮污染（如干细胞储存）；

流程优化：

定期校准：

液位传感器：每 3 个月用 “称重法” 校准（排空液氮后称重，再注入已知重量的液氮，对比传感器显示液位与实际液位）；

压力传感器：每 6 个月用标准压力源校准（如 0-2.5MPa 标准压力表），确保误差≤±0.5%；

组件检查：

每周检查电磁阀密封面（是否有液氮泄漏痕迹，如结霜异常），每月更换一次电磁阀密封垫片；

每季度检查补液泵润滑脂（需用低温专用润滑脂，如壳牌 Pura PE 220），避免低温下润滑失效；

环境清理：

保持液位传感器探头清洁（避免霜层堆积影响检测），可用常温压缩空气吹扫（禁止用热水冲洗）；

定期清理报警单元的声光报警器（避免灰尘遮挡灯光、堵塞喇叭）。

选型注意事项：

避免 “过度选型”：实验室小型槽体无需选工业级 PLC（可用单片机替代，降低成本）；

关注 “低温等级”：室外场景组件需耐 - 30℃以下（如东北冬季），室内场景可耐 - 20℃即可；

安装注意事项：

液位传感器安装：远离补液口和槽体底部（避免底部沉积物影响检测），安装高度需覆盖 “启动 - 停止” 液位区间；

管路安装：需预留 “低温收缩余量”（如 10 米管路预留 50mm 收缩量），避免低温下管路拉裂；

接地处理：控制单元与设备外壳需可靠接地（接地电阻≤4Ω），避免电磁干扰导致系统误动作。