AMI 1700 Manual

Revision 4 - July 2022
American Magnetics, Inc.
P.O. Box 2509, 112 Flint Road, Oak Ridge, TN 37831-2509, Tel: [phone], Fax: [phone]
MODEL 1700
LIQUID LEVEL INSTRUMENT
(LIQUID HELIUM VERSION)
INSTALLATION, OPERATION, AND
MAINTENANCE INSTRUCTIONS
EXCELLENCE IN MAGNETICS AND CRYOGENICS
1 Cover Page

REV 4 I
AMERICAN MAGNETICS, INC. TABLE OF CONTENTS
Foreword ................................................................................. vii
Purpose and Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .vii
Contents of this Manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .vii
General Precautions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii
Cryogen Safety Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .x
Safety Legend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .x
Equipment Warnings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi
Instrument Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi
Introduction ...............................................................................1
Model 1700 Instrument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
Superconducting Level Sensors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Digitally-Controlled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
System Flexibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Intuitive Human-Interface Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Measurement Flexibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Real Time Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Analog Outputs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Signal Relays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Model 1700 Front Panel Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
Model 1700 Rear Panel Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
Model 1700 Specifications @ 25°C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

ii REV 4
AMERICAN MAGNETICS, INC. TABLE OF CONTENTS
Installation.................................................................................9
Unpacking and Inspecting the Instrument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Mounting the Model 1700 Instrument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Liquid Helium Level Sensor Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Connecting the Liquid Helium Level Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Configuring an Autofill System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
LHe Autofill System Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Power Requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Connecting the Analog Outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
0-10 VDC Recorder Output. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4-20 mA Current Loop Output. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Operation................................................................................ 15
Energizing the Model 1700 Instrument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Screen Navigation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Home Screen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Home Screen Footer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Editing a Field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Navigating the Instrument Menus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Menu Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Screen Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Superconducting (Liquid Helium) Level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Configure the instrument to display helium level. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Sensor Burnout Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Sampled or Continuous Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Other Liquid Helium Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Alarms and Relays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Alarm Status Screen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Level-Based Alarms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Multiple alarms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Configuring Alarm Setpoints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Acknowledging an Alarm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Muting an Alarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Configuring Relay Setpoints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

REV 4 III
AMERICAN MAGNETICS, INC. TABLE OF CONTENTS
Configure the Autofill Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
Setting the autofill parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Enable the Autofill function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Clearing the Autofill Timeout Alarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Select the appropriate units on the display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
Analog output signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
Configuring the Analog Outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Ethernet Connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
IP Addressing Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Serial Connectivity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
Configuring the
RS-232 Settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Abnormal Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
Dirty Helium Sensor Operational Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Resetting the Instrument to Factory Defaults . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Shutting the Instrument Down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
Calibration ...............................................................................41
Setting the System Date and Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Superconductivity-Based (Liquid Helium) Level Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
Verify the Liquid Helium Sensor Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Sensor Sample Interval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Sensor Active Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Continuous Measure Time Limit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Sensor Name . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Remote Interface Reference.....................................................47
SCPI Command Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
RS-232 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
Serial port connector and cabling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Command/return termination characters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Ethernet Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
Ethernet Connector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Termination Characters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

iv REV 4
AMERICAN MAGNETICS, INC. TABLE OF CONTENTS
Port Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Command Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
System Related Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Display Configuration Commands and Queries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Relay Configuration Commands and Queries. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Alarm Configuration Commands and Queries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Measurement Commands and Queries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Fill Control and Queries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
HE Channel Sampling Commands and Queries. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Assignment Commands and Queries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
HE Channel Calibration Commands and Queries. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Remote Units Commands and Queries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Error Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Legacy Command Reference. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Commands for Controlling the Units of Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Commands for Configuring Permanent Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Querying the Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Returning a Level Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Service and Repair ................................................................... 71
Cleaning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
User Replaceable Parts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Battery Replacement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Low Battery Indication. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Tools Required . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Fuse Replacement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Tools Required . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Firmware Upgrade Via Ethernet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Upgrade via SCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Appendix ................................................................................. 79
Serial (RS-232) Connector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

REV 4 V
AMERICAN MAGNETICS, INC. TABLE OF CONTENTS
Ethernet Connector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80
Liquid Helium Connector J1 Wiring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81
Aux I/O Connector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82
Troubleshooting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83
Instrument Displays “LOSS OF SENSOR” Condition for LHe Level Measurement . . . . . . . . . . . . . . 83
Instrument Displays “SENSOR PROTECTED” Condition for LHe Measurement . . . . . . . . . . . . . . . 83
System Test Screens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
System Logs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Glossary ...................................................................................93
Abbreviations and Acronyms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .93
Index........................................................................................95

vi REV 4
AMERICAN MAGNETICS, INC. TABLE OF CONTENTS

AMERICAN MAGNETICS, INC. FOREWORD
REV 44 VII
FOREWORD
PURPOSE AND SCOPE
This manual contains the operation and maintenance instructions for the
American Magnetics, Inc. Model 1700 Liquid Level Control Instrument
and outlines applications for various system configurations. Since it is
not possible to cover all equipment combinations for all magnet systems,
only the most common configurations are discussed. The user is
encouraged to contact an authorized AMI Technical Support
Representative for information regarding specific configurations not
explicitly covered in this manual. This manual refers to the instrument as
configured for liquid helium operation.
CONTENTS OF THIS MANUAL
Introduction describes the functions, specifications, and characteristics
of the Model 1700 Instrument. It provides illustrations of the front and
rear panel layouts as well as documenting the performance
specifications. Additional information is provided in the form of system
block diagrams.
Installation describes how the Model 1700 Instrument is unpacked and
installed in conjunction with ancillary equipment in typical systems.
Block-level diagrams document the interconnects for various system
configurations.
Operation describes how the Model 1700 Instrument is used to monitor
liquid helium levels.
Calibration describes the calibration technique for liquid helium level
sensors.

VIII REV 4
AMERICAN MAGNETICS, INC. FOREWORD : GENERAL PRECAUTIONS
Remote Interface Reference documents all remote commands and
queries available through the Model 1700 Instrument RS-232 and
Ethernet interfaces. A quick-reference summary of commands is
provided as well as a detailed description of each.
The Appendix and Glossary sections support the information in the
sections listed above. See the Appendix section when referenced from
other sections. See the Glossary for any words or acronyms presented
in the above sections, requiring a more complete understanding.
GENERAL PRECAUTIONS
Cryogen Safety
The two most common cryogenic liquids used in superconducting
magnet systems are nitrogen and helium. Both of these cryogens are
extremely cold at atmospheric pressure (321°F and 452°F,
respectively). The following paragraphs outline safe handling
precautions for these liquids.
Personnel handling cryogenic liquids should be thoroughly instructed
and trained as to the nature of the liquids. Training is essential to
minimize accidental spilling. Due to the low temperature of these
materials, a cryogen spilled on many objects or surfaces may damage
the surface or cause the object to shatter, often in an explosive manner.
Inert gases released into a confined or inadequately ventilated space
can displace sufficient oxygen to make the local atmosphere incapable
of sustaining life. Liquefied gases are potentially extreme suffocation
hazards since a small amount of liquid will vaporize and yield a very
large volume of oxygen-displacing gas. Always ensure the location
where the cryogen is used is well ventilated. Breathing air with
insufficient oxygen content may cause unconsciousness without
warning. If a space is suspect, purge the space completely with air and
test before entry. If this is not possible, wear a forced-air respirator and
enter only with a co-worker standing by wearing a forced-air respirator.
Cryogenic liquids, due to their extremely low temperatures, will also burn
the skin in a similar manner as would hot liquids. Never permit cryogenic
liquids to come into contact with the skin or allow liquid nitrogen to soak
clothing. Serious burns may result from careless handling. Never touch
uninsulated pipes or vessels containing cryogenic liquids. Flesh will stick
to extremely cold materials. Even nonmetallic materials are dangerous
to touch at low temperatures. The vapors expelled during the venting
process are sufficiently cold to burn flesh or freeze optic tissues.
Insulated gloves should be used to prevent frost-bite when operating
valves on cryogenic tanks. Be cautious with valves on cryogenic