JP2002252380A - Superconducting magnet device and monitoring method therefor - Google Patents
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は超電導マグネット装
置及びその監視方法に関する。The present invention relates to a superconducting magnet device and a monitoring method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】超電導マグネット装置は、常電導マグネ
ット装置では発生不可能な２Ｔ以上の強磁場を発生させ
ることが可能であるため、強磁場下での物性測定、磁性
流体制御、磁気配向など、各種磁場を用いた研究、産業
プロセスで用いられている。また、超電導マグネット装
置の中でも、マグネットを冷却する方式として冷凍機を
用いる冷凍機冷却型（ヘリウムフリー型）超電導マグネ
ット装置は、従来の液体ヘリウム浸漬型による冷却方式
のように液体ヘリウムを使用しないことから、操作性の
容易さや安全性、また、装置の小型化、長時間運転の容
易さ、コスト面でも優れているために、利用の場を拡大
してきている。2. Description of the Related Art A superconducting magnet device can generate a strong magnetic field of 2T or more, which cannot be generated by a normal conducting magnet device. Used in research and industrial processes using various magnetic fields. Among superconducting magnet devices, a refrigerator-cooled (helium-free) superconducting magnet device that uses a refrigerator as a method of cooling a magnet does not use liquid helium as in the conventional cooling method using a liquid helium immersion type. Therefore, the operability has been expanded because of its operability and safety, as well as the miniaturization of the device, the ease of long-time operation, and the excellent cost.
【０００３】ところで、冷凍機冷却型超電導マグネット
装置を運転して強磁場を発生している時に、何らかの要
因で超電導マグネットの温度が上昇し、超電導状態を維
持する温度（臨界温度）以上になるとクエンチ（超電導
状態から急激に常電導状態に移行し、強磁場を発生して
いた磁気エネルギーが急激に熱化する現象）を発生して
しまう。冷凍機冷却型超電導マグネット装置はクエンチ
しても危険の無いマグネット装置であるが、磁気エネル
ギーが熱に変わり超電導マグネットの温度を上昇させて
しまうため、再度冷却するには長時間を要し、その間磁
場を利用できなくなるため問題である。When a superconducting magnet device is operated to generate a strong magnetic field while generating a strong magnetic field, the temperature of the superconducting magnet rises for some reason and becomes higher than the temperature (critical temperature) at which the superconducting state is maintained. (A phenomenon in which the superconducting state suddenly shifts to the normal conducting state and the magnetic energy generating the strong magnetic field rapidly heats up) is generated. Although the refrigerator-cooled superconducting magnet device is a magnet device that does not pose a danger even if it is quenched, it takes a long time to cool down again because the magnetic energy changes into heat and raises the temperature of the superconducting magnet. This is a problem because the magnetic field cannot be used.
【０００４】図２を参照して、上記の点について説明す
る。図２は、従来の冷凍機冷却型超電導マグネット装置
の構成例を示す。図２において、冷凍機冷却型超電導マ
グネット装置は、真空断熱容器（クライオスタット）２
１内に熱伝導率の高い材料（Ｃｕ、Ａｌなど）を用いた
熱輻射シールド容器２２が収容されており、熱輻射シー
ルド容器２２内には超電導コイル２３が収容されてい
る。超電導コイル２３は熱負荷フランジ２４に設置され
て熱的に結合している。熱負荷フランジ２４は冷凍機本
体２５の第二段冷却ステージと熱的に結合するように接
続されている。熱輻射シールド容器２２内で超電導コイ
ル２３との電気的接続を行うためにＢｉ系等の酸化物材
料による高温超電導電流リード２６が設けられ、高温超
電導電流リード２６は真空断熱容器２１に設けられた電
流導入端子２７に接続されている。高温超電導電流リー
ド２６は熱負荷フランジ２４と熱的に結合している。真
空断熱容器２１の中央部には熱輻射シールド容器２２を
も貫いて常温ボア２８が形成されている。The above point will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a configuration example of a conventional refrigerator-cooled superconducting magnet device. In FIG. 2, the refrigerator-cooled superconducting magnet device is a vacuum insulated container (cryostat) 2.
A heat radiation shield container 22 using a material having a high thermal conductivity (Cu, Al, or the like) is accommodated in 1, and a superconducting coil 23 is accommodated in the heat radiation shield container 22. The superconducting coil 23 is installed on the heat load flange 24 and is thermally connected. The heat load flange 24 is connected to be thermally coupled to the second cooling stage of the refrigerator main body 25. A high-temperature superconducting current lead 26 made of an oxide material such as a Bi-based material was provided for making electrical connection with the superconducting coil 23 in the heat radiation shield container 22, and the high-temperature superconducting current lead 26 was provided in the vacuum heat insulating container 21. It is connected to the current introduction terminal 27. The high temperature superconducting current lead 26 is thermally coupled to the heat load flange 24. A normal temperature bore 28 is formed in the center of the vacuum heat insulating container 21 so as to penetrate the heat radiation shield container 22.
【０００５】磁界発生用の励磁用電源３０は電流導入端
子２７とケーブルで繋がっており、磁界発生の際には励
磁用電源３０から高温超電導電流リード２６を介して超
電導コイル２３に通電させる。図示しない各種の測定装
量は、常温ボア２８につながるように真空断熱容器２１
に設置される。The excitation power supply 30 for generating a magnetic field is connected to the current introduction terminal 27 by a cable, and when the magnetic field is generated, electricity is supplied from the excitation power supply 30 to the superconducting coil 23 via the high-temperature superconducting current lead 26. Various measuring equipment (not shown) is connected to the vacuum heat insulating container 21 so as to be connected to the room temperature bore 28.
Installed in
【０００６】超電導コイル２３を冷却する冷凍機は、第
一段及び第二段冷却ステージを持つ冷凍機本体２５と圧
縮機ユニット２９とを含み、これらの間はフレキシブル
ホースで接続されている。冷凍機を稼動させる場合、圧
縮機ユニット２９からフレキシブルホースを通して圧縮
Ｈｅガスが冷凍機本体２５に供給される。The refrigerator for cooling the superconducting coil 23 includes a refrigerator main body 25 having a first stage and a second stage cooling stage, and a compressor unit 29, which are connected by a flexible hose. When the refrigerator is operated, compressed He gas is supplied from the compressor unit 29 to the refrigerator main body 25 through a flexible hose.
【０００７】このような冷凍機冷却型超電導マグネット
装置において、超電導コイル２３に対しての主な入熱
は、室温空間からの輻射入熱、超電導コイル２３に電流
を流す電流リードラインからの入熱がある。輻射入熱に
対しては、真空断熱容器２１内部を真空にし、その真空
断熱作用により室温空間から熱輻射シールド容器２２、
熱輻射シールド容器２２から超電導コイル２３と二段に
わたって熱の侵入を防いでいる。In such a refrigerator-cooled superconducting magnet device, the main heat input to the superconducting coil 23 is radiant heat input from a room temperature space and heat input from a current lead line for flowing a current to the superconducting coil 23. There is. With respect to the radiation heat input, the inside of the vacuum heat insulating container 21 is evacuated, and the heat insulating shield container 22,
Heat is prevented from penetrating from the heat radiation shield container 22 to the superconducting coil 23 in two stages.
【０００８】一方、電流リードラインからの入熱は、ま
ず熱輻射シールド容器２２と接している、冷凍機本体２
５の第一段冷却ステージで外部からの入熱を防いでい
る。更に、第一段冷却ステージから第二段冷却ステージ
までの電流ラインを、熱伝導率は悪いが、多量の電流を
流すことのできる酸化物高温超電導電流リード２６を用
い、運転時のジュール発熱を僅かにし、超電導コイル２
３への入熱防止を図る構造となっている。On the other hand, the heat input from the current lead line is first applied to the refrigerator main body 2 which is in contact with the heat radiation shielding container 22.
The first cooling stage 5 prevents external heat input. Further, the current line from the first cooling stage to the second cooling stage uses an oxide high-temperature superconducting current lead 26, which has a low thermal conductivity but can flow a large amount of current, to reduce Joule heat during operation. Slightly, superconducting coil 2
3 is designed to prevent heat input.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】一般に、超電導コイル
２３には温度センサー３１が取り付けられ、コイル温度
モニター３２にて超電導コイル２３の温度をモニターし
ている。そして、超電導コイル２３の温度が臨界温度に
対して励磁中の温度上昇分よりも余裕を持って低いこと
を確認して、運転操作に入る。コイル温度モニター３２
の信号は励磁用電源３０に取り入れられ、超電導コイル
２３の温度が臨界温度に対して余裕の無い時には、励磁
用電源３０の動作にインターロックをかける場合もあ
る。Generally, a temperature sensor 31 is attached to the superconducting coil 23, and the temperature of the superconducting coil 23 is monitored by a coil temperature monitor 32. Then, it is confirmed that the temperature of the superconducting coil 23 is lower than the critical temperature by a margin more than the temperature rise during excitation, and the operation is started. Coil temperature monitor 32
Is supplied to the excitation power supply 30. When the temperature of the superconducting coil 23 does not have a margin with respect to the critical temperature, the operation of the excitation power supply 30 may be interlocked.
【００１０】この構成であると、励磁していない（熱負
荷が小さい）時には超電導コイル温度が正常であって
も、励磁中（熱負荷が大きい）に、温度上昇が通常より
も大きくなってしまって超電導コイルがクエンチを起こ
してしまう場合がある。With this configuration, even when the temperature of the superconducting coil is normal when the excitation is not performed (the heat load is small), the temperature rise becomes larger than usual during the excitation (the heat load is large). The quench may occur in the superconducting coil.
【００１１】上記のようなことが起きる場合とは、冷凍
機能力の低下による熱輻射シールド容器温度の上昇、除
熱能力の低下、真空断熱容器内の真空度の低下による外
部からの入熱の増加、電流経路の接続抵抗増加による発
熱量の増大などが考えられる。The above-mentioned cases occur when the heat radiation shield container temperature rises due to a decrease in the refrigerating function, the heat removal capability decreases, and heat input from the outside due to a decrease in the degree of vacuum in the vacuum insulated container. It is conceivable that the heat generation amount increases due to an increase in the connection resistance of the current path.
【００１２】しかしながら、温度センサー３１による超
電導コイル温度のモニターのみでは、このような状態に
あってもクエンチを未然に防止することが困難である。However, it is difficult to prevent quench even in such a state only by monitoring the temperature of the superconducting coil using the temperature sensor 31.
【００１３】そこで、本発明では冷凍機冷却型超電導マ
グネット装置の運転パラメータを常時モニターし、クエ
ンチを生じる可能性があるような温度上昇など、超電導
マグネット装置の正常な運転を妨げるような異常を事前
に検知する機能を持つ冷凍機冷却型超電導マグネット装
置及びその監視方法を提供することを課題としている。Therefore, in the present invention, the operating parameters of the refrigerator-cooled superconducting magnet device are constantly monitored, and abnormalities that hinder normal operation of the superconducting magnet device, such as a temperature rise that may cause quench, are taken in advance. It is an object of the present invention to provide a refrigerator-cooled superconducting magnet device having a function of detecting a superconducting magnet and a monitoring method thereof.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、真空断
熱容器内に収容された熱輻射シールド容器内に配置され
た超電導コイルを冷却手段で冷却し、前記超電導コイル
は前記熱輻射シールド容器内に配置された超電導電流リ
ードを介して励磁用電源から通電される超電導マグネッ
ト装置の監視方法において、当該超電導マグネット装置
を運転するうえで重要なあらかじめ定められた複数部位
にそれぞれ温度センサーを設置し、前記励磁用電源から
前記超電導電流リードを通して前記超電導コイルに至る
までの電流経路には励磁電流通電中の電圧挙動を計測す
る電圧計測手段を設け、前記真空断熱容器には真空度を
計測する真空度計測手段を設け、前記各温度センサーか
らの検出結果、前記電圧計測手段の計測結果、前記真空
度計測手段の計測結果、及び前記励磁用電源の運転パラ
メータの各種データを集積するデータロガーと、前記集
積された各種データを記憶保存する記憶手段を有すると
共に、必要に応じて前記集積された各種データを遠隔地
にあるサービスセンターに送信する送信手段を有する制
御機器とを備えることにより、前記サービスセンターに
て当該超電導マグネット装置の状態を監視できるように
したことを特徴とする超電導マグネット装置の監視方法
が提供される。According to the present invention, a superconducting coil disposed in a heat radiation shielding container accommodated in a vacuum heat insulating container is cooled by cooling means, and the superconducting coil is cooled by the heat radiation shielding container. In a method of monitoring a superconducting magnet device which is energized from an excitation power supply via a superconducting current lead disposed in a superconducting current lead, temperature sensors are respectively installed at a plurality of predetermined sites important for operating the superconducting magnet device. A current path from the excitation power supply to the superconducting coil through the superconducting current lead is provided with voltage measuring means for measuring a voltage behavior during excitation current application, and the vacuum adiabatic container is provided with a vacuum for measuring a degree of vacuum. A temperature measurement unit, a detection result from each of the temperature sensors, a measurement result by the voltage measurement unit, and a measurement by the vacuum degree measurement unit. And a data logger for accumulating various data of operating parameters of the excitation power supply, and a storage means for storing and storing the various data accumulated, and storing the various data accumulated at a remote location as necessary. A superconducting magnet device monitoring method is provided in which a control device having transmission means for transmitting to a certain service center is provided so that the service center can monitor the state of the superconducting magnet device. .
【００１５】本監視方法においては、前記あらかじめ定
められた複数部位は、少なくとも前記超電導コイル、前
記真空断熱容器、前記熱輻射シールド容器、前記超電導
電流リードの高温側及び低温側を含む。In the monitoring method, the plurality of predetermined portions include at least the superconducting coil, the vacuum insulation container, the heat radiation shield container, and the high-temperature side and the low-temperature side of the superconducting current lead.
【００１６】本監視方法においてはまた、前記サービス
センターにおける監視の結果、異常発生の兆候がある場
合には、該サービスセンターから当該超電導マグネット
装置のオペレータ側へその旨を知らせる。In this monitoring method, if there is a sign of occurrence of an abnormality as a result of monitoring at the service center, the service center notifies the operator of the superconducting magnet apparatus of the fact.
【００１７】本発明によればまた、真空断熱容器内に収
容された熱輻射シールド容器内に配置された超電導コイ
ルを冷却手段で冷却し、前記超電導コイルは前記熱輻射
シールド容器内に配置された超電導電流リードを介して
励磁用電源から通電される超電導マグネット装置におい
て、当該超電導マグネット装置を運転するうえで重要な
あらかじめ定められた複数部位にそれぞれ温度センサー
を設置し、前記励磁用電源から前記超電導電流リードを
通して前記超電導コイルに至るまでの電流経路には励磁
電流通電中の電圧挙動を計測する電圧計測手段を設け、
前記真空断熱容器には真空度を計測する真空度計測手段
を設け、前記各温度センサーからの検出結果、前記電圧
計測手段の計測結果、前記真空度計測手段の計測結果、
及び前記励磁用電源の運転パラメータの各種データを集
積するデータロガーと、前記集積された各種データを記
憶保存する記憶手段を有すると共に、必要に応じて前記
集積された各種データを遠隔地にあるサービスセンター
に送信する送信手段を有する制御機器とを備えることに
より、前記サービスセンターにて当該超電導マグネット
装置の状態を監視できるようにしたことを特徴とする超
電導マグネット装置が提供される。According to the present invention, the superconducting coil disposed in the heat radiation shield container accommodated in the vacuum heat insulating container is cooled by cooling means, and the superconducting coil is disposed in the heat radiation shield container. In a superconducting magnet device that is energized from an excitation power supply via a superconducting current lead, temperature sensors are respectively installed at a plurality of predetermined sites important for operating the superconducting magnet device, and the superconducting power supply is supplied from the excitation power supply. A voltage measuring means for measuring a voltage behavior during excitation current is provided in a current path from the current lead to the superconducting coil,
The vacuum insulated container is provided with a vacuum degree measuring means for measuring the degree of vacuum, a detection result from each of the temperature sensors, a measurement result of the voltage measuring means, a measurement result of the vacuum degree measuring means,
A data logger for accumulating various data of the operating parameters of the excitation power supply, and a storage means for storing the accumulated various data, and providing the accumulated various data at a remote location as needed. A superconducting magnet device is provided, wherein the superconducting magnet device is provided with a control device having a transmitting unit for transmitting the superconducting magnet device to the center so that the service center can monitor the state of the superconducting magnet device.
【００１８】本超電導マグネット装置は、前記冷却手段
として冷媒圧縮機とこれに接続した二段式冷却ステージ
を持つ冷凍機本体とを含む冷凍機を備え、前記超電導コ
イルを前記冷凍機本体の第二段冷却ステージで冷却する
冷凍機冷却型であっても良い。この場合、本超電導マグ
ネット装置における前記あらかじめ定められた複数部位
は、少なくとも前記超電導コイル、前記真空断熱容器、
前記熱輻射シールド容器、前記超電導電流リードの高温
側及び低温側、前記冷凍機本体の第一段冷却ステージ及
び第二段冷却ステージを含む。The superconducting magnet apparatus includes a refrigerator including a refrigerant compressor as the cooling means and a refrigerator main body having a two-stage cooling stage connected to the refrigerant compressor. A refrigerator-cooled type in which cooling is performed by a stage cooling stage may be used. In this case, the predetermined plurality of portions in the present superconducting magnet device are at least the superconducting coil, the vacuum heat insulating container,
The heat radiation shield container includes a high-temperature side and a low-temperature side of the superconducting current lead, and a first cooling stage and a second cooling stage of the refrigerator main body.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明の実施の
形態による冷凍機冷却型超電導マグネット装置について
説明する。図１において、この冷凍機冷却型超電導マグ
ネット装置は図２に示された超電導マグネット装置と同
じ構成部分を有している。つまり、真空断熱容器（クラ
イオスタット）２１内に熱伝導率の高い材料（Ｃｕ、Ａ
ｌなど）を用いた熱輻射シールド容器２２が収容されて
おり、熱輻射シールド容器２２内には超電導コイル２３
が収容されている。超電導コイル２３は熱負荷フランジ
２４に設置されて熱的に結合している。熱負荷フランジ
２４は冷凍機本体２５の第二段冷却ステージと熱的に結
合するように接続されている。熱輻射シールド容器２２
内で超電導コイル２３との電気的接続を行うためにＢｉ
系等の酸化物材料による高温超電導電流リード２６が設
けられ、高温超電導電流リード２６は真空断熱容器２１
に設けられた電流導入端子２７に接続されている。高温
超電導電流リード２６は熱負荷フランジ２４と熱的に結
合している。真空断熱容器２１の中央部には熱輻射シー
ルド容器２２をも貫いて常温ボア２８が形成されてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A refrigerator-cooled superconducting magnet device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, this refrigerator-cooled superconducting magnet device has the same components as the superconducting magnet device shown in FIG. That is, a material (Cu, A) having a high thermal conductivity is contained in the vacuum heat insulating container (cryostat) 21.
1) is accommodated, and a superconducting coil 23 is accommodated in the heat radiation shield container 22.
Is housed. The superconducting coil 23 is installed on the heat load flange 24 and is thermally connected. The heat load flange 24 is connected to be thermally coupled to the second cooling stage of the refrigerator main body 25. Heat radiation shield container 22
Bi for making electrical connection with superconducting coil 23 within
A high-temperature superconducting current lead 26 made of an oxide material such as a system is provided.
Is connected to a current introduction terminal 27 provided in the power supply. The high temperature superconducting current lead 26 is thermally coupled to the heat load flange 24. A normal temperature bore 28 is formed in the center of the vacuum heat insulating container 21 so as to pass through the heat radiation shield container 22.
【００２０】磁界発生用の励磁用電源３０は電流導入端
子２７とケーブルで繋がっており、磁界発生の際には励
磁用電源３０から高温超電導電流リード２６を介して超
電導コイル２３に通電させる。図示しない各種の測定装
量は、常温ボア２８につながるように真空断熱容器２１
に設置される。The excitation power supply 30 for generating a magnetic field is connected to the current introduction terminal 27 by a cable. When a magnetic field is generated, the excitation power supply 30 supplies electricity to the superconducting coil 23 via the high-temperature superconducting current lead 26. Various measuring equipment (not shown) is connected to the vacuum heat insulating container 21 so as to be connected to the room temperature bore 28.
Installed in
【００２１】超電導コイル２３を冷却する冷凍機は、冷
凍機本体２５と圧縮機ユニット２９とを含み、これらの
間はフレキシブルホースで接続されている。冷凍機を稼
動させる場合、圧縮機ユニット２９からフレキシブルホ
ースを通して圧縮Ｈｅガスが冷凍機本体２５に供給され
る。The refrigerator for cooling the superconducting coil 23 includes a refrigerator main body 25 and a compressor unit 29, which are connected by a flexible hose. When the refrigerator is operated, compressed He gas is supplied from the compressor unit 29 to the refrigerator main body 25 through a flexible hose.
【００２２】本形態では、上記の冷凍機冷却型超電導マ
グネット装置に対し、超電導マグネット装置を運転する
うえで重要な部位、すなわち真空断熱容器２１、超電導
コイル２３、熱輻射シールド容器２２、高温超電導電流
リード２６の高温側及び低温側、冷凍機本体２５の第一
段冷却ステージ及び第二段冷却ステージにそれぞれ、温
度センサー１１〜１７を取り付けている。また、励磁用
電源３０から高温超電導電流リード２６を通過し超電導
コイル２３に至るまでの電流経路の要所からは、励磁電
流通電中の電圧発生挙動をモニターできるよう、電圧計
測線（図示せず）を接続している。更に、真空断熱容器
２１には真空ゲージを使用した真空度モニター１８を取
り付け、真空断熱容器２１内の真空度をモニターする。In the present embodiment, with respect to the above refrigerator-cooled superconducting magnet device, important parts for operating the superconducting magnet device, that is, the vacuum insulating container 21, the superconducting coil 23, the heat radiation shielding container 22, the high-temperature superconducting current, Temperature sensors 11 to 17 are mounted on the high-temperature side and low-temperature side of the lead 26 and on the first cooling stage and the second cooling stage of the refrigerator main body 25, respectively. A voltage measurement line (not shown) is provided from a key point of a current path from the excitation power supply 30 to the superconducting coil 23 through the high-temperature superconducting current lead 26 so that the voltage generation behavior during excitation current application can be monitored. ) Is connected. Further, a vacuum monitor 18 using a vacuum gauge is attached to the vacuum insulated container 21 to monitor the degree of vacuum in the vacuum insulated container 21.
【００２３】各温度センサー１１〜１７、電圧計測線か
らの電圧出力、真空度モニター１８からの出力信号は、
定期的に、かつ連続してデータロガー２に集積する。圧
縮機ユニット２９の運転パラメータ（時系列的変化を示
すデータ、例えば冷凍機の稼働時間、停止時間等）及び
励磁用電源３０の運転パラメータ（時系列的変化を示す
データ、例えば通電電流値、通電時間等）も、データロ
ガー２に定期的に、かつ連続して集積する。データロガ
ー２に集積された各パラメータは、ＧＰＩＢ等を介して
ＰＣ（パーソナル、コンピュータ）等の制御機器１に取
り込み、制御機器１内の記憶装置に記憶、保存する。ま
た、制御機器１からＦＡＸモデム３などを通して、超電
導マグネット装置のサービスセンター１０等に送信す
る。勿論、定期的でなく、サービスセンター１０側から
の要求に応じて送信したり、超電導マグネット装置側の
オペレータがサービスセンター１０での判断が必要であ
ると判断した場合に送信するという形態をとっても良
い。Each of the temperature sensors 11 to 17, the voltage output from the voltage measurement line, and the output signal from the vacuum monitor 18 are
The data is accumulated in the data logger 2 regularly and continuously. The operating parameters of the compressor unit 29 (data indicating a time-series change, such as the operation time and stop time of the refrigerator) and the operating parameters of the excitation power supply 30 (data indicating the time-series change, for example, the current value, the current Time, etc.) are also periodically and continuously accumulated in the data logger 2. Each parameter accumulated in the data logger 2 is taken into a control device 1 such as a PC (personal computer) via a GPIB or the like, and is stored and stored in a storage device in the control device 1. In addition, the data is transmitted from the control device 1 to the service center 10 of the superconducting magnet device through the FAX modem 3 or the like. Of course, transmission may be performed not periodically but in response to a request from the service center 10 side, or may be transmitted when the operator of the superconducting magnet device determines that the service center 10 needs to make a determination. .
【００２４】上記のような構成とすることにより、超電
導マグネット装置の各部位の温度、電流経路の電圧出
力、真空断熱容器２１内の真空度、圧縮機ユニット２９
及び励磁用電源３０の運転パラメータを常時モニターす
ることにより、冷凍機冷却型超電導マグネット装置の状
態の経時変化を把握できる。更に、超電導マグネット装
置のサービスセンター１０がこれらの情報を監視するこ
とにより、保守点検の対応を的確かつ迅速にとることが
できる。例えば、超電導コイル２３の温度が次第に上昇
する傾向が認められた場合、冷凍機能力の低下に起因す
るものか、真空度劣化に起因するものかなどの判断がで
きる。判断の結果、超電導マグネット装置側で何らかの
処置が必要である場合には、サービスセンター１０から
超電導マグネット装置側のオペレータに処置のための指
示を出す。With the above configuration, the temperature of each part of the superconducting magnet device, the voltage output of the current path, the degree of vacuum in the vacuum insulating container 21, the compressor unit 29
Also, by constantly monitoring the operating parameters of the excitation power supply 30, it is possible to grasp changes over time in the state of the refrigerator-cooled superconducting magnet device. Further, the service center 10 of the superconducting magnet apparatus monitors such information, so that maintenance and inspection can be performed accurately and promptly. For example, when the temperature of the superconducting coil 23 tends to gradually increase, it can be determined whether the temperature is due to a decrease in the refrigerating function or to a degree of vacuum deterioration. As a result of the determination, if any action is required on the superconducting magnet device side, the service center 10 issues an instruction for the treatment to the operator on the superconducting magnet device side.
【００２５】以上、本発明を冷凍機冷却型超電導マグネ
ット装置に適用した場合について説明したが、本発明は
超電導コイルを冷却するあらゆるタイプの超電導マグネ
ット装置に適用可能であることは言うまでも無い。The case where the present invention is applied to a refrigerator-cooled superconducting magnet device has been described above, but it goes without saying that the present invention is applicable to any type of superconducting magnet device that cools a superconducting coil.
【００２６】[0026]
【発明の効果】本発明によれば、クエンチを生じさせる
ような超電導マグネット装置の運転を阻害する要因をあ
らかじめ特定できるようになるので、超電導マグネット
装置の保守点検が容易になると同時に、保守や異常発生
に伴う運転停止時間を最小にできる。According to the present invention, it is possible to identify in advance the factors that hinder the operation of the superconducting magnet device that causes quench, so that maintenance and inspection of the superconducting magnet device are facilitated, and at the same time, maintenance and abnormalities are performed. Operation downtime due to occurrence can be minimized.
【図１】本発明による冷凍機冷却型超電導マグネット装
置の構成を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a refrigerator-cooled superconducting magnet device according to the present invention.
【図２】従来の冷凍機冷却型超電導マグネット装置の構
成を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a conventional refrigerator-cooled superconducting magnet device.
１ 制御機器 ２ データロガー ３ ＦＡＸモデム １０ サービスセンター １１〜１７ 温度センサー １８ 真空度モニター ２１ 真空断熱容器 ２２ 熱輻射シールド容器 ２３ 超電導コイル ２４ 熱負荷フランジ ２５ 冷凍機本体 ２６ 高温超電導電流リード ２７ 電流導入端子 ２８ 常温ボア DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control apparatus 2 Data logger 3 FAX modem 10 Service center 11-17 Temperature sensor 18 Vacuum degree monitor 21 Vacuum insulation container 22 Heat radiation shield container 23 Superconducting coil 24 Heat load flange 25 Refrigerator main body 26 High temperature superconducting current lead 27 Current introduction terminal 28 Room temperature bore
Claims (6)
ルド容器内に配置された超電導コイルを冷却手段で冷却
し、前記超電導コイルは前記熱輻射シールド容器内に配
置された超電導電流リードを介して励磁用電源から通電
される超電導マグネット装置の監視方法において、 当該超電導マグネット装置を運転するうえで重要なあら
かじめ定められた複数部位にそれぞれ温度センサーを設
置し、 前記励磁用電源から前記超電導電流リードを通して前記
超電導コイルに至るまでの電流経路には励磁電流通電中
の電圧挙動を計測する電圧計測手段を設け、 前記真空断熱容器には真空度を計測する真空度計測手段
を設け、 前記各温度センサーからの検出結果、前記電圧計測手段
の計測結果、前記真空度計測手段の計測結果、及び前記
励磁用電源の運転パラメータの各種データを集積するデ
ータロガーと、 前記集積された各種データを記憶保存する記憶手段を有
すると共に、必要に応じて前記集積された各種データを
遠隔地にあるサービスセンターに送信する送信手段を有
する制御機器とを備えることにより、 前記サービスセンターにて当該超電導マグネット装置の
状態を監視できるようにしたことを特徴とする超電導マ
グネット装置の監視方法。1. A superconducting coil disposed in a heat radiation shield container accommodated in a vacuum heat insulating container is cooled by cooling means, and the superconducting coil is connected via a superconducting current lead disposed in the heat radiation shield container. In the method of monitoring a superconducting magnet device energized from an excitation power source, a temperature sensor is installed at each of a plurality of predetermined sites important for operating the superconducting magnet device, and the superconducting current lead is supplied from the excitation power source. A voltage measuring means for measuring a voltage behavior during excitation current application is provided in a current path leading to the superconducting coil through; a vacuum degree measuring means for measuring a degree of vacuum in the vacuum insulated container; , The measurement result of the voltage measurement means, the measurement result of the vacuum degree measurement means, and the operation of the excitation power supply. A data logger for accumulating various data of parameters; and a storage means for storing and storing the various data accumulated, and a transmission means for transmitting the various data accumulated to a remote service center as needed. A monitoring device for the superconducting magnet device, wherein the service center can monitor a state of the superconducting magnet device.
あらかじめ定められた複数部位は、少なくとも前記超電
導コイル、前記真空断熱容器、前記熱輻射シールド容
器、前記超電導電流リードの高温側及び低温側を含むこ
とを特徴とする超電導マグネット装置の監視方法。2. The monitoring method according to claim 1, wherein the predetermined portions include at least a high-temperature side and a low-temperature side of the superconducting coil, the vacuum insulation container, the heat radiation shield container, and the superconducting current lead. A method for monitoring a superconducting magnet device, comprising:
いて、前記サービスセンターにおける監視の結果、異常
発生の兆候がある場合には、該サービスセンターから当
該超電導マグネット装置のオペレータ側へその旨を知ら
せることを特徴とする超電導マグネット装置の監視方
法。3. The monitoring method according to claim 1, wherein, as a result of monitoring at the service center, if there is a sign of occurrence of an abnormality, the service center notifies the operator of the superconducting magnet device of the fact. A method of monitoring a superconducting magnet device, comprising:
ルド容器内に配置された超電導コイルを冷却手段で冷却
し、前記超電導コイルは前記熱輻射シールド容器内に配
置された超電導電流リードを介して励磁用電源から通電
される超電導マグネット装置において、 当該超電導マグネット装置を運転するうえで重要なあら
かじめ定められた複数部位にそれぞれ温度センサーを設
置し、 前記励磁用電源から前記超電導電流リードを通して前記
超電導コイルに至るまでの電流経路には励磁電流通電中
の電圧挙動を計測する電圧計測手段を設け、 前記真空断熱容器には真空度を計測する真空度計測手段
を設け、 前記各温度センサーからの検出結果、前記電圧計測手段
の計測結果、前記真空度計測手段の計測結果、及び前記
励磁用電源の運転パラメータの各種データを集積するデ
ータロガーと、 前記集積された各種データを記憶保存する記憶手段を有
すると共に、必要に応じて前記集積された各種データを
遠隔地にあるサービスセンターに送信する送信手段を有
する制御機器とを備えることにより、 前記サービスセンターにて当該超電導マグネット装置の
状態を監視できるようにしたことを特徴とする超電導マ
グネット装置。4. A superconducting coil disposed in a heat radiation shield container accommodated in a vacuum heat insulating container is cooled by cooling means, and the superconducting coil is passed through a superconducting current lead disposed in the heat radiation shield container. In the superconducting magnet device energized by the excitation power source, temperature sensors are respectively installed at a plurality of predetermined sites important for operating the superconducting magnet device. The current path leading to the coil is provided with voltage measuring means for measuring a voltage behavior during excitation current application, and the vacuum insulated container is provided with a vacuum degree measuring means for measuring the degree of vacuum, and detection from each of the temperature sensors. Results, measurement results of the voltage measurement means, measurement results of the vacuum degree measurement means, and operating parameters of the excitation power supply. A data logger that accumulates the various types of data, and a storage unit that stores and stores the various types of accumulated data, and a transmission unit that transmits the various types of accumulated data to a service center at a remote location as needed. A superconducting magnet device comprising a control device so that the service center can monitor the state of the superconducting magnet device.
おいて、該超電導マグネット装置は、前記冷却手段とし
て冷媒圧縮機とこれに接続した二段式冷却ステージを持
つ冷凍機本体とを含む冷凍機を備え、前記超電導コイル
を前記冷凍機本体の第二段冷却ステージで冷却する冷凍
機冷却型であることを特徴とする超電導マグネット装
置。5. The superconducting magnet device according to claim 4, wherein the superconducting magnet device includes a refrigerator including a refrigerant compressor and a refrigerator main body having a two-stage cooling stage connected thereto as the cooling means. A superconducting magnet device, wherein the superconducting coil is of a refrigerator-cooled type in which the superconducting coil is cooled by a second cooling stage of the refrigerator body.
おいて、前記あらかじめ定められた複数部位は、少なく
とも前記超電導コイル、前記真空断熱容器、前記熱輻射
シールド容器、前記超電導電流リードの高温側及び低温
側、前記冷凍機本体の第一段冷却ステージ及び第二段冷
却ステージを含むことを特徴とする超電導マグネット装
置。6. The superconducting magnet device according to claim 5, wherein the predetermined plurality of portions are at least a high-temperature side and a low-temperature side of the superconducting coil, the vacuum heat-insulating container, the heat radiation shield container, and the superconducting current lead. A superconducting magnet device comprising a first cooling stage and a second cooling stage of the refrigerator main body.
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|---|---|---|---|
| JP2001051491A JP2002252380A (en) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | Superconducting magnet device and monitoring method therefor |
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