JP2018019004A - 液体窒素用ガラスデュワ及び磁気検知装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液体窒素用ガラスデュワ及び磁気検知装置に関し、大型の液体窒素用ガラスデュワの振動破壊を低減し、安全性と耐久性を向上する。【解決手段】外部ガラスと内部ガラスとを開口部において接続部で接続し、前記内部ガラスが前記外部ガラスに対して予め定めた一定以上の歪みが生じた場合に液体窒素用ガラスデュワの破壊を低減する保護接触部を設ける。【選択図】図１
Description
本発明は液体窒素用ガラスデュワ及び磁気検知装置に関するものであり、例えば、高温超電導磁気センサの冷却に用いる液体窒素用ガラスデュワ及び磁気検知装置に関するものである。
高温超電導体を用いた超電導量子干渉計（ＳＱＵＩＤ：Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ）は、地下資源探査装置、地磁気観測装置、非破壊検査装置などのセンサ機器に用いられている。このようなＳＱＵＩＤを用いたセンサ機器は、液体窒素冷却を必要とし、低ノイズであることが要求されている。
特に、深度１０００ｍを超えるボーリングケーシング内に検層用ＳＱＵＩＤ装置を挿入した地下資源探査装置は石油増産技術のためのＣＯ２圧入のモニタリングや、シェールガスのモニタリング技術にとって重要になる。
例えば、従来、単純な石油汲み上げ技術では埋蔵量の約３０％程度しか汲み上げることができなかった。しかし、近年、石油含有岩石層に高圧のＣＯ２を圧入して石油回収効率を上げるＥＯＲ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｏｉｌ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ：原油増進回収）技術が開発されている。このＥＯＲ技術を用いることによって、石油回収率は約９０％程度まで大幅に向上する。
図７は、従来のＥＯＲ用ＣＯ２モニタリングシステムの概略的構成図である。石油含有岩石層７１に達する２０００ｍ〜３０００ｍ程度の深い穴７２をほり、石油含有岩石層７１にＣＯ２７３を注入する。また、炭素鋼などの管状体からなるボーリングケーシング７４内に収容した励磁コイル７５により磁場を発生させ、離れた位置で炭素鋼などの管状体からなるボーリングケーシング７６内に収容したＳＱＵＩＤセンサ８０により、励磁コイル７５による磁場の変化により地層の比抵抗の分布を検知することによって水やＣＯ２の含浸量を測定していた。
図８は、従来のＥＯＲ用ＣＯ２モニタリングシステムに用いるＳＱＵＩＤセンサの要部透視斜視図である。耐圧密閉容器８１の内部に収容される保護内装８２の内部にデュワ８３が収容され、このデュワ８３内に液体窒素８４が収容され、この液体窒素８４にＳＱＵＩＤ素子８５が浸漬される。また、ガラスデュワ８３の内部には温度センサ８６が備えられている。また、耐圧密閉容器８１の内部には、磁束ロック（ＦＬＬ：Ｆｌｕｘ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路８７、ＦＬＬコントローラ８８、Ｅ／Ｏ（電気−光）コンバータ８９及びバッテリー９０が格納されている。また、耐圧密閉容器８１のキャップ部９１には、信号ケーブル９２及び気化したＮ２ガスを逃がすＮ２リリースチューブ９３が挿通されている。なお、各部材の間には断熱材９４〜９７が設けられている（例えば、特許文献１或いは特許文献２参照）。
その他の応用分野としては、橋梁の劣化診断のように地上を走行したり、或いは、航空機による空中からの探査など、移動や振動、傾きを伴うセンシング全般が挙げられる。図９は、従来の橋梁検査装置の使用例の説明図である。検査用移動車両１００に測定装置１１０、制御回路・電源装置１１９及び制御用ＰＣ１２０を搭載し、表面をアスファルト１２２により舗装した鋼床板１２１からなる橋梁の上を走行して鋼床板１２１に発生した亀裂１２３等を検出する。測定装置１１０は、高周波シールド外装１１１の内部にデュワ１１２を収容してこのデュワ１１２内に液体窒素１１３を収容する。また、液体窒素１１３の内部に検出用コイル１１４と、磁気シールド１１５で保護されたコイル１１６及びＳＱＵＩＤ素子１１７を浸漬する。
高周波シールド外装１１１の下部外周には励磁コイル１１８が設けられており、励磁コイル１１８により励磁磁場１２４を発生させると、鋼床板１２１に渦電流１２５が発生し、この渦電流１２５により２次磁場１２６が発生する。この２次磁場１２６を検出コイル１１４で検出する。鋼床板１２１に亀裂１２３等が発生している個所においては発生する渦電流１２５に状況が異なるため、２次磁場１２６も変化し、この２次磁場１２６の変化を検出することによって亀裂１２３等を検出している。
いずれの用途においても、ＳＱＵＩＤ素子を冷却するために、デュワに液体窒素を収納し、その中でＳＱＵＩＤ素子を冷却している。従来のデュワとしては、ガラスデュワや樹脂製デュワがある。図１０は従来の液体窒素用ガラスデュワの断面図であり、単に二重ガラス構造でその間を真空に引いて真空層１３４を設けたものである。構造上、外部ガラス１３１と内部ガラス１３２は開口部でのみ接続部１３３により繋がっており、デュワサイズが大きくなるにつれ内部ガラス１３２と液体窒素の重量が重くなる。
この重量を外部ガラス１３１と内部ガラス１３２の接続部１３３のみで支えることになるが、移動などでこの液体窒素用ガラスデュワ１３０に振動が加われば、接続部１３３に曲げの力が働き、繰り返すことで疲労し、やがて破壊が起きる。特に、地下資源探査装置等の大型のガラスデュワを用いる装置においては、このようなリスクから、振動の発生するような応用では樹脂製デュワを使用せざるを得なかった。
しかし、樹脂製デュワはガラスデュワに比べて高価で液体窒素保持能力に劣り、且つ、メンテナンスが必要であり、ＳＱＵＩＤの産業への応用の妨げの一因となっている。なお、内部ガラスと外部ガラスを接続部以外で接続した場合には、液体窒素の収容に伴って内部ガラスが収縮した場合に、引っ張り応力が働いてガラスデュワが破壊される場合がある。
本発明は、液体窒素用ガラスデュワ及び磁気検知装置において、大型の液体窒素用ガラスデュワの振動破壊を低減し、安全性と耐久性を向上することを目的とする。
一つの態様では、液体窒素用ガラスデュワは、外部ガラスと内部ガラスと、前記外部ガラスと前記内部ガラスとを開口部において接続する接続部と、前記外部ガラスと前記内部ガラスとの間を真空にする真空層とを有し、前記内部ガラスが前記外部ガラスに対して予め定めた一定以上の歪みが生じた場合に前記内部ガラスと前記外部ガラスが部分的に接触する保護接触部或いは液体窒素非収容時には前記内部ガラスと前記外部ガラスが部分的に接触する状態になり且つ液体窒素収容時には前記内部ガラスと前記外部ガラスが非接触状態になる保護接触部の少なくとも一方を有する。
他の態様では、磁気検知装置は、上述の液体窒素用ガラスデュワと、前記液体窒素用ガラスデュワを内部に収容する保護外装部材と、前記液体窒素用ガラスデュワの内部に収容される液体窒素と、前記液体窒素内に浸漬される超電導量子干渉計とを少なくとも備えている。
一つの側面として、液体窒素用ガラスデュワ及び磁気検知装置において、大型の液体窒素用ガラスデュワの振動破壊を低減し、安全性と耐久性を向上することが可能になる。
ここで、図１を参照して、本発明の実施の形態の液体窒素用ガラスデュワを説明する。図１は本発明の実施の形態の液体窒素用ガラスデュワの説明図であり、図１（ａ）は非接触状態の説明図であり、図１（ｂ）は傾斜時の説明図である。なお、図１（ａ）は上部に保護接触部１５を設けた位置における横断面図を示し、下部に縦断面図を示している。液体窒素用ガラスデュワ１０は、外部ガラス１１と内部ガラス１２と、外部ガラス１１と内部ガラス１２とを開口部において接続する接続部１３とを有し、外部ガラス１１と内部ガラス１２との間には真空層１４が設けられる。
この液体窒素用ガラスデュワ１０に内部ガラス１２が外部ガラス１１に対して予め定めた一定以上の歪みが生じた場合に内部ガラス１２と外部ガラス１１が部分的に接触する保護接触部１５を設ける。或いは、液体窒素非収容時には内部ガラス１２と外部ガラス１１が部分的に接触する状態になり且つ液体窒素収容時には内部ガラス１２と外部ガラス１１が非接触状態になる保護接触部の少なくとも一方を設ける。
開口部における内部ガラス１２の内径に対する深さのアスペクト比が５以上、例えば、５乃至４０である大型の液体窒素用ガラスデュワ１０が保護接触部１５を設ける対象となる。
この場合の保護接触部１５を、内部ガラス１２の真空層１４側に内部ガラス１２の外周を取り巻くように設けた複数の内部ガラス突起部としても良い。内部ガラス１２が外部ガラス１１に対して予め定めた一定以上の歪みが生じた場合には、図１（ｂ）に示すように、内部ガラス突起部が外部ガラス１１に部分的に接触して液体窒素用ガラスデュワ１０の振動破壊を防止する。なお、図１は、保護接触部１５として、内部ガラス突起部を設けた場合を図示している。なお、内部ガラス突起部を設ける位置は任意である。
この内部ガラス突起部は、内部ガラス１２の長さ方向の複数の位置に設けても良い。また、内部ガラス１２の長さ方向の一つの位置における複数の内部ガラス突起部の個数は、３個乃至１２個とすることが望ましく、典型的には８個である。
或いは、保護接触部１５を、外部ガラス１１の真空層１４側に外部ガラス１１の内周を取り巻くように設けた複数の外部ガラス突起部としても良い。内部ガラス１２が外部ガラス１１に対して予め定めた一定以上の歪みが生じた場合に外部ガラス突起部が内部ガラス１２に部分的に接触して液体窒素用ガラスデュワ１０の振動破壊を防止する。なお、外部ガラス突起部を設ける位置は任意である。
この外部ガラス突起部は、外部ガラス１１の長さ方向の複数の位置に設けても良い。また、外部ガラス１１の長さ方向の一つの位置における複数の外部ガラス突起部の個数は、３個乃至１２個とすることが望ましく、典型的には８個である。
或いは、保護接触部１５を、外部ガラス１１の底部に融着した中空円筒部材と、内部ガラス１２の底部に融着した中空部材としても良い。この場合、液体窒素非収容時には中空円筒部材と円筒部材が部分的に接触する状態になる。一方、液体窒素収容時には中空円筒部材と中空部材が互いに非接触状態になることによって、液体窒素用ガラスデュワ１０の破壊を防止する。
このような液体窒素用ガラスデュワ１０を用い、液体窒素用ガラスデュワ１０を保護外装部材の内部に収容し、液体窒素用ガラスデュワ１０の内部に液体窒素を収容し、この液体窒素内に超電導量子干渉計を浸漬することによって磁気検知装置が得られる。
本発明の実施の形態においては、真空層１４内に保護接触部１５を設けているので、液体窒素用ガラスデュワ１０の振動破壊を防止するとともに、液体窒素収容に伴う内部ガラス１２の収縮による液体窒素用ガラスデュワ１０の破壊を防止することができる。
その結果、移動や振動によって液体窒素用ガラスデュワに生じるストレスを低減することができ、長期にわたり液体窒素用ガラスデュワを用いたＳＱＵＩＤシステムの運用の安全性と耐久性を向上することが可能となる。それによって、橋梁検査システムや空中探査センシングシステムの技術向上に大きく貢献する。
次に、図２を参照して、本発明の実施例１の液体窒素用ガラスデュワを説明する。図２は本発明の実施例１の液体窒素用ガラスデュワの説明図であり、図２（ａ）は非接触状態の説明図であり、図２（ｂ）は傾斜時の説明図である。なお、図２（ａ）は上部に内部ガラス突起部２５を設けた位置における横断面図を示し、下部に縦断面図を示している。本発明の実施例１の液体窒素用デュワ２０は、厚さが２．５ｍｍの外部ガラス２１と厚さが２．５ｍｍの内部ガラス２２とを開口部において接続部２３で接合している。液体窒素用ガラスデュワ２０は外径が９５ｍｍで、内径が７０ｍｍであり、真空層２４の空隙が７．５ｍｍである。この内部ガラス２２に半円球状の内部ガラス突起部２５を内部ガラス２２の真空層２４側に内部ガラス２２の外周を囲むように８個設ける。
この内部ガラス突起部２５の半径は４．５ｍｍ〜６ｍｍ程度であり、例えば、ガラス管の先端部を加熱して形成した溶融球状体を内部ガラス２２の外周面に接触させて形成する。液体窒素用ガラスデュワ２０の製造工程は、真空封止をする前に真空となるべき空隙に銀メッキを行うのが通常である。はじめから真空層の空隙全体を狭く製作すると、このメッキ作業が困難となる。しかし、内部ガラス突起部２５を支えとして作ることで。メッキ作業に支障を生じることなく、揺れや傾きによるガラスへのストレスを低減することが可能となる。内部ガラス２２の内壁長さは６００ｍｍであり、内部ガラス突起部２５は内部ガラス２２の底面から１０ｍｍの位置に形成する。なお、ここでは、内部ガラス突起部２５の半径は５ｍｍとする。
液体窒素用ガラスデュワ２０が傾斜した場合、内部ガラス２２が外部ガラス２１に接触する時には約０．７度の歪みを生じることになる。ガラスには微小な傷が多数あり、こうしたストレスによって徐々に傷は成長しやがて破壊に至る。
実施例１においては、半径が５ｍｍの内部ガラス突起部２５を設けているので、この内部ガラス突起部２５が外部ガラス２１に部分的に接触した時の歪みは約０．２４度で、内部ガラス突起部２５がない場合に対して歪みを小さくできる。したがって、図２（ｂ）に示すように、液体窒素用ガラスデュワ２０が傾斜した場合にも、内部ガラス突起部２５が外部ガラス２１に当接して破壊を防止することができる。
この液体窒素用ガラスデュワ２０を、図８に示すように、耐圧密閉容器の内部に収容される保護内装の内部に収容することによって磁気検知装置となる。なお、液体窒素用ガラスデュワ２０内には液体窒素が収容され、この液体窒素にＳＱＵＩＤ素子が浸漬される。また、液体窒素用ガラスデュワ２０の内部には温度センサが備えられている。また、耐圧密閉容器の内部には、ＦＬＬ回路、ＦＬＬコントローラ、Ｅ／Ｏコンバータ及びバッテリーが格納されている。また、耐圧密閉容器のキャップ部には、ケーブル及びＮ２リリースチューブが挿通されている。なお、図８に示す通りに各部材の間には断熱材が設けられている
本発明の実施例１においては、内部ガラスの外周面に内部ガラス突起部を設けているので、液体窒素用ガラスデュワが傾斜した場合にも、内部ガラス突起部が外部ガラスに当接して破壊を防止することができる。また、液体窒素を収容した動作時において振動が生じた場合にも、内部ガラス突起部が外部ガラスに当接して歪を小さくして液体窒素用ガラスデュワの破壊を防止することができる。
次に、図３を参照して本発明の実施例２の液体窒素用ガラスデュアを説明する。この実施例２においては、内部ガラス突起部を内部ガラスの長さ方向の２か所に設けた以外は上記実施例１と同様である。図３は本発明の実施例２の液体窒素用ガラスデュワの説明図である。
本発明の実施例２の液体窒素用デュワ３０は、厚さが２．５ｍｍの外部ガラス３１と厚さが２．５ｍｍの内部ガラス３２とを開口部において接続部３３で接合している。液体窒素用ガラスデュワ３０は外径が９５ｍｍ、内径が７０ｍｍであり、真空層３４の空隙が７．５ｍｍである。
この内部ガラス３２の外周を囲むように内部ガラス３２の底面から５ｍｍの位置と２００ｍｍの位置に半径が４．５ｍｍ〜６ｍｍの内部ガラス突起部３５，３６をそれぞれ８個設ける。なお、ここでは、内部ガラス突起部３５，３６の半径は５ｍｍとする。
本発明の実施例２においては、内部ガラスの外周面に内部ガラスの長さ方向の２か所に内部ガラス突起部を設けている。したがって、液体窒素用ガラスデュワがさらに傾斜した場合にも、内部ガラス突起部が長さ方向の２か所で外部ガラスに当接して破壊を防止することができる。
次に、図４を参照して、本発明の実施例３の液体窒素用ガラスデュワを説明する。図４は本発明の実施例３の液体窒素用ガラスデュワの説明図であり、図４（ａ）は非接触状態の説明図であり、図４（ｂ）は傾斜時の説明図である。なお、図４（ａ）は上部に外部ガラス突起部４５を設けた位置における横断面図を示し、下部に縦断面図を示している。本発明の実施例３の液体窒素用デュワ４０は、厚さが２．５ｍｍの外部ガラス４１と厚さが２．５ｍｍの内部ガラス４２とを開口部において接続部４３で接合している。液体窒素用ガラスデュワ４０は外径が１００ｍｍ、内径が７５ｍｍであり、真空層４４の空隙が７．５ｍｍである。この外部ガラス４１に半円球状の外部ガラス突起部４５を外部ガラス４１の真空層４４側に外部ガラス４１の内周を囲むように８個設ける。
この外部ガラス突起部４５の半径は４．５ｍｍ〜６ｍｍ程度であり、例えば、ガラス管の先端部を加熱して形成した溶融球状体を外部ガラス４１の内周面に接触させて形成する内部ガラス４２の内壁長さは１１８０ｍｍであり、外部ガラス突起部４５は内部ガラス４２の底面から１０ｍｍの位置に形成する。なお、ここでは、外部ガラス突起部４５の半径は５ｍｍとする。
液体窒素用ガラスデュワ４０が傾斜した場合、内部ガラス４２が外部ガラス４１に接触する時には歪みを生じることになる。ガラスには微小な傷が多数あり、こうしたストレスによって徐々に傷は成長しやがて破壊に至る。
実施例３においては、半径が５ｍｍの外部ガラス突起部４５を設けているので、この外部ガラス突起部４５が内部ガラス４２に部分的に接触した時の歪みを外部ガラス突起部４５がない場合に比べて小さくできる。したがって、図４（ｂ）に示すように、液体窒素用ガラスデュワ４０が傾斜した場合にも、外部ガラス突起部４５が内部ガラス４２に当接して破壊を防止することができる。
この液体窒素用ガラスデュワ４０を、図８に示すように、耐圧密閉容器の内部に収容される保護内装の内部に収容することによって磁気検知装置となる。なお、液体窒素用ガラスデュワ４０内には液体窒素が収容され、この液体窒素にＳＱＵＩＤ素子が浸漬される。また、液体窒素用ガラスデュワ４０の内部には温度センサが備えられている。また、耐圧密閉容器の内部には、ＦＬＬ回路、ＦＬＬコントローラ、Ｅ／Ｏコンバータ及びバッテリーが格納されている。また、耐圧密閉容器のキャップ部には、ケーブル及びＮ２リリースチューブが挿通されている。なお、図８に示す通りに各部材の間には断熱材が設けられている。
本発明の実施例３においては、外部ガラスの内周面に外部ガラス突起部を設けているので、液体窒素用ガラスデュワが傾斜した場合にも、外部ガラス突起部が内部ガラスに当接して破壊を防止することができる。また、液体窒素を収容した動作時において振動が生じた場合にも、外部ガラス突起部が内部ガラスに当接して歪を小さくして液体窒素用ガラスデュワの破壊を防止することができる。
なお、外ガラス突起部の形成は、内ガラス突起部の形成に比べて多少困難であるが、冷媒である液体窒素を内部ガラスに入れた場合に、外部ガラス突起部によるストレスが加わることが少なくなる利点がある。
次に、図５を参照して本発明の実施例４の液体窒素用ガラスデュアを説明する。この実施例４においては、外部ガラス突起部を外部ガラスの長さ方向の２か所に設けた以外は上記実施例３と同様である。図５は本発明の実施例４の液体窒素用ガラスデュワの説明図である。
本発明の実施例４の液体窒素用デュワ５０は、厚さが２．５ｍｍの外部ガラス５１と厚さが２．５ｍｍの内部ガラス５２とが開口部において接続部５３で接合されている。液体窒素用ガラスデュワ５０は外径が１００ｍｍ、内径が７５ｍｍであり、真空層５４の空隙が７．５ｍｍである。
この外部ガラス５１の内周を囲むように内部ガラス５２の底面から１０ｍｍの位置と２５０ｍｍの位置に半径が４．５ｍｍ〜６ｍｍの外部ガラス突起部５５，５６をそれぞれ８個設ける。なお、ここでは、外部ガラス突起部５５，５６の半径は５ｍｍとする。
本発明の実施例４においては、外部ガラスの内周面に外部ガラスの長さ方向の２か所に外部ガラス突起部を設けている。したがって、液体窒素用ガラスデュワがさらに傾斜した場合にも、外部ガラス突起部が長さ方向の２か所で内部ガラスに当接して破壊を防止することができる。
次に、図６を参照して、本発明の実施例５の液体窒素用ガラスデュワを説明する。図６は本発明の実施例５の液体窒素用ガラスデュワの説明図であり、図６（ａ）は液体窒素非収容時の説明図であり、図６（ｂ）は液体窒素収容時の説明図である。なお、図６（ａ）及び図６（ｂ）は上部に中空円筒部材６５及び円筒部材６６を設けた位置における横断面図を示し、下部に縦断面図を示している。本発明の実施例５の液体窒素用デュワ６０は、厚さが２．５ｍｍの外部ガラス６１と厚さが２．５ｍｍの内部ガラス６２とが開口部において接続部６３で接合されている。液体窒素用ガラスデュワ６０は外径が６０ｍｍ、内径が３５ｍｍであり、真空層６４の空隙が７．５ｍｍである。
この外部ガラス６２の底面に中空円筒部材６５を融着するとともに、内部ガラス６３の底面の中空円筒部材６５に対向する位置に中空円筒部材６５の中空部の直径よりわずかに小径の円筒状部材６６を融着する。円筒状部材６６の直径を１０ｍｍとし、中空円筒部材６５の中空部の直径を１０．０２ｍｍとすることで、両者の間に０．０１ｍｍ程度の隙間が生じる。その結果、室温状態では中空円筒部材６５と円筒部材６６は接触状態になるので、内部ガラス６２の左右のゆれを最小限に抑制することが可能となる。
図６（ｂ）に示すように、液体窒素用ガラスデュワ６０に液体窒素６７を収容した場合には、内部ガラス６２が冷却されて収縮し、円筒部材６６も収縮して小径になる。その結果、中空円筒部材６５と円筒部材６６は非接触状態になるので、内部ガラス６２が円筒部材６６とともに上部に移動する。したがって、液体窒素６７の収容に伴う内部ガラス６２の収縮の外部ガラス６１に対する影響が大幅に低減されるので、液体窒素用ガラスデュワ６０の破壊を防止することができる。
この液体窒素用ガラスデュワ６０を、図８に示すように、耐圧密閉容器の内部に収容される保護内装の内部に収容することによって磁気検知装置となる。なお、液体窒素用ガラスデュワ６０内には液体窒素が収容され、この液体窒素にＳＱＵＩＤ素子が浸漬される。また、液体窒素用ガラスデュワ６０の内部には温度センサが備えられている。また、耐圧密閉容器の内部には、ＦＬＬ回路、ＦＬＬコントローラ、Ｅ／Ｏコンバータ及びバッテリーが格納されている。また、耐圧密閉容器のキャップ部には、ケーブル及びＮ２リリースチューブが挿通されている。なお、図８に示す通りに各部材の間には断熱材が設けられている
本発明の実施例５においては、外部ガラスの底面に中空円筒部材を設けるとともに、内部ガラスの底面に中空円筒部材に接触状態で収容可能な円筒部材を設けているので液体窒素用ガラスデュワが傾斜した場合にも、破壊を防止することができる。また、液体窒素を収容した場合にも、円筒部材が収縮して小径になり、中空円筒部材から離れて非接触状態になるので、引っ張り応力による液体窒素用ガラスデュワの破壊を防止することができる。
なお、液体窒素収容時に、円筒部材は中空円筒部材の中空部から完全に抜け出さないように厚い円筒部材及び中空円筒部材としても良い。その結果、液体窒素収容時に振動や傾斜が発生しても円筒部材の側面と中空円筒部材の側面とが接触して液体窒素用ガラスデュワの破壊を防止することができる。
ここで、実施例１乃至実施例５を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
（付記１）外部ガラスと内部ガラスと、前記外部ガラスと前記内部ガラスとを開口部において接続する接続部と、前記外部ガラスと前記内部ガラスとの間を真空にする真空層とを有し、前記内部ガラスが前記外部ガラスに対して予め定めた一定以上の歪みが生じた場合に前記内部ガラスと前記外部ガラスが部分的に接触する保護接触部或いは液体窒素非収容時には前記内部ガラスと前記外部ガラスが部分的に接触する状態になり且つ液体窒素収容時には前記内部ガラスと前記外部ガラスが非接触状態になる保護接触部の少なくとも一方を設けた液体窒素用ガラスデュワ。
（付記２）前記開口部における内部ガラスの内径に対する深さのアスペクト比が５以上である付記１に記載の液体窒素用ガラスデュワ。
（付記３）前記保護接触部が、内部ガラスの前記真空層側に前記内部ガラスの長さ方向の少なくとも一つの位置における外周を取り巻くように設けた複数の内部ガラス突起部であり、前記内部ガラスが前記外部ガラスに対して予め定めた一定以上の歪みが生じた場合に前記内部ガラス突起部が前記外部ガラスに部分的に接触する付記１または付記２に記載の液体窒素用ガラスデュワ。
（付記４）前記内部ガラス突起部を、前記内部ガラスの長さ方向の複数の位置に設けた付記３に記載の液体窒素用ガラスデュワ。
（付記５）前記内部ガラスの長さ方向の一つの位置における前記複数の内部ガラス突起部の個数が、３個乃至１２個である付記３または付記４に記載の液体窒素用ガラスデュワ。
（付記６）前記保護接触部が、外部ガラスの前記真空層側に前記外部ガラスの長さ方向の少なくとも一つの位置における内周を取り巻くように設けた複数の外部ガラス突起部であり、前記内部ガラスが前記外部ガラスに対して予め定めた一定以上の歪みが生じた場合に前記外部ガラス突起部が前記内部ガラスに部分的に接触する付記１または付記２に記載の液体窒素用ガラスデュワ。
（付記７）前記外部ガラス突起部を、前記外部ガラスの長さ方向の複数の位置に設けた付記６に記載の液体窒素用ガラスデュワ。
（付記８）前記外部ガラスの長さ方向の一つの位置における前記複数の外部ガラス突起部の個数が、３個乃至１２個である付記６または付記７に記載の液体窒素用ガラスデュワ。
（付記９）前記保護接触部が、前記外部ガラスの底部に設けた中空円筒部材と、前記内部ガラスの底部に設けた円筒部材であり、前記液体窒素非収容時には前記中空円筒部材と前記円筒部材が部分的に接触する状態になり且つ前記液体窒素収容時には前記中空円筒部材と前記円筒部材が非接触状態になる付記１または付記２に記載の液体窒素用ガラスデュワ。
（付記１０）付記１乃至付記９のいずれか１に記載の液体窒素用ガラスデュワと、前記液体窒素用ガラスデュワを内部に収容する保護外装部材と、前記液体窒素用ガラスデュワの内部に収容される液体窒素と、前記液体窒素内に浸漬される超電導量子干渉計とを少なくとも備えた磁気検知装置。
（付記１）外部ガラスと内部ガラスと、前記外部ガラスと前記内部ガラスとを開口部において接続する接続部と、前記外部ガラスと前記内部ガラスとの間を真空にする真空層とを有し、前記内部ガラスが前記外部ガラスに対して予め定めた一定以上の歪みが生じた場合に前記内部ガラスと前記外部ガラスが部分的に接触する保護接触部或いは液体窒素非収容時には前記内部ガラスと前記外部ガラスが部分的に接触する状態になり且つ液体窒素収容時には前記内部ガラスと前記外部ガラスが非接触状態になる保護接触部の少なくとも一方を設けた液体窒素用ガラスデュワ。
（付記２）前記開口部における内部ガラスの内径に対する深さのアスペクト比が５以上である付記１に記載の液体窒素用ガラスデュワ。
（付記３）前記保護接触部が、内部ガラスの前記真空層側に前記内部ガラスの長さ方向の少なくとも一つの位置における外周を取り巻くように設けた複数の内部ガラス突起部であり、前記内部ガラスが前記外部ガラスに対して予め定めた一定以上の歪みが生じた場合に前記内部ガラス突起部が前記外部ガラスに部分的に接触する付記１または付記２に記載の液体窒素用ガラスデュワ。
（付記４）前記内部ガラス突起部を、前記内部ガラスの長さ方向の複数の位置に設けた付記３に記載の液体窒素用ガラスデュワ。
（付記５）前記内部ガラスの長さ方向の一つの位置における前記複数の内部ガラス突起部の個数が、３個乃至１２個である付記３または付記４に記載の液体窒素用ガラスデュワ。
（付記６）前記保護接触部が、外部ガラスの前記真空層側に前記外部ガラスの長さ方向の少なくとも一つの位置における内周を取り巻くように設けた複数の外部ガラス突起部であり、前記内部ガラスが前記外部ガラスに対して予め定めた一定以上の歪みが生じた場合に前記外部ガラス突起部が前記内部ガラスに部分的に接触する付記１または付記２に記載の液体窒素用ガラスデュワ。
（付記７）前記外部ガラス突起部を、前記外部ガラスの長さ方向の複数の位置に設けた付記６に記載の液体窒素用ガラスデュワ。
（付記８）前記外部ガラスの長さ方向の一つの位置における前記複数の外部ガラス突起部の個数が、３個乃至１２個である付記６または付記７に記載の液体窒素用ガラスデュワ。
（付記９）前記保護接触部が、前記外部ガラスの底部に設けた中空円筒部材と、前記内部ガラスの底部に設けた円筒部材であり、前記液体窒素非収容時には前記中空円筒部材と前記円筒部材が部分的に接触する状態になり且つ前記液体窒素収容時には前記中空円筒部材と前記円筒部材が非接触状態になる付記１または付記２に記載の液体窒素用ガラスデュワ。
（付記１０）付記１乃至付記９のいずれか１に記載の液体窒素用ガラスデュワと、前記液体窒素用ガラスデュワを内部に収容する保護外装部材と、前記液体窒素用ガラスデュワの内部に収容される液体窒素と、前記液体窒素内に浸漬される超電導量子干渉計とを少なくとも備えた磁気検知装置。
１０，２０，３０，４０，５０，６０，１３０ 液体窒素用ガラスデュワ
１１，２１，３１，４１，５１，６１，１３１ 外部ガラス
１２，２２，３２，４２，５２，６２，１３２ 内部ガラス
１３，２３，３３，４３，５３，６３，１３３ 接続部
１４，２４，３４，４４，５４，６４，１３４ 真空層
１５ 保護接触部
２５，３５，３６ 内部ガラス突起部
４５，５５，５６ 外部ガラス突起部
６５ 中空円筒部材
６６ 円筒部材
６７ 液体窒素
７１ 石油含有岩石層
７２ 穴
７３ ＣＯ２
７４ ボーリングケーシング
７５ 励磁コイル
７６ ボーリングケーシング
８０ ＳＱＵＩＤセンサ
８１ 耐圧密閉容器
８２ 保護内装
８３ デュワ
８４ 液体窒素
８５ ＳＱＵＩＤ素子
８６ 温度センサ
８７ ＦＬＬ回路
８８ ＦＬＬコントローラ
８９ Ｅ／Ｏコンバータ
９０ バッテリー
９１ キャップ部
９２ 信号ケーブル
９３ Ｎ２リリースチューブ
９４〜９７ 断熱材
１００ 検査用移動車両
１１０ 測定装置
１１１ 高周波シールド外装
１１２ デュワ
１１３ 液体窒素
１１４ 検出用コイル
１１５ 磁気シールド
１１６ コイル
１１７ ＳＱＵＩＤ素子
１１８ 励磁コイル
１１９ 制御回路・電源装置
１２０ 制御用ＰＣ
１２１ 鋼床板
１２２ アスファルト
１２３ 亀裂
１２４ 励磁磁場
１２５ 渦電流
１２６ ２次磁場
１１，２１，３１，４１，５１，６１，１３１ 外部ガラス
１２，２２，３２，４２，５２，６２，１３２ 内部ガラス
１３，２３，３３，４３，５３，６３，１３３ 接続部
１４，２４，３４，４４，５４，６４，１３４ 真空層
１５ 保護接触部
２５，３５，３６ 内部ガラス突起部
４５，５５，５６ 外部ガラス突起部
６５ 中空円筒部材
６６ 円筒部材
６７ 液体窒素
７１ 石油含有岩石層
７２ 穴
７３ ＣＯ２
７４ ボーリングケーシング
７５ 励磁コイル
７６ ボーリングケーシング
８０ ＳＱＵＩＤセンサ
８１ 耐圧密閉容器
８２ 保護内装
８３ デュワ
８４ 液体窒素
８５ ＳＱＵＩＤ素子
８６ 温度センサ
８７ ＦＬＬ回路
８８ ＦＬＬコントローラ
８９ Ｅ／Ｏコンバータ
９０ バッテリー
９１ キャップ部
９２ 信号ケーブル
９３ Ｎ２リリースチューブ
９４〜９７ 断熱材
１００ 検査用移動車両
１１０ 測定装置
１１１ 高周波シールド外装
１１２ デュワ
１１３ 液体窒素
１１４ 検出用コイル
１１５ 磁気シールド
１１６ コイル
１１７ ＳＱＵＩＤ素子
１１８ 励磁コイル
１１９ 制御回路・電源装置
１２０ 制御用ＰＣ
１２１ 鋼床板
１２２ アスファルト
１２３ 亀裂
１２４ 励磁磁場
１２５ 渦電流
１２６ ２次磁場
Claims (6)
- 外部ガラスと
内部ガラスと、
前記外部ガラスと前記内部ガラスとを開口部において接続する接続部と、
前記外部ガラスと前記内部ガラスとの間を真空にする真空層と
を有し、
前記内部ガラスが前記外部ガラスに対して予め定めた一定以上の歪みが生じた場合に前記内部ガラスと前記外部ガラスが部分的に接触する保護接触部或いは液体窒素非収容時には前記内部ガラスと前記外部ガラスが部分的に接触する状態になり且つ液体窒素収容時には前記内部ガラスと前記外部ガラスが非接触状態になる保護接触部の少なくとも一方を有する液体窒素用ガラスデュワ。 - 前記開口部における内部ガラスの内径に対する深さのアスペクト比が５以上である請求項１に記載の液体窒素用ガラスデュワ。
- 前記保護接触部が、内部ガラスの前記真空層側に前記内部ガラスの長さ方向の少なくとも一つの位置における外周を取り巻くように設けた複数の内部ガラス突起部であり、
前記内部ガラスが前記外部ガラスに対して予め定めた一定以上の歪みが生じた場合に前記内部ガラス突起部が前記外部ガラスに部分的に接触する請求項１または請求項２に記載の液体窒素用ガラスデュワ。 - 前記保護接触部が、外部ガラスの前記真空層側に前記外部ガラスの長さ方向の少なくとも一つの位置における内周を取り巻くように設けた複数の外部ガラス突起部であり、
前記内部ガラスが前記外部ガラスに対して予め定めた一定以上の歪みが生じた場合に前記外部ガラス突起部が前記内部ガラスに部分的に接触する請求項１または請求項２に記載の液体窒素用ガラスデュワ。 - 前記保護接触部が、前記外部ガラスの底部に設けた中空円筒部材と、前記内部ガラスの底部に設けた円筒部材であり、
前記液体窒素非収容時には前記中空円筒部材と前記円筒部材が部分的に接触する状態になり且つ前記液体窒素収容時には前記中空円筒部材と前記円筒部材が非接触状態になる請求項１または請求項２に記載の液体窒素用ガラスデュワ。 - 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液体窒素用ガラスデュワと、
前記液体窒素用ガラスデュワを内部に収容する保護外装部材と、
前記液体窒素用ガラスデュワの内部に収容される液体窒素と、
前記液体窒素内に浸漬される超電導量子干渉計と
を少なくとも備えた磁気検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016149482A JP2018019004A (ja) | 2016-07-29 | 2016-07-29 | 液体窒素用ガラスデュワ及び磁気検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016149482A JP2018019004A (ja) | 2016-07-29 | 2016-07-29 | 液体窒素用ガラスデュワ及び磁気検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018019004A true JP2018019004A (ja) | 2018-02-01 |
Family
ID=61076694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016149482A Pending JP2018019004A (ja) | 2016-07-29 | 2016-07-29 | 液体窒素用ガラスデュワ及び磁気検知装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2018019004A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115662722A (zh) * | 2022-10-11 | 2023-01-31 | 四川大学 | 隔杜瓦壁励磁结构、方法及导磁中间件 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5583038U (ja) * | 1978-12-05 | 1980-06-07 | ||
| JP2000116541A (ja) * | 1998-10-12 | 2000-04-25 | Tiger Vacuum Bottle Co Ltd | 金属製真空二重容器とその内面コーティン グ方法 |
| JP2012523902A (ja) * | 2009-04-17 | 2012-10-11 | タイム メディカル ホールディングス カンパニー リミテッド | 磁気共鳴イメージング用極低温冷却超伝導勾配コイルモジュール |
| JP2015010868A (ja) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | センサ用高耐圧冷却容器及び地下探査装置 |
| JP2016042063A (ja) * | 2014-08-19 | 2016-03-31 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | 探査装置 |
-
2016
- 2016-07-29 JP JP2016149482A patent/JP2018019004A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5583038U (ja) * | 1978-12-05 | 1980-06-07 | ||
| JP2000116541A (ja) * | 1998-10-12 | 2000-04-25 | Tiger Vacuum Bottle Co Ltd | 金属製真空二重容器とその内面コーティン グ方法 |
| JP2012523902A (ja) * | 2009-04-17 | 2012-10-11 | タイム メディカル ホールディングス カンパニー リミテッド | 磁気共鳴イメージング用極低温冷却超伝導勾配コイルモジュール |
| JP2015010868A (ja) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | センサ用高耐圧冷却容器及び地下探査装置 |
| JP2016042063A (ja) * | 2014-08-19 | 2016-03-31 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | 探査装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115662722A (zh) * | 2022-10-11 | 2023-01-31 | 四川大学 | 隔杜瓦壁励磁结构、方法及导磁中间件 |
| CN115662722B (zh) * | 2022-10-11 | 2023-09-08 | 四川大学 | 隔杜瓦壁励磁结构、方法及导磁中间件 |
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