JP5158633B2 - 液体水素用液面センサ及び液体水素用液面計 - Google Patents
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Description
以下に、本発明の第1実施形態に係る液体水素用液面計について説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る液体水素用液面計の概略構成図である。
次に、本発明の第1実施形態の変形例に係る液体水素用液面計について説明する。図2は、本発明の第1実施形態の変形例に係る液体水素用液面計に用いる液体水素用液面センサを示す図である。なお、上記第1実施形態と同様の部位については説明を省略する。
次に、本発明の第2実施形態に係る液体水素用液面計について説明する。図3は本発明の第2実施形態に係る液体水素用液面計の概略構成図である。なお、上記第1実施形態と同様の部位(符合2〜6、8、9に対応する符合12〜16、18、19)については説明を省略することがある。
次に、本発明の第2実施形態の変形例に係る液体水素用液面計について説明する。図4は、本発明の第2実施形態の変形例に係る液体水素用液面計に用いる液体水素用液面センサを示す図である。
以下では、上記第1実施形態に係る液面計10と同構成の液面計を作製し、この液面計の性能の検証を行った。なお、同時に、比較例についても同様の検証を行った。以下に、実施例1〜7、比較例1、2、及び参考例1に係る液面計の具体的な作製方法及び検証方法について説明する。
実施例1〜7、比較例1、2、及び参考例1の液面センサにおいては、PIT法のうちin−situ法を用いてセンサを作製した。具体的には、実施例においては、Mg、B及びSiCの混合粉末を被覆層となるNi−Cu筒(Ni:Cu=3:7)の内部に詰めて線引き加工した後、熱処理によって軸芯部分をMgB2とSiCとを含有する超伝導体の層にした。比較例においては、MgとBとの混合粉末を被覆層となるNi−Cu筒(Ni:Cu=3:7)の内部に詰めて線引き加工した後、熱処理によって軸芯部分をMgB2にした。また、参考例1については、実施例のSiCの代わりに、Fe2O3を用いたものとした。なお、このときの各センサの長さは2cmであり、超伝導体の層における添加物の添加割合、被覆金属の層と超伝導体の層との割合については、下記表1、2に示したとおりである。また、上記超伝導体の層と、上記超伝導体の被覆層となるシース材との面積比は、表2の径の値から、平均で、1:3(表2(1)より算出)〜1:11(表2(2)より算出)であることが理解できる。
室温から極低温まで、及び、極低温から室温までについて、作製した実施例1〜7、比較例1、2、及び参考例1における液面センサの電気抵抗の温度依存性を調べ、電気抵抗がゼロとなる超伝導転移温度を測定することによって検証した。超伝導転移温度付近についての結果を図5のグラフに示す。
図5における比較例1、2と実施例1〜7との結果を比較すると、全体的にTc(オンセット)が低下していることがわかる。特に、実施例4は比較例1、2に比べて、Tc(オンセット)が2K〜4K低下し、実施例7では比較例1、2に比べて、Tc(オンセット)が4K〜5K低下していることがわかる。
次に、液面センサの超伝導体が、Mg(B1−xCx)2で表されるものであり、0.02≦x≦0.07であることを、実施例を用いて示す。
(2)Tb=27.2K〔5atm(0.5MPa)〕のとき、Tc(オンセット)=32Kとすると、図15のグラフから、x=0.04であることがわかる。
(3)Tb=31.3K〔10atm(1.0MPa)〕のとき、Tc(オンセット)=36Kとすると、図15のグラフから、x=0.02であることがわかる。
以上より、0.02≦x≦0.07と導出できた。
Claims (6)
- MgB2のB原子の一部をC原子に置換した長尺状の超伝導体と、前記超伝導体の表面を覆っている被覆金属とを備えており、
前記超伝導体が、Mg(B 1-x C x ) 2 で表されるものであり、0.02≦x≦0.07であり、
前記超伝導体の層と前記被覆金属の層との断面積比が、1:3〜1:11であることを特徴とする液体水素用液面センサ。 - MgB2のB原子の一部をC原子に置換したコイル状の超伝導体と、前記超伝導体の表面を覆っている被覆金属とを備えており、
前記超伝導体が、Mg(B 1-x C x ) 2 で表されるものであり、0.02≦x≦0.07であり、
前記超伝導体の層と前記被覆金属の層との断面積比が、1:3〜1:11であることを特徴とする液体水素用液面センサ。 - 前記超伝導体が、加工の際、Mg及びBの混合粉末に、C単体、SiC、Mo2C又はAl4C3を添加して、前記MgB2のB原子を所定の割合でC原子に置換したものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体水素用液面センサ。
- 前記被覆金属がNi−Cu合金であることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体水素用液面センサ。
- 全体がU字型となるように形成された請求項1〜4のいずれか1項に記載の液体水素用液面センサ。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の前記液体水素用液面センサと、前記液体水素用液面センサを加熱するヒーターと、前記液体水素用液面センサに電流を流す電源と、前記液体水素用液面センサにおける電圧を測定する電圧計とを備えていることを特徴とする液体水素用液面計。
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