JP5317854B2 - Conductive fluid detector - Google Patents
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Description
本発明は流体状の金属等の導電性を有する流体の存在を検知するのに用いられる導電性流体検知器に関し、具体的には導電性流体を貯えた部位から導電性流体が漏洩したことを検知するもので、耐久性に優れ、ゴミや容器の変形等による誤動作がなく、安定して使用することが出来る高信頼性の導電性流体検知器に関する。 The present invention relates to a conductive fluid detector used to detect the presence of a conductive fluid such as a fluid metal, and more specifically, the leakage of a conductive fluid from a portion where the conductive fluid is stored. The present invention relates to a highly reliable conductive fluid detector that is highly reliable and can be used stably without malfunction due to dust, container deformation, or the like.
導電性流体検知器には種々のタイプがあるが、その基本原理は1本以上の導電線を平行に配置し、その導電線間または導電線と他の導体との間の電気特性の変化を検知するものが多く用いられている。
例えば、高速増殖炉を始めとして液体金属の漏れを検知する最も一般的な導電性流体検知器は電極式と呼ばれているものが多く使用されている。これはビーズ状の絶縁碍子に導電線を引き通しておいて、先頭の絶縁碍子の先端面から突出した接触電極が導電性流体に接触することによって生じる電気抵抗値の減少を検知することにより導電性流体の存在を検知するものである。この電極式導電性流体検知器は非常に単純のもので、導電性のある水漏洩検知手段としても多く利用されている。
There are various types of conductive fluid detectors, but the basic principle is that one or more conductive wires are arranged in parallel to change the electrical characteristics between the conductive wires or between the conductive wires and other conductors. Many detections are used.
For example, the most common conductive fluid detector for detecting leakage of a liquid metal such as a fast breeder reactor is often used as an electrode type. This is done by passing a conductive wire through a bead-shaped insulator and detecting a decrease in the electrical resistance caused by the contact electrode projecting from the tip of the leading insulator contacting the conductive fluid. It detects the presence of sex fluid. This electrode-type conductive fluid detector is very simple and is often used as a conductive water leak detection means.
前記接触電極間で導通抵抗を測定し、導通時に警報を発する導電式導電性流体検知器は多くの制御機器メーカから市販されており、その電気回路上の問題は殆ど無い。しかし水以外の多くの導電性流体に適用する導電性流体検知器は適用する導電性流体に特有な様々な問題があり、それぞれの問題を解決しなければ導電性流体検知器として実際に使用することは出来ない。 Conductive conductive fluid detectors that measure the conduction resistance between the contact electrodes and issue an alarm upon conduction are commercially available from many control equipment manufacturers, and there are almost no problems with their electrical circuits. However, the conductive fluid detector applied to many conductive fluids other than water has various problems peculiar to the applied conductive fluid. If each problem is not solved, it is actually used as a conductive fluid detector. I can't do that.
適用する導電性流体が水の場合、水は表面張力が小さく、多くの金属に対して濡れ性もよく、接触電極と測定機器との間の導電線に使用する絶縁体もプラスチックが十分使用出来る。耐熱や酸、アルカリ等に対する耐食性を考慮しなければならない場合でも、導体としてステンレス、銅、ニッケル等を使用し、絶縁体としてフッ素系樹脂やポリイミド系樹脂を用いれば大概は事足りる。 When the conductive fluid to be applied is water, the water has a small surface tension, good wettability with many metals, and the insulator used for the conductive wire between the contact electrode and the measuring instrument can be used sufficiently with plastic. . Even when heat resistance, corrosion resistance against acids, alkalis, etc. must be taken into account, it is generally sufficient to use stainless steel, copper, nickel or the like as the conductor and fluorine resin or polyimide resin as the insulator.
これに対して溶融アルミニウム等のような溶融金属の場合、金属それぞれの特質によって導体や絶縁体の材料や形状、その配置或いは機器への取り付け等に様々な課題がある。例えば融点の高いアルミニウムの腐食性問題がその典型である。また常温の金属であっても表面張力が大きく、電極に対する濡れ性も悪い水銀を接触電極に導くためには濡れ性が悪いフッ素系樹脂をコーティングした樋を使用したり、その樋から水銀を或る程度の量を集める水銀貯めを設けたりする等の対策が必要となる。 On the other hand, in the case of molten metal such as molten aluminum, there are various problems in the materials and shapes of conductors and insulators, their arrangement, or attachment to equipment depending on the characteristics of each metal. For example, the corrosive problem of aluminum having a high melting point is typical. In addition, in order to introduce mercury that has a high surface tension and poor wettability to the electrode to the contact electrode even if it is a metal at normal temperature, use a fluorine coated resin with poor wettability or use mercury from the soot. It is necessary to take measures such as installing a mercury reservoir to collect a certain amount.
図5に絶縁体としてのビーズ状の碍子21に導電線24、24を引き通し、先頭の碍子21の端面から導出した導電線24、24の先端部を接触電極25、25とした導電性流体検知器の従来例を示す。図5ではこのような導電性流体検知器を容器状の部材22に取り付け、この部材22の底部に流出してくる導電性流体を検知する。
In FIG. 5,
このような絶縁体としてのビーズ状の碍子21に導電線24、24を引き通した導電性流体検知器は構造が簡単でコストも低い。しかし導電線24、24を折り曲げた部分では碍子21の間が開いてしまい、針金、金属片、金属粉等の導電性を有する異物が碍子21の隙間に付着しやすく、これが誤動作の原因となる。また誤動作は先端の碍子21に設けられた接触電極25、25に至る導電線24、24の中間部での相互の接触等に伴う短絡によっても起こり得る。さらに、接触電極25、25が設けられた先端の碍子21の端面に金属粉等の導電性を有する異物が付着したり、さらには図5に示すように先端の碍子21の端面に設けられた接触電極25、25が部材22の突起状の変形部23に接触したりすることによっても誤動作が生じる。
The conductive fluid detector in which the
本発明は前記従来の導電性流体検知器における課題に鑑み、導電線の中間部の短絡、先端面の異物の付着或いは部材の変形突起との接触等によりもたらされる誤動作等が起こりにくく、かつ高い融点を有するアルミニウム等の溶融金属にも適用が可能であり、加えてファイバースコープや熱電対pH電極等の銅電線以外の手段による観察や計測にも適用が可能な導電性流体検知器を提供することを目的とする。 In view of the problems in the conventional conductive fluid detector, the present invention is less likely to cause malfunctions caused by short-circuiting of the intermediate portion of the conductive wire, adhesion of foreign matter on the front end surface, contact with deformed protrusions of the member, and the like. Provided is a conductive fluid detector that can be applied to a molten metal such as aluminum having a melting point , and can also be applied to observation and measurement by means other than copper wires such as a fiberscope and a thermocouple pH electrode. For the purpose.
本発明では前記の目的を達成するため、導電線4、4を金属チューブ状のシース1に収納し、導電線4、4とシース1との間にマグネシア粉末等の無機絶縁材粉末5を充填して絶縁したシースケーブルを使用する。さらにシース1と無機絶縁材粉末5から露出した導電線4、4の先端を接触電極6、6とすると共に、この接触電極6、6の先に前記シース1を延長してカバー部2を設け、このカバー部2に導電性流体を流入させる窓状の開口部3を設ける。加えて前記カバー部2からシース1の反対側の端部にわたって同シース1の中を貫通するモニタパイプ8を設ける。
In the present invention, in order to achieve the above object, the
すなわち、本発明による導電性流体検知器は先端に接触電極6、6を有し、この接触電極6、6に接触した導電性流体による電気的導通を検知して導電性流体の存在を検知するものであって、導電線4、4を金属チューブ状のシース1に収納し、導電線4、4とシース1との間にマグネシア粉末等の無機絶縁材粉末5を充填して絶縁したシースケーブルを使用し、このシース1の先端付近の側面を窓状に切り開いて開口部3を形成すると共に、この開口部3の中の無機絶縁材粉末5を導出して空洞のカバー部2を形成し、このカバー部2の中に前記無機絶縁材粉末5の端面から前記導電線4、4に接続された接触電極6、6を導出させ、さらに前記カバー部2からシース1の反対側の端部にわたって同シース1の中を貫通するモニタパイプ8を設けたものである。
That is, the conductive fluid detector according to the present invention has the
この場合、接触電極6、6はシース1の内部を通る導電線4、4と一体に連なったものであるのがよい。またカバー部2の中で無機絶縁材粉末5から導出された導電線4、4の先端部を2本ずつ接合し、1極の接触端子6、6ごとに2本ずつの導電線4、4を割り当てるのがよい。これにより、1本の導電線4に断線等のトラブルがあっても他方の銅電線4で電気的導通を確保することが出来る。
In this case, the
このような導電性流体検知器は導電線4、4が連続的なシース1に覆われており、しかもシース1と導電線4、4の間に無機絶縁材粉末5が充填されているので、導電線4、4が異物に接触したり、導電線4、4同士が接触したりせず、短絡による誤動作を確実に防止することが出来る。さらに、シース1の中にモニタパイプ8を設けているので、モニタパイプ8の中にファイバースコープを挿入して導電性流体検知器の先端の状態を目視観察し、あるいはその中に熱電対等の測温素子やpH電極等を挿入して導電性流体検知器の先端の温度や水素濃度等を計測する等、導電線4、4以外の手段による観察、計測等も可能となる。
In such a conductive fluid detector, the
本発明ではその目的を達成するため、無機絶縁ケーブルを使用し、そのシースの先端部にカバー部を設けてその中に接触電極を配置し、さらにこのカバー部の先端面を端面カバー7で覆った。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、実施例をあげて詳細に説明する。
In the present invention, in order to achieve the object, an inorganic insulating cable is used, a cover portion is provided at the distal end portion of the sheath, a contact electrode is disposed therein, and the distal end surface of the cover portion is covered with the
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples.
導電性流体検知器用のケーブル部材として無機絶縁ケーブルを使用する。これは図2に示すように、ステンレスチューブ等からなるチューブ状のシース1の中に1以上の導電線4、4を収納し、さらにシース1と導電線4、4との間にマグネシア粉末等の無機絶縁材粉末5を充填したものである。シースと導電線4、4及び導電線4、4同士は前記無機絶縁材粉末5により互いに絶縁される。
An inorganic insulated cable is used as a cable member for the conductive fluid detector. As shown in FIG. 2, one or more
図2に示した実施例ではシース1の中に2本の導電線4、4を収納した2芯のシースケーブルが使用されている。さらにこの例ではシース1の中心軸上にさらに細径のチューブ状のパイプがファイバスコープ導入用のモニタパイプ8として挿入されている。
In the embodiment shown in FIG. 2, a two-core sheath cable in which two
図2に示すように、ステンレス等からなるチューブ状のシース1の先端部の両側面を窓状にくり抜き、シース1の先端部の両側面に開口部3が設けられている。さらにこの開口部3の部分のシース1の内部の無機絶縁材粉末5が排出、除去され、その部分が空洞なカバー部2となっている。このカバー部2の内部において、一部除去された無機絶縁材粉末5の端面から導電線4、4の先端がカバー部2内に導出され、これら導出された導電線4、4の先端部を接触電極5、5とする。内部が空洞となったカバー部2の端面は閉じられ、この封止されて閉じられた部分が端面カバー7となっている。
As shown in FIG. 2, both side surfaces of the distal end portion of a tubular sheath 1 made of stainless steel or the like are cut out in a window shape, and
図1はこの導電性流体検知器の先端部とその導電線4、4を計測回路に接続するための電極リード線12、12に接続するアダプタ部とを示している。
導電線4、4の接触電極6、6側と反対側の端部はシース1と無機絶縁材粉末5から導出され、ソター11、11を介して電極リード線12、12に接続されている。電極リード線12、12としては例えば銅等の導電線を樹脂被覆等で覆った、いわゆるソフトケーブルを使用することが出来る。導電性流体検知器の導電線4、4は電極リード線12、12を介して計測回路に接続される。
FIG. 1 shows a tip portion of the conductive fluid detector and an adapter portion connected to electrode
The ends of the
シース1のほぼ中心を貫通したモニタパイプ8の接触電極6、6側と反対側の端部はシース1と無機絶縁材粉末5から導出され、その導出された端部外周に円筒形の補強パイプ9が嵌合され、固定されている。この補強パイプ9の先端外周部にはネジが切られ、ここに袋ナット状の端面を閉じた円筒形のキャップ14がねじ込まれて取り付けられる。
An end portion of the
前記の導電線4、4が接続されたシース1の接触電極6、6側と反対側の端部には段付き円筒形のアダプタケース10の細径部が嵌め込まれ、溶接やロウ付け等の手段で固着されいる。このアダプタケース10の中には前記導電線4、4と電極リード線12、12との接続部が収納される。さらにこのアダプタケース10の内部にはエポキシ樹脂等の絶縁材13が充填されており、従ってこの絶縁材13の中に前記導電線4、4と電極リード線12、12の接続部が埋め込まれる。さらに図示の例ではモニタパイプ8と補強パイプ9の接合部も絶縁材13の中に埋め込まれる。
A small diameter portion of a stepped
このような構成を有する導電性流体検知器の使用方法は前述した従来のものと基本的に変わらない。接触電極6、6側を導電性流体の存在を検知しようとする個所に配置し、電極リード線12、12を計測回路に接続して接触電極6、6間の電気抵抗、通電電流値等の変化を観測する。接触電極6、6間の電気抵抗、通電電流値等の変化が生じたときに導電性流体が検知される。
The method of using the conductive fluid detector having such a configuration is basically the same as the conventional one described above. The
既に述べた通り、本発明によるシース1と無機絶縁材粉末5とにより導電線4、4の絶縁性が確保され、短絡による誤動作が防止される。さらに、接触電極6、6はカバー部2やその端面カバー7により保護されているので、やはり短絡による誤動作を防止することが出来る。
As already described, the insulation of the
図3は本発明の導電性流体検知器の他の実施例を示すものである。この導電性流体検知器でもシース1の先端側に窓3を設け、この窓3のある部分の無機絶縁材粉末5を除去して空洞のカバー部2を形成し、このカバー部2の端面を端面カバー7で閉じている。この構造は基本的に前述した実施例と同様である。
FIG. 3 shows another embodiment of the conductive fluid detector of the present invention. Also in this conductive fluid detector, a
この導電性流体検知器では1本のシース1に4本の導電線4、4が収納された4芯の無機絶縁ケーブルを使用している。導電線4、4の先端部を前記カバー部2の中で無機絶縁材粉末5から導出し、接触電極6、6とする。そして、無機絶縁材粉末5から導出した導電線4、4の先端部を2本ずつロウ付け等の手段で接合し、導通している。これらの導電性流体検知器では1つの接触電極6、6ごとに2本の導電線4、4が割り当てられるところから、1本の導電線に断線等のトラブルがあっても使用することが出来、より高い信頼性を確保することが出来る。
In this conductive fluid detector, a four-core inorganic insulated cable in which four
なお、図3に示した導電性流体検知器ではシース1のほぼ中心にモニタパイプ8を設けているが、比較例として示した図4に示した導電性流体検知器ではそのようなモニタパイプ8を設けていない。モニタパイプ8はその中にファイバースコープを挿入して導電性流体検知器の先端を目視観察したり、あるいはその中に熱電対等の測温素子やpH電極等を挿入して導電性流体検知器の先端の温度や水素濃度等を計測するのに使用する。そうした観察や計測のためにモニタパイプ8を設ける必要がある。
In the conductive fluid detector shown in FIG. 3, the
本発明による導電性流体検知器は、高い信頼性で導電性流体の存在を検知することが出来るので、例えば高速増殖炉を始めとして液体金属の漏れを検知するために使用することが出来る。 Since the conductive fluid detector according to the present invention can detect the presence of the conductive fluid with high reliability, the conductive fluid detector can be used to detect leakage of a liquid metal including, for example, a fast breeder reactor.
1 シース
2 カバー部
3 開口部
4 導電線
5 無機絶縁材粉末
6 接触電極
7 端面カバー
8 モニタパイプ
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8 monitor pipes
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