JPH01138424A - 液体窒素液量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は液体窒素の液量の測定に用いることができる液
体窒素液量計に関するものである。

従来の技術 近年、エックス線微小分析器においてエネルギー分散型
が多く用いられてきている。ところがエネルギー分散型
エックス線微小分析器においてはエックス線検出器とし
て分解能を上げるために半導体検出器が用いられている
。ところが半導体検出器はその性能劣化を防止するため
常時検出器を液体窒素で冷却しなければならない。その
ためエネルギー分散型エックス線微小分析器は液体窒素
保存容器を備え、これが空にならないように液体窒素を
補充しなければならない。

以下図面を参照しながら従来の液体窒素液量計について
説明する。第３図は従来の液体窒素液量計の構成図であ
り、■はＩＣ熱電対、２は熱起動電力検出計、３は液体
窒素、４は液体窒素保存容器である。１の熱電対は４の
液体窒素保存容器の入口から一端が底面近（に達するよ
うに挿入され、他端は４の液体窒素保存容器の入口に配
置され、導線で２の熱起電力検出計に接続されている。

以上のように構成された液体窒素液量計についてその動
作を以下に説明する。液体窒素が熱電対１の底面に近い
方の端部より液面が上にある時は、熱電対の両端で室温
と液体窒素温度の温度差による熱起電力を発生し、熱起
電力検出計２によって検出される。ところが、液体窒素
が少なくなり液体窒素液面が熱電対の底面に近い方の端
部より下がると、熱電対の両端間で温度差がなくなり、
熱起電力は減少する。従って熱起電力検出計により、液
体窒素の量を検出することができる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成においては温度を検出
することにより、液体窒素液量を検出する方法であるの
で、熱電対の一端より液面が上にあるか下にあるかのど
ちらかを検出するだけであり、連続的な液量の変化を検
出できないという問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、液体窒素の液量の連続的な
変化を検出することのできる液体窒素液量計を提供する
ものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の液体窒素液量計は
、Ｙ−Ｂａ−Ｃ，ｕ−０系超伝導体線と定電圧電源と電
流計と電気抵抗と電流増幅器とを備え、前記Ｙ−Ｂａ−
Ｃｕ−０系超伝導体線と前記定電圧電源と前記電気抵抗
とが直列に接続され、前記電気抵抗を流れる電流を増幅
するよう前記電流増幅器を接続し、前記電流増幅器によ
って増幅された電流が前記電流計を流れるように接続さ
れているという構成を備えたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系
超伝導体線を液体窒素中に浸し、液体窒素液量変化によ
る超伝導体線の抵抗変化を超伝導体線を流れる電流の変
化として検出する方法であるので、液体窒素液量の連続
的変化を検出することができる。そしてこの超伝導体線
を流れる電流は一旦、電流増幅器によって増幅された後
電流計を流れるので、超伝導体線の抵抗の微小変化に対
しても感度良く検出することができる。

実施例 以下本発明の一実施例の液体窒素液量計について、図面
を参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における液体窒素液量計
の構成図を示すものである。第１図において、５はＹ−
Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導体線、６は定電圧電源、７は電
流計、８は電気抵抗、９は電流増幅器、３は液体窒素、
４は液体窒素保存容器である。Ｕ字型に曲げられた超伝
導体線５が液体窒素保存容器４に鉛直につり下げられ、
液体窒素中に浸されている。一方、この超伝導体線５に
定電圧電源６、電気抵抗８が直列に接続され、またこの
電気抵抗８を流れる電流を増幅するように電流増幅器９
が接続され、この電流増幅器の出力電流が電流計７を流
れるように接続されている。

以上のように構成された液体窒素液量計について、以下
その動作を説明する。超伝導体線全体が液体窒素に浸か
っている時、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導体線では超伝
導状態が実現されるので抵抗値が零となる。従って電気
抵抗８を流れる電流は定電圧電源６の電源電圧と電流増
幅器のトランジスタ９ａの順方向電圧降下分と電気抵抗
８により決まる。この電流が電気抵抗８、電気抵抗９Ｃ
でほぼ決まる増幅率で増幅され電流計７を駆動する。液
体窒素の液量が減少し超伝導体線の一部が液体窒素に浸
からなくなるとこの部分では超伝導状態が破れ、有限の
抵抗値を持つようになる。従ってこの抵抗値の増加分電
気抵抗８を流れる電流が減少する。電流計７を流れる電
流も同様に減少するがその変化分は電流増幅器の増幅率
だけ増幅されることになる。また、この超伝導体線の持
つ抵抗値は、液体窒素に浸かっていない部分の長さに比
例して大きくなるので、液体窒素液面の変化に連続して
超伝導体線の抵抗値が変化することになる。この結果、
電流計７を流れる電流値は液体窒素液量の減少とともに
連続的に減少する。かつその変化分は増幅されて表わさ
れる。そこで電流計の目盛を液体窒素液量の値で較正し
ておけば液体窒素液量の値を感度良く検出することがで
きる。

以上のように本実施例によれば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系
超伝導体線と定電圧電源と電流計と電気抵抗を直列に接
続し、この電気抵抗を流れる電流を増幅するよう電流増
幅器を接続し、増幅された電流が電流計を流れるように
接続し、超伝導体線を液体窒素中に浸けることにより、
液体窒素液量を連続的に感度良く検出することができる
。

以上本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第２図は本発明の第２の実施例を示す液体窒素液量計の
構図である。同図において５はＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超
伝導体線、６は定電圧電源、７は電流計、８は電気抵抗
、９は電流増幅器、３は液体窒素、４は液体窒素保存容
器で、以上は第１図の構成と同様なものである。第１図
の構成と異なるのは、電気抵抗１０を電流増幅器９のト
ランジスタ９ｂのコレクタ側に電流計７と直列接続し、
トランジスタ９ｂのコレクタに出力端子１１を設けた点
である。

上記のように構成された液体窒素液量計について、以下
その動作を説明する。

液体窒素液量が減少してきてＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝
導体線の抵抗値が増加してくると電気抵抗８を流れる電
流が減少し、その結果前記したように電流計７を流れる
電流も減少する。ここで電気抵抗１０があるため、端子
１１にあられれる端子電圧は液体窒素液量が減少するに
つれ増加してくる。

以上のように電気抵抗１０を電流増幅器９のトランジス
タ９ｂのコレクタ側に電流計７と直列接続し、トランジ
スタ９ｂのコレクタに出力端子１１を設けることにより
、液体窒素液量変化を電圧変化として検出することがで
きる。従ってこの出力を基準電圧と比較することにより
、液体窒素液量が一定量以下になると信号を発生させる
ことができるという特有の効果を得ることができる。

なお、第１の実施例において電流増幅器９としてトラン
ジスタ３個と電気抵抗１個とで構成したが、電気抵抗８
を流れる電流を増幅する構成であればこの構成である必
要はない。

発明の効果 以上のように本発明はＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導体線
と定電圧電源と電気抵抗を直列に接続し、この電気抵抗
を流れる電流を増幅するよう電流増幅器を接続し、増幅
された電流が電流計を流れるように接続することにより
、液体窒素液量を連続的にしかも感度良く検出すること
ができるまた電流計に直列に電気抵抗を接続し液体窒素
液量変化を電圧変化として検出することもできる。従っ
てエネルギー分散型エックス線微小分析器のエックス線
検出器冷却用液体窒素液量検出計として用いれば、液体
窒素液量を的確に知ることができるとともに、一定値以
下になると信号を発生させることができ、これによって
エックス線検出器の電源を切断することが可能となって
、液体窒素欠乏による事故を防ぐのに大いに役立つもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における液体窒素液量計
の構成図、第２図は本発明の第２の実施例における液体
窒素液量計の構成図、第３図は従来の液体窒素液量計の
構成図である。 ３・・・・・・液体窒素、４・・・・・・液体窒素保存
容器、５・・・・・・Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導体線
、６・・・・・・定電圧電源、７・・・・・・電流計、
８，１ｏ・・・・・・電気抵抗、９・・・・・・電流増
幅器、１１・・・・・・出力端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体線と定電圧電源と電流計
   と電気抵抗と電流増幅器とを備え、前記Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ
   −Ｏ系超伝導体線と前記定電圧電源と前記電気抵抗が直
   列に接続され、前記電気抵抗を流れる電流を増幅するよ
   う前記電流増幅器を接続し、前記電流増幅器によって増
   幅された電流が前記電流計を流れるように接続されてい
   ることを特徴とする液体窒素液量計。