JPH0325375A - 渦電流測定装置 - 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〕 本発明は核融合装置の真空容器上に流れる渦電流を計測
する装置に係り、特に、トーラス形状の磁場閉じ込め核
融合装置であるトカマク装置に＋−ｒ適な渦電流測定装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来よりトーラス型核融合装置、特に，１・カマク型核
融合装置では、プラズマを真空容器内に閉じ込めるため
、プラズマ中や周辺のコイルに電流を流し、その電流に
よって磁場を発生するようになっている。発生した磁場
が時間時に変動する時、電磁誘導によって真空容器上に
渦電流がながれる。

この渦電流はプラズマを変形、あるいは、動かす等のプ
ラズマ位置形状制御に係わる問題と共に、強大なローレ
ンッ力しこよって真空容器を破壊する等の問題を発生す
る恐れがある。従って、真空容器上の渦電流の測定は装
置の運転制御や装置の保護の観点から重要である。

渦電流の測定手段について、核融合研究６１巻１号（１
９８９）３８に記載の阿部他によるマグネチツク　アナ
リシス　インクルーデイング　ザフィールド　デュー　
ツー　バキューム　ベッセルエデイカーレンツ　イン　
ザ　ヒタチ　トカマク（エイチテイー２）（“Ｍａｇｎ
ｅｔｉｃ　ＡｎａｌｙｓｉｓＩｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅ
　Ｆｉｅｌｄ　ｄｕｅ　ｔｏ　Ｖａｃｕｕｍ　Ｖｅｓｓ
ｅｌＥｄｄｙ　Ｃｕｒｒｅｎｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｈｉ
ｔａｃｈｉ　Ｔｏｋａｍａｋ　（ＩＩＴ　−２　’）　
”　）と題する文献で論じられている。この方法では、
第２図のように、真空容器１の大気側と真空側の両方に
磁気検出器２（磁気プロープ）を配置し、それぞれの磁
気検出器で測定した磁場の大きさの違いから真空容器上
の渦電流を求める。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は磁気検出器を真空容器１の内部、即ち、
真空１２の領域に配置する必要がある．磁気検出器を真
空領域に設置するには、磁気検出器に吸着した水，酸素
や二酸化炭素が真空状態を劣化させるのを防止する、あ
るいは、プラズマによって磁気検出器が破損されるのを
防止するため、磁気検出器を金属のケースで覆う必要が
ある。ところが、真空領域に設置する金属ケースは精密
加工を必要として製作が難しく、真空リーク等の欠陥が
発生しやすい。また、一度設置した磁気検出器が破損す
ると交換が難しく、小型のトカマク装置では交換不可能
という場合もある． 本発明の目的は、真空容器外（大気側）に設置したセン
サのみで真空容器上の渦電流を測定できる渦電流測定装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は大気側の真空容器上
の近接した二箇所以上の点における真空容器に直交する
磁場成分を検出するように磁気検出器を配置する。さら
に、設置した磁気検出器信号の差信号を得て、その差信
号から渦電流を推定する点に特徴がある。

〔作用〕

第３図を用いて本発明の動作原理を説明する。

１０は真空容器１に流れる渦電流である。渦電流１０は
磁力！ｓ２０を持つａｍを発生する。渦電流を発生する
プラズマ中や外部コイルを流れる電流（外部電流と呼ぶ
）のつくる磁場は，電流が真空容器から離れているため
、２１のような磁力線形状となる。すなわち、渦電流の
つくる磁場は近接して設置された二個の磁気検出器５ａ
、及び、５ｂの場所で方向が逆となり、外部電流のつく
る磁場は磁気検出器５ａ、及び、５ｂのところで方向が
同じになる。

本発明の渦電流測定装置における二個の磁気検出器の出
力差は、磁場の方向が逆の渦電流に対しては加えあわさ
れ、磁場の方向が同じ外部電流のつくる磁場に対しては
相殺される。磁気検出器の出力は磁気検出器と電流の距
離、及び、電流値の関数となるので、二個の磁気検出器
の出力差より真空容器ｌに流れる渦電流１０の値を推定
することが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図によって説明する．図
は本発明による渦電流測定装置を真空容器面上に設置し
たものである．本実施例の８の字コイル６は、Ａ点の真
空容器１に直交する磁場の時間変化に比例する左側ルー
プの誘導電圧とＢ点の真空容器１に直交する磁場の時間
変化に比例する右側ループの誘導電圧の差の電圧がリー
ド線の両端に発生し、その電圧を積分器７によって積分
し、Ａ点とＢ点の磁場の差、すなわち、Ａ点とし点の間
を流れる渦電流に比例した出力信号８を得る。本実施例
によれば、８の字コイルヒ積分器という簡単な構成で真
空容器上の渦電流を測定でき，しかも、従来の渦電流測
定装置のように高真仝の真空容器内に磁気検出器を設置
する必要がない。

第４図は第二の実施例を示す。本実施例は、第一の実施
例の８の字コイルの動作を二個の鞍型コイル１６と差動
増幅器８で行うようにしたものである。本実施例は第一
の実施例に比べて構或機器が増えて高価になるという短
所があるが、差動増幅器、及び、積分器の利得調整でコ
イル形状の製作誤差等に基づく測定誤差を容易に補正で
きるという効果がある。また、差動増幅器の代りに、二
個の積分器出力をデジタル化し、計算器による演算で二
個の鞍型コイル出力の差信号を得ることも可能である。

第一または第二の実施例に基づく渦電流測定装置を複数
個用意して真空容器上のさまざまな位置に設置すれば、
真空容器上の渦電流分布を測定することができる。その
場合、第二の実施例で鞍型コイルの代りに小型の磁気プ
ローブを用いれば、磁気プローブが局所的な磁場を計る
ため、ノイズに弱くなるという欠点があるものの、より
詳細な渦電流分布の測定が可能になる。

第二の実施例では、鞍型コイル、及び，積分器の役割を
磁場計測用のホール素子で代用できる。

この場合、積分器が不要となる．積分器はＤＣオフセッ
トを積分して出力が飽和してしまう等の問題で長時間の
測定には使用できないが、ホール素子にそのような欠点
がない。従って，トカマク型核融合装置で長時間の放電
を行った後、放電を停止する時に流れる渦電流を測定す
る時等に適している． 〔発明の効果〕 本発明は、このように構或されているので以下に示すよ
うな効果を奏する。

真空容器上の大気側のみに検出器を設置するので、アウ
トガス，真空リーク等によって真空を劣化させない。検
圧器が破損しても容易に交換が可能のため、信頼性も向
上する。また、検出器として８の字コイルを用いること
により、安価に渦電流測定装置を提供することができる
．さらに、検出器として鞍型コイルと差動増幅器、また
は、計算器を用いることにより、鞍型コイルの製作、及
び、設置誤差に基づく測定誤差を容易に補正することが
できる。また、検出器としてホール素子を用いることに
より，長時間の測定が可能にむる。

また、渦電流測定装置を真空容器の面にそって複数個設
置することにより、渦電流の分布から真空容器内のプラ
ズマの挙動を調べることができる。

さらに、検出器として小型の磁気プローブを用いること
により，より詳細な渦電流空間分布を測定することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例の斜視図、第２図は従来
の渦電流測定装置を示す平面図、第３図は本発明の動作
原理の説明図、第４図は本発明の第二の実施例を示す斜
視図である。 １・・・真空容器、６・・・８の字コイル、７・・・積
分器、第１図 第 ２ 図 第 ３ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空容器内に磁場によつてプラズマを閉じ込める核
   融合装置において。 前記真空容器の面に垂直な方向の磁場を近接した複数箇
   所で測定し、磁場測定値の差信号から前記真空容器上を
   流れる渦電流を推定することを特徴とする渦電流測定装
   置。 ２、請求項１において、 前記近接した複数個の測定点上での前記真空容器に垂直
   な方向の前記磁場の差信号を８の字形状のコイルによつ
   て測定する渦電流測定装置。 ３、請求項１において、 前記近接した複数個の測定点で前記真空容器に垂直な方
   向の磁場を磁気プローブ、または、鞍型コイルまたはホ
   ール素子によつて測定し、磁場測定値の差信号を電気的
   または計算器によつて求める渦電流測定装置。 ４、請求項１の渦電流測定装置を前記真空容器の面にそ
   つて複数個配置し、それによつて前記真空容器上の渦電
   流分布を推定する渦電流測定装置。