JPH03273122A - 強磁界用温度センサ - Google Patents
強磁界用温度センサInfo
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- JPH03273122A JPH03273122A JP7423690A JP7423690A JPH03273122A JP H03273122 A JPH03273122 A JP H03273122A JP 7423690 A JP7423690 A JP 7423690A JP 7423690 A JP7423690 A JP 7423690A JP H03273122 A JPH03273122 A JP H03273122A
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Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
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。
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、超電導発電機・リニアモーターカー・超電導
電力貯蔵等の強磁界極低温環境下で用いる強磁界用温度
センサに関するものである。
電力貯蔵等の強磁界極低温環境下で用いる強磁界用温度
センサに関するものである。
「従来の技術」
白合一コバルト、カーボン等の測温抵抗体、サーミスタ
ー、アモルファス−シリコン、白金等の薄膜型測温抵抗
体は、電気抵抗の温度依存性を用いて温度を計測する。
ー、アモルファス−シリコン、白金等の薄膜型測温抵抗
体は、電気抵抗の温度依存性を用いて温度を計測する。
金鉄クロメル等の熱電対は異種導体間の測温接点と他端
との温度差によって生じる熱起電力を用いて温度を計測
する。電気容量型温度センサは誘電体をはさんで相対す
る２枚の導体電極間の電気容量の温度依存性を用いて温
度を計測する。
との温度差によって生じる熱起電力を用いて温度を計測
する。電気容量型温度センサは誘電体をはさんで相対す
る２枚の導体電極間の電気容量の温度依存性を用いて温
度を計測する。
以上の温度センサは工業的に有用であり、普及している
が、いずれも電気的磁気的原理を用いるため、強磁界が
印加される環境では、強磁界によって電子やキャリヤー
等の動きが乱され、測定値に誤差が生じて使用できなか
った。
が、いずれも電気的磁気的原理を用いるため、強磁界が
印加される環境では、強磁界によって電子やキャリヤー
等の動きが乱され、測定値に誤差が生じて使用できなか
った。
従来技術の例を第１図に示す。第ｌ図は測温抵抗体セン
サである。３線式測温抵抗体の為、導線８は３本ある。
サである。３線式測温抵抗体の為、導線８は３本ある。
ＳＯ５３１６等の金属シース３の中に測温抵抗体１と導
線８の３本の導線同士及びシース３がショートしないよ
うに絶縁粉体２で絶縁しつつ、測温抵抗体重、導線８を
固定している。大気中の水分を吸湿せぬようにエポキシ
等のシース封止部４で封止し、被覆１０付の導線９を導
ｖＡ８に銀ロウ等で電気的に接合７し、ＳＯ５３１６等
のスリーブ５をかぶせてシース３とスリーブ５を溶接１
６し、エポキシ等の樹脂６をスリーブ５内に充填する。
線８の３本の導線同士及びシース３がショートしないよ
うに絶縁粉体２で絶縁しつつ、測温抵抗体重、導線８を
固定している。大気中の水分を吸湿せぬようにエポキシ
等のシース封止部４で封止し、被覆１０付の導線９を導
ｖＡ８に銀ロウ等で電気的に接合７し、ＳＯ５３１６等
のスリーブ５をかぶせてシース３とスリーブ５を溶接１
６し、エポキシ等の樹脂６をスリーブ５内に充填する。
導、Ｓｉ２の一端に設けた圧着端子１１を介して電気計
器に接続され測温抵抗体ｌの温度を計測する。
器に接続され測温抵抗体ｌの温度を計測する。
測温抵抗体１の詳細図が第２図である。アルミナ等の２
つ孔碍子Ｉ３の孔の中にコイル状の白金線１４を通し、
碍子１３の両端をセラくツク系接着剤１２で封止する。
つ孔碍子Ｉ３の孔の中にコイル状の白金線１４を通し、
碍子１３の両端をセラくツク系接着剤１２で封止する。
白金線１４は銅等の導線８に接続される。３線式測温抵
抗体として電気計器例でブリッジを組んで白金線１４の
電気抵抗値を正確に測り、温度を算出するために、導線
８は第２図に示すように、Ａ、Ｂ、Ｃの３本に枝分かれ
している。
抗体として電気計器例でブリッジを組んで白金線１４の
電気抵抗値を正確に測り、温度を算出するために、導線
８は第２図に示すように、Ａ、Ｂ、Ｃの３本に枝分かれ
している。
「発明が解決しようとする課題」
上記のような構成の測温抵抗体温度センサ２０に強磁界
Ｈを測温抵抗体ｌもしくは導線８に印加すると、強磁界
Ｈの変化に応して、誘導電流が白金線１４、導線８に生
じて、温度測定値に大きな誤差を生じる。従って、この
ような温度センサは強磁界下では使用できない。
Ｈを測温抵抗体ｌもしくは導線８に印加すると、強磁界
Ｈの変化に応して、誘導電流が白金線１４、導線８に生
じて、温度測定値に大きな誤差を生じる。従って、この
ような温度センサは強磁界下では使用できない。
「課題を解決するための手段」
本発明では、ニオブ合金等の金属超電導体や、イツトリ
ウム−バリウム−銅−酸素系等のセラミック超電導体、
有機超電導体等の超電導体が臨界温度以下で反磁性を示
すことを用いる。
ウム−バリウム−銅−酸素系等のセラミック超電導体、
有機超電導体等の超電導体が臨界温度以下で反磁性を示
すことを用いる。
「実施例」
第３図にて、マイスナー効果による超電導体の反磁性を
示す。超電導体３０の臨界温度Ｔ０以上では、第３図（
ａ）のように超電導体３０は超電導状態にないため、磁
束３１は内部空間３２にも印加される。
示す。超電導体３０の臨界温度Ｔ０以上では、第３図（
ａ）のように超電導体３０は超電導状態にないため、磁
束３１は内部空間３２にも印加される。
しかし、臨界温度Ｔ０以下では第３図（ｂ）のように超
電導体３０は超電導状態となりマイスナー効果により完
全反磁性を示すため、外部の磁束３１は超電導体３０及
び内部空間３２には侵入できない。第３図（Ｃ）のよう
に、超電導体３０′ に小孔３４がおいていても、内部
空間３３にはほとんど磁束３１は侵入できない。従って
、この空間３３に温度センサ本体３５および導線３６を
入れる。この超電導体３０″、温度センサ本体３５、導
線３６を一体として温度センサとみなすと、この温度セ
ンサ３７は臨界温度Ｔ０以下を計測する場合に限って超
ｉｕｔ体３０゛ の完全反磁性により磁束３１が温度セ
ンサ本体３５、導線３６に印加されず、強磁界下でも誤
差の生しない温度センサを構成できる。
電導体３０は超電導状態となりマイスナー効果により完
全反磁性を示すため、外部の磁束３１は超電導体３０及
び内部空間３２には侵入できない。第３図（Ｃ）のよう
に、超電導体３０′ に小孔３４がおいていても、内部
空間３３にはほとんど磁束３１は侵入できない。従って
、この空間３３に温度センサ本体３５および導線３６を
入れる。この超電導体３０″、温度センサ本体３５、導
線３６を一体として温度センサとみなすと、この温度セ
ンサ３７は臨界温度Ｔ０以下を計測する場合に限って超
ｉｕｔ体３０゛ の完全反磁性により磁束３１が温度セ
ンサ本体３５、導線３６に印加されず、強磁界下でも誤
差の生しない温度センサを構成できる。
ここで、温度センサは測温抵抗体、サーミスタ、薄膜型
測温抵抗体、熱電対、電気容量型温度センサ等のいずれ
でもよく、電子・キャリヤー等が温度測定の原理に関与
していて、強磁界の影響を受ける温度センサならすべて
適用できる。
測温抵抗体、熱電対、電気容量型温度センサ等のいずれ
でもよく、電子・キャリヤー等が温度測定の原理に関与
していて、強磁界の影響を受ける温度センサならすべて
適用できる。
また、磁界の影響を主として受ける箇所が温度センサ本
体のみである場合は温度センサ本体のみの周囲を超ｉｔ
導体で囲み、導線は囲まなくてもよい。逆に磁界の影響
を主として受ける箇所が導線部のみであるときは導線部
の周囲のみを超電導体で囲み、温度センサ本体は囲まな
くてもよい。
体のみである場合は温度センサ本体のみの周囲を超ｉｔ
導体で囲み、導線は囲まなくてもよい。逆に磁界の影響
を主として受ける箇所が導線部のみであるときは導線部
の周囲のみを超電導体で囲み、温度センサ本体は囲まな
くてもよい。
般に磁界の影響を受けやすい部分のみを超電導体で囲み
、他は囲まなくてもよい。
、他は囲まなくてもよい。
本発明の第一実施例は、第１図と同しであるが、シース
３の材質のみがニオブ合金の超電導体である。従って、
この測温抵抗体温度センサ２０で、臨界温度Ｔ０の温度
を測る場合はシース３が完全反磁性を示す為、強磁界Ｈ
が印加されてもシース３の内部には強磁界Ｈが侵入しな
い為に誘導電流による温度誤差を生じない。
３の材質のみがニオブ合金の超電導体である。従って、
この測温抵抗体温度センサ２０で、臨界温度Ｔ０の温度
を測る場合はシース３が完全反磁性を示す為、強磁界Ｈ
が印加されてもシース３の内部には強磁界Ｈが侵入しな
い為に誘導電流による温度誤差を生じない。
本発明の第２の実施例を第４図に示す。
超′を導体のシース５１の中に測温接点５３を形成した
熱電対５２を挿入し、隙間に絶縁粉体（ＭｇＯ） ５４
を充填し、必要ならば焼きなまし等の熱処理ののちエポ
キシ等で封止５６する。アルミダイキャストの端子箱５
８は嵌合部４０５にてＳＯ５３１６のフランジ５７と結
合する。シース５１はフランジ５７と溶接４０４ され
る。セラ藁ソクス端子板６０の孔４０６を貫通した熱電
対５２は端子６２・６３にてネジ止され、端子板６０は
端子箱５８にネジ６１・６４で止められる。電線孔６６
にてリング４０１ ・４０２、パツキン４０３を介し
てベルマウス４００でネジ締め付けされたケーブル６８
の補償導線６５は端子６２・６３にて熱電対５２と接続
される。アルミダイキャストの蓋５９は嵌合部６９にて
端子箱５８と嵌合する。補償導線６５のＢ部は電気計器
に接続される。
熱電対５２を挿入し、隙間に絶縁粉体（ＭｇＯ） ５４
を充填し、必要ならば焼きなまし等の熱処理ののちエポ
キシ等で封止５６する。アルミダイキャストの端子箱５
８は嵌合部４０５にてＳＯ５３１６のフランジ５７と結
合する。シース５１はフランジ５７と溶接４０４ され
る。セラ藁ソクス端子板６０の孔４０６を貫通した熱電
対５２は端子６２・６３にてネジ止され、端子板６０は
端子箱５８にネジ６１・６４で止められる。電線孔６６
にてリング４０１ ・４０２、パツキン４０３を介し
てベルマウス４００でネジ締め付けされたケーブル６８
の補償導線６５は端子６２・６３にて熱電対５２と接続
される。アルミダイキャストの蓋５９は嵌合部６９にて
端子箱５８と嵌合する。補償導線６５のＢ部は電気計器
に接続される。
測温接点５３と、補償導線６５のＢ部の温度差に対応す
る熱起電力ＶがＢ部に出力されるが、臨界温度以下を計
測している時は、シース５１が完全反磁性を示す為、外
部の磁界Ｈは熱電対５２、測温接点５３に侵入できず測
定誤差を生しない。
る熱起電力ＶがＢ部に出力されるが、臨界温度以下を計
測している時は、シース５１が完全反磁性を示す為、外
部の磁界Ｈは熱電対５２、測温接点５３に侵入できず測
定誤差を生しない。
本発明の第３の実施例を第５図に示す。
ＳＵＳ ３１６のシース１０５の内に４線式測温抵抗体
ｌＯ１と導線１０６を挿入し、隙間をＭｇＯの絶縁粉体
１０２で充填してエポキシでシース封止部１０８を封止
する。それをさらにＳＯＳ ３１６のシース１０４に挿
入し、隙間にセラミック超電導体粉体１０３を充填し、
シース封止部１０７にてエポキシでシース封止する。
ｌＯ１と導線１０６を挿入し、隙間をＭｇＯの絶縁粉体
１０２で充填してエポキシでシース封止部１０８を封止
する。それをさらにＳＯＳ ３１６のシース１０４に挿
入し、隙間にセラミック超電導体粉体１０３を充填し、
シース封止部１０７にてエポキシでシース封止する。
被覆１１２を有する導線１１３は前記導線１０６と接合
１０９され、接合１０９部はスリーブ１１４で覆われ、
スリーブ１１４は先端側をシース１０４の基端に外嵌め
して溶接１１０により固着し、スリーブ１１４内には樹
脂ＩＩＩが充填される。
１０９され、接合１０９部はスリーブ１１４で覆われ、
スリーブ１１４は先端側をシース１０４の基端に外嵌め
して溶接１１０により固着し、スリーブ１１４内には樹
脂ＩＩＩが充填される。
臨界温度以下を計測する時、超電導粉体１０３が完全反
磁性を示し、外部磁場Ｈは測温抵抗体１０１に侵入でき
ないため、測定誤差は生じない。
磁性を示し、外部磁場Ｈは測温抵抗体１０１に侵入でき
ないため、測定誤差は生じない。
本発明の第４の実施例を第６図に示す。
超電導体のケース７２の内に、４線式測温抵抗体７５が
挿入され、熱伝達をよくするためのＨｅガス７４を封入
後、導ｆ％！７３をエポキシで樹脂封止７１シている。
挿入され、熱伝達をよくするためのＨｅガス７４を封入
後、導ｆ％！７３をエポキシで樹脂封止７１シている。
ケース７２の完全反磁性により外部磁界Ｈが測温抵抗体
７５に印加されない原理は同様である。
７５に印加されない原理は同様である。
本発明の第５の実施例を第７図に示す。
セラミック等の絶縁材でできた２つ孔碍子８１の側面に
超１を導体の膜８０が蒸着、スパッタ、溶射等の方法で
形成されている。熱電対８２が碍子８１の２つ孔の中に
挿入され測温接点８３が形成されている。
超１を導体の膜８０が蒸着、スパッタ、溶射等の方法で
形成されている。熱電対８２が碍子８１の２つ孔の中に
挿入され測温接点８３が形成されている。
超電導体のＪｌｕ８０の完全反磁性によって磁界Ｈは熱
電対８２にほとんど印加されない為、計測誤差を生しな
い。
電対８２にほとんど印加されない為、計測誤差を生しな
い。
本発明の第６の実施例を第８図に示す。
測温抵抗体３１０の構造は、第１図ｆｂ）とほとんど同
じであるが、２つ孔碍子３０２の側面に超電導体３０１
の円筒を被せ、超電導体の蓋３０４をセラ箋フク系接着
剤３０５で２つ孔碍子３０２と接着した点が異なる。超
電導体の円筒３０１と超電導体の蓋３０４の完全反磁性
により、磁界Ｈが白金線３０３に印加されない為、測定
誤差を生しない。
じであるが、２つ孔碍子３０２の側面に超電導体３０１
の円筒を被せ、超電導体の蓋３０４をセラ箋フク系接着
剤３０５で２つ孔碍子３０２と接着した点が異なる。超
電導体の円筒３０１と超電導体の蓋３０４の完全反磁性
により、磁界Ｈが白金線３０３に印加されない為、測定
誤差を生しない。
本発明の第７の実施例を第９図に示す。
薄膜測温抵抗体４０３および導線４０６は樹脂の絶縁フ
レキシブル基板４０１ ・４０２に挟まれ、基板４０
１・４０２は超電導体のケース４０４ ・４０５に挟
まれる。
レキシブル基板４０１ ・４０２に挟まれ、基板４０
１・４０２は超電導体のケース４０４ ・４０５に挟
まれる。
ケース４０４とケース４０５は接着剤等で互いに固定さ
れる。超電導体のケース４０４ ・４０５の完全反磁
性により、外部磁界Ｈは薄膜測温抵抗体４０３と導線４
０６に印加されないので測定誤差を生じない。
れる。超電導体のケース４０４ ・４０５の完全反磁
性により、外部磁界Ｈは薄膜測温抵抗体４０３と導線４
０６に印加されないので測定誤差を生じない。
「発明の効果」
本発明は、上述のように、温度センサの所要部分を超電
導体で槽底させたので、外部磁界が印加されでも温度セ
ンサには磁界が印加されず測定誤差を生しない。
導体で槽底させたので、外部磁界が印加されでも温度セ
ンサには磁界が印加されず測定誤差を生しない。
第１図は従来あるいは本発明第１実施例の測温抵抗体セ
ンサの縦断面図、第２図は測温抵抗体の詳細側面図、第
３図は超電導体と磁界の関係を説明する図、第４図は本
発明の第２の実施例を示す熱電対の縦断面図、第５図は
本発明の第３の実施例を示す４線式測温抵抗体の縦断面
図、第６図は本発明の第４の実施例を示す４線式測温抵
抗体の縦断面図、第７図は本発明の第５の実施例を示す
熱電対の縦断面図、第８図は本発明の第６の実施例を示
す測温抵抗体の側面図、第９図は本発明の第７の実施例
を示す薄膜測温抵抗体の縦断面図である。
ンサの縦断面図、第２図は測温抵抗体の詳細側面図、第
３図は超電導体と磁界の関係を説明する図、第４図は本
発明の第２の実施例を示す熱電対の縦断面図、第５図は
本発明の第３の実施例を示す４線式測温抵抗体の縦断面
図、第６図は本発明の第４の実施例を示す４線式測温抵
抗体の縦断面図、第７図は本発明の第５の実施例を示す
熱電対の縦断面図、第８図は本発明の第６の実施例を示
す測温抵抗体の側面図、第９図は本発明の第７の実施例
を示す薄膜測温抵抗体の縦断面図である。
Claims (4)
- （１）温度センサの周囲の一部又は全部を超電導体で覆
うことを特徴とする強磁界用温度センサ。 - （２）温度センサの導線部の周囲の一部又は全部を超電
導体で覆うことを特徴とする第１請求項記載の強磁界用
温度センサ。 - （３）片端を封じた超電導体のシースの中に温度センサ
及び導線部が挿入され、隙間に絶縁粉体を充填したこと
を特徴とする強磁界用温度センサ。 - （４）片端を封じた金属シースの中に温度センサ及び導
線部が挿入され隙間に絶縁粉体を充填したシース型温度
センサをさらに片端を封じた他の金属シースの中に挿入
し隙間に超電導粉体を充填した強磁界用温度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2074236A JP2513892B2 (ja) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | 強磁界用温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| JP2513892B2 JP2513892B2 (ja) | 1996-07-03 |
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| JP (1) | JP2513892B2 (ja) |
Cited By (4)
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-
1990
- 1990-03-23 JP JP2074236A patent/JP2513892B2/ja not_active Expired - Fee Related
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