JPH0444689B2 - - Google Patents
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- JPH0444689B2 JPH0444689B2 JP62224069A JP22406987A JPH0444689B2 JP H0444689 B2 JPH0444689 B2 JP H0444689B2 JP 62224069 A JP62224069 A JP 62224069A JP 22406987 A JP22406987 A JP 22406987A JP H0444689 B2 JPH0444689 B2 JP H0444689B2
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、超伝導体の磁気浮上を利用した流体
密度測定装置に関するものである。
密度測定装置に関するものである。
［従来の技術］
従来、J.W.Beams：Phys.Rev.，78−４，471
（1950）やW.M.Haynes and J.W.Stewart：Rev.
Sci.Instrum.，42−８，1142（1971）等の文献に
示されている磁気式密度計では、永久磁石を封入
したブイを試料流体中で電磁石を用いて安定に浮
上・静止させるために、電磁石のコイルに流す電
流を高速のフイードバツク回路で制御する方式が
用いられている。このため、ブイの位置を検出す
るためのセンサと、コイルに流す電流を高速で制
御するための電子回路が必要であつた。
（1950）やW.M.Haynes and J.W.Stewart：Rev.
Sci.Instrum.，42−８，1142（1971）等の文献に
示されている磁気式密度計では、永久磁石を封入
したブイを試料流体中で電磁石を用いて安定に浮
上・静止させるために、電磁石のコイルに流す電
流を高速のフイードバツク回路で制御する方式が
用いられている。このため、ブイの位置を検出す
るためのセンサと、コイルに流す電流を高速で制
御するための電子回路が必要であつた。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明によつて解決しようとする技術的課題
は、高温超伝導体を封入したブイを、マイスナー
効果（完全反磁性効果）を利用して試料流体中で
磁気浮上させることにより、ブイの位置を検出す
るための機構やコイルの電流を制御するための装
置を用いることなく、ブイを安定浮上させ、磁気
式密度計の簡略化をはかると共に、測定精度を向
上させることにある。
は、高温超伝導体を封入したブイを、マイスナー
効果（完全反磁性効果）を利用して試料流体中で
磁気浮上させることにより、ブイの位置を検出す
るための機構やコイルの電流を制御するための装
置を用いることなく、ブイを安定浮上させ、磁気
式密度計の簡略化をはかると共に、測定精度を向
上させることにある。
［問題点を解決するための手段］
上記目的を達成するため、本発明の流体密度測
定装置は、試料流体を収容する試料容器と、上記
試料流体内に入れておくための超伝導体を封入し
たブイと、上記ブイを超伝導体のマイスナー効果
により浮上させる磁束発生体と、上記磁束発生体
によりブイを浮上させたときにその磁束発生体に
働く反作用の力を測定する力測定手段とを備える
ことにより構成される。
定装置は、試料流体を収容する試料容器と、上記
試料流体内に入れておくための超伝導体を封入し
たブイと、上記ブイを超伝導体のマイスナー効果
により浮上させる磁束発生体と、上記磁束発生体
によりブイを浮上させたときにその磁束発生体に
働く反作用の力を測定する力測定手段とを備える
ことにより構成される。
［作用］
試料流体の密度を測定する場合、試料流体中に
ブイを沈めた状態で、磁束発生体を構成するコイ
ルに通電し、あるいは永久磁石を近づけると、そ
れらの磁場による超伝導体のマイスナー効果によ
り、試料流体中のブイが浮上・静止し、それに伴
つて磁束発生体に反作用の力が加わるため、その
反作用に相当する力の分だけ力測定手段に加わる
重さが増加する。従つて、ブイが浮上していると
きと、浮上していないときの力測定手段の出力差
を測定することにより、試料流体の密度が測定さ
れる。
ブイを沈めた状態で、磁束発生体を構成するコイ
ルに通電し、あるいは永久磁石を近づけると、そ
れらの磁場による超伝導体のマイスナー効果によ
り、試料流体中のブイが浮上・静止し、それに伴
つて磁束発生体に反作用の力が加わるため、その
反作用に相当する力の分だけ力測定手段に加わる
重さが増加する。従つて、ブイが浮上していると
きと、浮上していないときの力測定手段の出力差
を測定することにより、試料流体の密度が測定さ
れる。
［実施例］
以下に本発明の実施例を図面を参照しながら詳
述する。
述する。
第１図は本発明に係る密度計の実施例を示して
いる。
いる。
この密度計は、床下秤量の可能な電子天秤１の
下に吊具２を用いてコイル３を吊り下げ、コイル
３に加わる垂直方向の力の変化を電子天秤１で測
定できるようにしている。
下に吊具２を用いてコイル３を吊り下げ、コイル
３に加わる垂直方向の力の変化を電子天秤１で測
定できるようにしている。
コイル３の上方には、二重のガラス容器の内部
を真空排気することにより真空断熱したクライオ
スタツト４を、適宜手段で固定部分に支持させる
ことにより設置し、このクライオスタツト４の中
には、試料液体の温度を一定に保つための伝熱媒
体５が満たされる。また、この伝熱媒体５の中に
密度を測ろうとする試料液体７を入れるためのガ
ラス製の試料容器６を設置し、この試料液体７の
中に高温超伝導体１０をガラス容器９内に封入し
たブイ８を入れるようにしている。
を真空排気することにより真空断熱したクライオ
スタツト４を、適宜手段で固定部分に支持させる
ことにより設置し、このクライオスタツト４の中
には、試料液体の温度を一定に保つための伝熱媒
体５が満たされる。また、この伝熱媒体５の中に
密度を測ろうとする試料液体７を入れるためのガ
ラス製の試料容器６を設置し、この試料液体７の
中に高温超伝導体１０をガラス容器９内に封入し
たブイ８を入れるようにしている。
現在得られている安定な高温超伝導体の臨海温
度は約90Kであるから、試料液体７の温度を一定
に保つための伝熱媒体５としては、液体窒素が適
当である。高温超伝導体の臨界温度がさらに上昇
すれば、伝熱媒体５としてはフロン系冷媒や炭化
水素系の液体を用いることもできる。
度は約90Kであるから、試料液体７の温度を一定
に保つための伝熱媒体５としては、液体窒素が適
当である。高温超伝導体の臨界温度がさらに上昇
すれば、伝熱媒体５としてはフロン系冷媒や炭化
水素系の液体を用いることもできる。
上記ブイ８の構造を第２図に示す。このブイ８
を構成するガラス容器９は、薄肉のパイレツクス
ガラス製の円管の上下を封じたもので、このガラ
ス容器９内の下部に、薄い円柱形状の高温超伝導
体１０を接着剤またはグリスで固定している。高
温超伝導体１０としては、イツトリウム・バリウ
ム系のセラミツクスなどを用いるが、超伝導体の
臨界電流密度が10A／cm2程度よりも大きいもので
あれば、他の種類の超伝導体を用いることもでき
る。高温超伝導体１０を封入した状態でのブイ８
の密度は、密度を測ろうとする試料液体７の密度
よりも大きくなければならず、かつ、試料液体中
でブイ８が安定に浮上するためには、ブイ８の重
心がブイの中央よりも下方に位置していることが
必要である。
を構成するガラス容器９は、薄肉のパイレツクス
ガラス製の円管の上下を封じたもので、このガラ
ス容器９内の下部に、薄い円柱形状の高温超伝導
体１０を接着剤またはグリスで固定している。高
温超伝導体１０としては、イツトリウム・バリウ
ム系のセラミツクスなどを用いるが、超伝導体の
臨界電流密度が10A／cm2程度よりも大きいもので
あれば、他の種類の超伝導体を用いることもでき
る。高温超伝導体１０を封入した状態でのブイ８
の密度は、密度を測ろうとする試料液体７の密度
よりも大きくなければならず、かつ、試料液体中
でブイ８が安定に浮上するためには、ブイ８の重
心がブイの中央よりも下方に位置していることが
必要である。
なお、図中、１１はコイル３に電流を供給する
ためのリード線を示している。
ためのリード線を示している。
上記構成を有する密度計により試料液体７の密
度を測定する場合、試料液体７中にブイ８を沈め
た状態でコイル３に適当な直流電流を供給する
と、コイル３の軸方向に磁場が発生し、超伝導体
のマイスナー効果により、試料液体７中のブイ８
が安定に浮上して静止する。このブイ８が浮上す
ると、その反作用がコイル３に加わるため、その
反作用に相当する力の分だけ電子天秤１に加わる
重さが増える。
度を測定する場合、試料液体７中にブイ８を沈め
た状態でコイル３に適当な直流電流を供給する
と、コイル３の軸方向に磁場が発生し、超伝導体
のマイスナー効果により、試料液体７中のブイ８
が安定に浮上して静止する。このブイ８が浮上す
ると、その反作用がコイル３に加わるため、その
反作用に相当する力の分だけ電子天秤１に加わる
重さが増える。
そこで、ブイ８の質量をｍ、その体積をＶ、試
料液体７の密度をｐとすると、ブイ８に加わる浮
力はpVであるから、ブイ８のみかけの質量は、
ｍ−pVとして表わされる。いま、コイル３に電
流を流す前（ブイが浮上していない状態）の電子
天秤１の読みをM1、コイル３に電流を流してブ
イ８が浮上しているときの電子天秤１の読みを
M2とすると、この電子天秤の読みの差M2−M1
がブイ８のみかけの質量に等しくなるので、試料
液体７の密度ｐは次式で表わされる。
料液体７の密度をｐとすると、ブイ８に加わる浮
力はpVであるから、ブイ８のみかけの質量は、
ｍ−pVとして表わされる。いま、コイル３に電
流を流す前（ブイが浮上していない状態）の電子
天秤１の読みをM1、コイル３に電流を流してブ
イ８が浮上しているときの電子天秤１の読みを
M2とすると、この電子天秤の読みの差M2−M1
がブイ８のみかけの質量に等しくなるので、試料
液体７の密度ｐは次式で表わされる。
ｐ＝ｍ−（M2−M1）／Ｖ ……(1)
従つて、ブイ８が浮上しているときと、浮上し
ていないときの電子天秤の読みの差を測定するこ
とにより、試料液体７の密度を測定することがで
きる。
ていないときの電子天秤の読みの差を測定するこ
とにより、試料液体７の密度を測定することがで
きる。
なお、常温におけるブイの体積Ｖは、液中秤量
法によつて正確に測定できる。このブイの体積Ｖ
は温度によつて変化するが、ホウケイ酸ガラス
（パイレツクスガラス）のように熱膨張率の値が
知られている材料を用いれば、実際の測定時の温
度におけるブイの体積も正確に求めることができ
る。
法によつて正確に測定できる。このブイの体積Ｖ
は温度によつて変化するが、ホウケイ酸ガラス
（パイレツクスガラス）のように熱膨張率の値が
知られている材料を用いれば、実際の測定時の温
度におけるブイの体積も正確に求めることができ
る。
上記実施例は、磁束発生体としてコイル３を用
いた場合を示しているが、第３図に示すように、
上記コイル３の代わりに永久磁石２３を用いるこ
ともできる。
いた場合を示しているが、第３図に示すように、
上記コイル３の代わりに永久磁石２３を用いるこ
ともできる。
第３図の密度計は、前記実施例と同様な電子天
秤２１の下に吊具２２を用いて永久磁石２３を吊
り下げることにより、永久磁石２３に加わる垂直
方向の力の変化を電子天秤２１で測定できるよう
にしたもので、永久磁石２３の上方には、前記実
施例と同様に、クライオスタツト２４を設置し、
このクライオスタツト２４の中に伝熱媒体５を満
たし、その中に試料液体２７を入れるための試料
容器２６を設置し、この試料液体２７の中に高温
超伝導体３０をガラス容器２９内に封入したブイ
２８を入れるようにしている。
秤２１の下に吊具２２を用いて永久磁石２３を吊
り下げることにより、永久磁石２３に加わる垂直
方向の力の変化を電子天秤２１で測定できるよう
にしたもので、永久磁石２３の上方には、前記実
施例と同様に、クライオスタツト２４を設置し、
このクライオスタツト２４の中に伝熱媒体５を満
たし、その中に試料液体２７を入れるための試料
容器２６を設置し、この試料液体２７の中に高温
超伝導体３０をガラス容器２９内に封入したブイ
２８を入れるようにしている。
この密度計による試料液体２７の密度の測定に
際しては、試料液体２７中にこのブイ２８を沈め
た状態で電子天秤２１を持ち上げ、永久磁石２３
をブイに近づける。それに伴い、コイル３を用い
た場合と同様に、高温超伝導体３０のマイスナー
効果によつて試料液体２７中のブイ２８は安定に
浮上し、静止する。そして、このブイ２８が浮上
すると、その反作用が永久磁石２３に加わるた
め、その反作用に相当する力の分だけ電子天秤２
１に加わる重さが増加する。
際しては、試料液体２７中にこのブイ２８を沈め
た状態で電子天秤２１を持ち上げ、永久磁石２３
をブイに近づける。それに伴い、コイル３を用い
た場合と同様に、高温超伝導体３０のマイスナー
効果によつて試料液体２７中のブイ２８は安定に
浮上し、静止する。そして、このブイ２８が浮上
すると、その反作用が永久磁石２３に加わるた
め、その反作用に相当する力の分だけ電子天秤２
１に加わる重さが増加する。
いま、永久磁石２３をブイ２８に近づける前
（ブイが浮上していない状態）の電子天秤２１の
読みをM1、永久磁石２３をブイ２８に近づけて
ブイ２８が浮上しているときの電子天秤２１の読
みをM2とすると、前記実施例と同様に、試料液
体２７の密度ｐは式(1)で表わされ、従つて、ブイ
が浮上しているときと、浮上していないときの電
子天秤の読みの差を測定することにより、試料液
体の密度を測定することができる。
（ブイが浮上していない状態）の電子天秤２１の
読みをM1、永久磁石２３をブイ２８に近づけて
ブイ２８が浮上しているときの電子天秤２１の読
みをM2とすると、前記実施例と同様に、試料液
体２７の密度ｐは式(1)で表わされ、従つて、ブイ
が浮上しているときと、浮上していないときの電
子天秤の読みの差を測定することにより、試料液
体の密度を測定することができる。
永久磁石２３としては、希土類の磁石を用いる
ことにより、強い磁束密度を容易に得ることがで
きる。また、トロイド状の永久磁石を用いれば、
ブイを永久磁石の中央に安定に静止させることが
できる。
ことにより、強い磁束密度を容易に得ることがで
きる。また、トロイド状の永久磁石を用いれば、
ブイを永久磁石の中央に安定に静止させることが
できる。
なお、上記各実施例においては、コイルまたは
永久磁石からなる磁束発生体によりブイを浮上さ
せたときに、その磁束発生体に働く反作用の力を
電子天秤で測定するようにしているが、他の適宜
力測定手段を用いてその力を測定することもでき
る。
永久磁石からなる磁束発生体によりブイを浮上さ
せたときに、その磁束発生体に働く反作用の力を
電子天秤で測定するようにしているが、他の適宜
力測定手段を用いてその力を測定することもでき
る。
［発明の効果］
以上に詳述した本発明の流体密度測定装置によ
れば、ブイに高温超伝導体を封入し、このブイを
マイスナー効果の利用により試料流体中で浮上さ
せるようにしているため、ブイの位置を検出する
ための機構やコイルの電流を制御するための装置
を用いずに、ブイを流体中で安定に浮上させるこ
とができ、それによつて、磁気式密度計の構成を
簡略化し、かつ、密度の測定精度を向上させるこ
とができる。
れば、ブイに高温超伝導体を封入し、このブイを
マイスナー効果の利用により試料流体中で浮上さ
せるようにしているため、ブイの位置を検出する
ための機構やコイルの電流を制御するための装置
を用いずに、ブイを流体中で安定に浮上させるこ
とができ、それによつて、磁気式密度計の構成を
簡略化し、かつ、密度の測定精度を向上させるこ
とができる。
第１図は本発明に係る流体密度測定装置の実施
例を示す断面図、第２図は上記密度計において用
いるブイの断面図、第３図は他の実施例の断面図
である。 １，２１……電子天秤、３……コイル、６，２
６……試料容器、７，２７……試料液体、８，２
８……ブイ、１０，３０……超伝導体、２３……
永久磁石。
例を示す断面図、第２図は上記密度計において用
いるブイの断面図、第３図は他の実施例の断面図
である。 １，２１……電子天秤、３……コイル、６，２
６……試料容器、７，２７……試料液体、８，２
８……ブイ、１０，３０……超伝導体、２３……
永久磁石。
Claims (1)
- １ 試料流体を収容する試料容器と、上記試料流
体内に入れておくための超伝導体を封入したブイ
と、上記ブイを超伝導体のマイスナー効果により
浮上させる磁束発生体と、上記磁束発生体により
ブイを浮上させたときにその磁束発生体に働く反
作用の力を測定する力測定手段とを備えたことを
特徴とする超伝導体の磁気浮上を利用した流体密
度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22406987A JPS6468636A (en) | 1987-09-09 | 1987-09-09 | Liquid density measuring instrument utilizing magnetic floatation of superconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22406987A JPS6468636A (en) | 1987-09-09 | 1987-09-09 | Liquid density measuring instrument utilizing magnetic floatation of superconductor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6468636A JPS6468636A (en) | 1989-03-14 |
| JPH0444689B2 true JPH0444689B2 (ja) | 1992-07-22 |
Family
ID=16808079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22406987A Granted JPS6468636A (en) | 1987-09-09 | 1987-09-09 | Liquid density measuring instrument utilizing magnetic floatation of superconductor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6468636A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5633646A (en) * | 1979-08-29 | 1981-04-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | Processing method for color photographic material |
| JPS63249403A (ja) * | 1987-04-02 | 1988-10-17 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気浮上装置 |
-
1987
- 1987-09-09 JP JP22406987A patent/JPS6468636A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5633646A (en) * | 1979-08-29 | 1981-04-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | Processing method for color photographic material |
| JPS63249403A (ja) * | 1987-04-02 | 1988-10-17 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気浮上装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6468636A (en) | 1989-03-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |