JPH07903Y2 - 極低温用気体温度計 - Google Patents

極低温用気体温度計

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JPH07903Y2
JPH07903Y2 JP1989039999U JP3999989U JPH07903Y2 JP H07903 Y2 JPH07903 Y2 JP H07903Y2 JP 1989039999 U JP1989039999 U JP 1989039999U JP 3999989 U JP3999989 U JP 3999989U JP H07903 Y2 JPH07903 Y2 JP H07903Y2
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gas
temperature
thermometer
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cryogenic
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泰雄 富田
仁志 三堀
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、常温から極低温の間で使用する極低温用気体
温度計に関する。
〔従来技術〕
従来、クライオスタットにおいては極低温に冷却される
物体の温度を極低温用の気体温度計等を用いて測定する
ものであり、第３図に各種の低温用温度計とその測定感
度が示されている。
ここで気体温度計を用いたものについて説明すると、第
１図に示されるように、クライオスタット１は、外槽２
内に低温部容器３が設置され、外槽２と低温部容器３と
の間に断熱層が形成されており、低温部容器３内は循環
管41,42を介して接続された冷凍機４により冷却され
る。
低温部容器３内に置かれて極低温に冷却される被測定物
５に感温部６が接触しており、キャピラリーチューブ７
を介して感温部６がブルドン管圧力計８に接続されて構
成される極低温用気体温度計TMにより、被測定物５の温
度が測定されるものである。
極低温用気体温度計TMは、第２図に示されるように、感
温部６とブルドン管圧力計８とがキャピラリーチューブ
７で接続されており、通常はその内部にキャピラリーチ
ューブ７の途中の封入口71から、完全ガスに近い性質で
あるヘリウムガスが封入されて構成されており、感温部
６の温度変化による体積の変動をブルドン管圧力計８で
表示して温度測定を行っている。
〔考案が解決しようとする課題〕
上記従来の極低温用気体温度計TMの動作について説明す
ると、 T:感温部の温度 T0：ブルドン管部の温度 P:感温部の温度変化後の圧力 P0：封入圧力 VD：ブルドン管部の体積 VB：感温部の体積 の間に次の式が成立する。
T/T0＝P/P0÷〔１＋（VD／VB）×（１−P/P0）〕 ここで、一般に使用される気体温度計TMにおける値とし
て、T0＝300°K,P0＝7kg/cm2，VD＝3.3cc,VB＝0.66ccを
いれ、ブルドン管圧力計８の表示圧力即ち感温部６の温
度変化後の圧力Ｐが、当初の封入圧力P0＝7kg/cm2より
一目盛り降下してＰ＝6kg/cm2になった時の感温部６の
温度Ｔを算出すると、Ｔ＝150°Ｋとなる。
従って、上記の極低温用気体温度計TMにおいては、300
°Ｋ〜150°Ｋの温度範囲がブルドン管圧力計８の一目
盛り（1kg/cm2）で表示されているため、この温度範囲
での表示を読み取ることは一目盛りの小さい範囲内で行
わなくてはならず、正確に読み取ることは事実上不可能
であるという問題があった。
さらに、封入圧力P0を常に一定に保持することは極めて
困難であり、製作が難しいという問題があった。
300°Ｋ〜150°Ｋの温度範囲のブルドン管圧力計８にお
ける表示を大きくするには、ブルドン管部の体積VDを小
さくする方法が知られているが、ブルドン管部の体積VD
を小さくすることはブルドン管圧力計８自身が小さくな
ってしまい、表示の読み取りが一層難しくなるという問
題があった。
また、感温部の体積VBを大きくする方法もあるが、感温
部の体積VBを大きくすると感温部６の容積を大きくしな
くてはならず、冷凍負荷が増大するとともに、応答性が
悪化するという問題があった。
本考案の目的は、上記問題点を解決し、常温から極低温
の間の温度範囲において、特定の温度を明確に表示する
ことのできる極低温用気体温度計を提供することであ
る。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本考案の極低温用気体温度
計は、ブルドン管圧力計と、被測定部に配置される感温
部と、両者を連結するキャピラリーチューブとから成る
気体温度計において、気体温度計内に封入される封入ガ
スとして、ヘリウム等の不活性ガス、水素或いは窒素等
のうちのひとつである第１気体と、測定しようとする特
定の温度（特定点）で凝縮する第２気体との混合ガスを
用いたものである。
なお、測定しようとする特定の温度即ち特定点は、一点
に限られるものではなく、複数の特定点を設定してもよ
いものであり、この場合には複数の特定点のそれぞれで
凝縮する複数の気体を混合して封入するものである。
〔作用〕
上記のように構成された本考案の極低温用気体温度計
は、感温部が接触する被測定物の温度が低下し、測定し
ようとする特定の温度即ち特定点にまで達すると、その
特定点で凝縮する気体（例えば第２気体）が凝縮し、該
気体（第２気体）の分圧が零となり、ブルドン管圧力計
の指示目盛りが大きく変動して特定点の表示を明確にす
るものである。
さらに、温度が低下して第１気体の凝縮温度に達する
と、第１気体も凝縮して第１気体の分圧が零となり、第
１気体のみが封入された従来の気体温度計と同じ目盛り
を指示するものである。
〔実施例〕
本考案の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図及び第２図に示される感温部６とブルドン管圧力
計８とがキャピラリーチューブ７で接続されて成る極低
温用気体温度計TMにおいて、その内部にキャピラリーチ
ューブ７の途中の封入口71から、凝縮温度が4.2°Ｋ
で、完全ガスに近い性質であるヘリウムガスを第１気体
とし、凝縮温度が169.4°Ｋであるエチレンガスを第２
気体として、第１気体（ヘリウムガス）の分圧を3kg/cm
2に、第２気体（エチレンガス）の分圧を4kg/cm2にして
混合して封入する。
クライオスタット１の冷却が開始されて被測定物５の温
度が降下し、170°Ｋに達すると、第２気体（エチレン
ガス）が169.4°Ｋで凝縮液化して第２気体（エチレン
ガス）の分圧が4kg/cm2から0kg/cm2となり、ブルドン管
圧力計８の指示値は、第１気体（ヘリウムガス）の分圧
3kg/cm2と第２気体（エチレンガス）の分圧4kg/cm2の和
である7kg/cm2から第１気体（ヘリウムガス）の分圧3kg
/cm2に大きく変化して、表示が明確になって視認が用意
になるものである。
さらに、冷却されて被測定物５の温度が降下して、4.2
°Ｋに達すると、第１気体（ヘリウムガス）が凝縮液化
して第１気体（ヘリウムガス）の分圧が3kg/cm2から0kg
/cm2となり、ブルドン管圧力計８の指示値も0kg/cm2と
なるものである。
上記実施例においては、第１気体としてヘリウムガス、
第２気体としてエチレンガスを用いたものを開示した
が、測定対象温度範囲に応じて第１気体として他の不活
性ガスか、水素或いは窒素を採用してもよく、また第２
気体として任意の１または２以上の測定しようとする特
定の温度即ち特定点で凝縮液化する１または２以上の気
体を採用してもよいものであり、２以上の特定点に対応
する気体を用いることにより、２以上の特定点を明確に
表示することができるものである。
〔考案の効果〕
本考案は、上述のとおり構成されているので、以下に記
載する効果を奏する。
気体温度計において、不活性ガス、水素或いは窒素を第
１気体とし、１または２以上の測定しようとする特定の
温度で凝縮液化する１または２以上の気体を第２気体と
して封入することにより、測定しようとする特定の温度
を明確に指示することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図はクライオスタットの全体図、第２図は極低温用
気体温度計の構成図、第３図は各種温度計とその測定範
囲図である。 １……クライオスタット、２……外槽、３……低温部容
器、４……冷凍機、５……被測定物、６……感温部、７
……キャピラリーチューブ、８……ブルドン管圧力計。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】ブルドン管圧力計と、被測定部に配置され
    る感温部と、両者を連結するキャピラリーチューブとか
    ら成る気体温度計において、気体温度計内に封入される
    封入ガスとして、ヘリウム等の不活性ガス、水素或いは
    窒素等のうちのひとつである第１気体と、１または２以
    上の測定しようとする特定の温度（特定点）で凝縮する
    １または２以上の気体との混合ガスを用いたことを特徴
    とする極低温用気体温度計。
JP1989039999U 1989-04-06 1989-04-06 極低温用気体温度計 Expired - Lifetime JPH07903Y2 (ja)

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