JPH08320271A - Gas leak detecting device - Google Patents

Gas leak detecting device

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JPH08320271A
JPH08320271A JP12774795A JP12774795A JPH08320271A JP H08320271 A JPH08320271 A JP H08320271A JP 12774795 A JP12774795 A JP 12774795A JP 12774795 A JP12774795 A JP 12774795A JP H08320271 A JPH08320271 A JP H08320271A
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JP
Japan
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gas leak
pressure
pressure detector
detection device
anode
Prior art date
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Application number
JP12774795A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeo Nemoto
武夫 根本
Norihide Saho
典英 佐保
Hisashi Isokami
尚志 磯上
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE: To quickly find the gas leaked position of a heat insulated vacuum vessel and specify the generating position by setting two neodymium(Nd) flat permanent magnets with a fixed space so that S-pole and N-pole are mutually opposed, and arranging a positive electrode and a negative electrode between the flat permanent magnets so as to be right-angled to each other. CONSTITUTION: Two neodymium(Nd) flat permanent magnets 3 are set with fixed space so that S-pole and N-pole are mutually opposed, and a positive electrode 1 and a negative electrode 2 are arranged between the flat permanent magnets 3 so as to be right-angled to each other. The positive electrode 1, the negative electrode 2 and the permanent magnets 3 are closely adhered together through a high insulator 4. The high insulator 4 is formed of ceramics containing mica crystal excellent in free-cutting, whereby the device is downsized. A pressure detector 13 carries a current proportional to the vacuum pressure in the space between the negative electrode 2 and the positive electrode 1 by applying a high voltage between the positive electrode 1 and the negative electrode 2. The pressure detector 13 detects an abnormal pressure rise at leak. A plurality of pressure detectors 13 are installed into the vacuum vessel, whereby the pressure detectors 13 detect the gas in the order closer to the leak position.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、真空容器からガスリー
クを検知するガスリーク検知装置に関わり、特に極低温
に冷却される真空容器のリーク発生場所を発見すること
に好適なガスリーク検知装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas leak detecting device for detecting a gas leak from a vacuum container, and more particularly to a gas leak detecting device suitable for finding a leak occurrence place of a vacuum container cooled to an extremely low temperature.

【0002】[0002]

【従来の技術】極低温に冷却される液体ヘリウム容器壁
に微少な亀裂が生じると、断熱真空容器内にヘリウムが
漏れ(リーク)込み断熱性能が著しく劣化する。このた
め、液体ヘリウムが多量に蒸発し液体ヘリウム容器を補
修しなければならなくなる。従来、このリークを確認す
る手段として、液体ヘリウム容器を納めた真空容器の外
部に取り付けた検出器で検出する方法が広く用いられて
いる。このガスリークを検出する装置としては、液体窒
素温度に保った液体ヘリウム容器内の残留ガスを質量分
析計を用いて分析する方法が知られている。そして、そ
の一例が特開昭58-97637 号公報に記載されている。
2. Description of the Related Art When a minute crack is generated in the wall of a liquid helium container cooled to an extremely low temperature, helium leaks into the adiabatic vacuum container and the heat insulation performance is significantly deteriorated. Therefore, a large amount of liquid helium evaporates and the liquid helium container must be repaired. Conventionally, as a means for confirming this leak, a method of detecting with a detector attached outside a vacuum container accommodating a liquid helium container has been widely used. As a device for detecting this gas leak, a method is known in which the residual gas in the liquid helium container kept at the liquid nitrogen temperature is analyzed using a mass spectrometer. An example thereof is described in JP-A-58-97637.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
液体ヘリウム容器に漏れ込むヘリウムガスの有無は検出
出来るが、液体ヘリウム容器のどこでリークが発生して
いるか分からず、そのリーク発生箇所を特定できなかっ
た。特に、このリークが極低温温度域でのみ生じるコー
ルドリーク現象の場合には、常温に昇温した後ではこの
リーク現象が生じないため、室温で動作する一般の検出
器ではリーク箇所は特定できない問題があった。このた
め、液体ヘリウムの真空断熱容器を形成する極低温部全
体を作り直さなければならないという不具合があった。
また、軽量,小型の超電導磁石が望まれている磁気浮上
用超電導磁石では、設置空間が狭い場合でも対応できる
ようにリーク検知器の小型化が望まれている。さらに、
磁気浮上列車の走行に伴う振動に対しても検知器が壊れ
ない牽牛なリーク検知器であることが必要とされてい
た。
SUMMARY OF THE INVENTION In the above conventional technique,
Although the presence or absence of helium gas leaking into the liquid helium container can be detected, it was not possible to determine where the leak occurred in the liquid helium container, and the location of the leak could not be specified. In particular, in the case of a cold leak phenomenon that occurs only in the extremely low temperature range, this leak phenomenon does not occur even after the temperature is raised to room temperature, so the leak location cannot be identified by a general detector operating at room temperature. was there. For this reason, there has been a problem that the entire cryogenic portion forming the vacuum heat insulating container of liquid helium has to be recreated.
Further, in a magnetic levitation superconducting magnet for which a lightweight and small-sized superconducting magnet is desired, there is a demand for downsizing of a leak detector so as to cope with the case where the installation space is small. further,
It was necessary that the leak detector be a cattle that does not break even when the vibration of a magnetic levitation train runs.

【0004】本発明の目的は、上記条件を満し、且つ、
断熱真空容器のリーク発生場所を早急に発見することに
ある。
The object of the present invention is to satisfy the above conditions, and
It is to find the leak occurrence place of the heat insulation vacuum container as soon as possible.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はガスリーク検知器は、ネオジウム(Nd)
系の2個の平板永久磁石をS極とN極が向い合うように
一定の間隙をおいて設置し、前記平板永久磁石の間に陽
極と陰極が直角になるように配設されている。また、陽
極,陰極及び永久磁石は、高絶縁体を介して密着されて
いる。この高絶縁体は、快削に優れた雲母結晶を含むセ
ラミックスにすることにより小型化が図られている。ガ
スリーク検知器は、陽極と陰極間に高電圧をかけること
で、陰極と陽極空間の真空圧力に比例した電流が陽極陰
極間に流れる。このガスリーク検知器は、リークしたと
きの以上な圧力上昇を検知している。言い替えれば、ガ
スリーク検知器は、圧力検知器とも言える。圧力検知器
を真空容器内に複数装着することで、真空容器内部でリ
ークした位置に近い順に圧力検知器がガスを検知するの
でリーク発生場所の特定が可能となる。
In order to achieve the above object, the present invention provides a gas leak detector comprising neodymium (Nd).
Two flat plate permanent magnets of the system are installed with a certain gap so that the S pole and the N pole face each other, and the anode and the cathode are arranged at right angles between the flat plate permanent magnets. Further, the anode, the cathode and the permanent magnet are in close contact with each other via a high insulator. This high insulator is miniaturized by using ceramics containing mica crystals that are excellent in free cutting. In the gas leak detector, by applying a high voltage between the anode and the cathode, a current proportional to the vacuum pressure in the cathode and the anode space flows between the anode and the cathode. This gas leak detector detects a pressure increase more than when the gas leaks. In other words, the gas leak detector can be said to be a pressure detector. By mounting a plurality of pressure detectors in the vacuum container, the pressure detectors detect the gas in the order closer to the leaked position in the vacuum container, so that the leak occurrence location can be specified.

【0006】[0006]

【作用】例えば、液体ヘリウム容器から断熱真空容器へ
ヘリウムガスがリークした場合、ガスの分子又は電子
は、永久磁石の磁束密度とこれと直交した高電圧により
螺旋状に運動しながら陽極と陰極に衝突する。この単位
時間あたりの衝突回数は、真空の圧力,磁束密度,両電
極空間容積及び陽極,陰極間の電圧に依存し、これらの
値が大きくなるに従い、リーク検知器の出力信号も増大
する。しかし、超電導機器、中でも磁気浮上列車用超電
導磁石は、乗客人員を多くしたいため軽量,小形が進め
られている。このため、従来のペニング真空計の容積で
は多きすぎて真空容器内にペニング真空計を取付けるこ
とは不可能であった。また、これより小さなピラニー真
空計では、10~3Torr以下の圧力を検知することができ
ない。本発明の圧力検知器は、電気絶縁体として雲母結
晶を含んだセラミックスを採用することで精度の高い加
工が可能で、他の主要構成部品については、金属であり
高精度の加工が容易であるため小型化が図られた。
For example, when helium gas leaks from a liquid helium container to an adiabatic vacuum container, gas molecules or electrons move to the anode and cathode while spirally moving due to the magnetic flux density of the permanent magnet and the high voltage orthogonal thereto. collide. The number of collisions per unit time depends on the pressure of the vacuum, the magnetic flux density, the space volume of both electrodes and the voltage between the anode and the cathode, and the output signal of the leak detector increases as these values increase. However, superconducting devices, especially superconducting magnets for magnetic levitation trains, are being made lighter and more compact in order to increase the number of passengers. Therefore, the volume of the conventional Penning vacuum gauge is too large, and it is impossible to mount the Penning vacuum gauge in the vacuum container. Further, a Pirani vacuum gauge smaller than this cannot detect a pressure of 10 to 3 Torr or less. The pressure detector of the present invention can be processed with high accuracy by adopting ceramics containing mica crystal as an electric insulator, and other main constituent parts are made of metal and can be easily processed with high accuracy. Therefore, miniaturization was achieved.

【0007】本発明の特徴は、リーク直後の過渡的圧力
上昇を複数の圧力検知器で計測することである。この場
合の注意すべき点は、真空容器内のある圧力値に対する
圧力検知器の出力信号のばらつきを無くすことである。
このため、電極、その他の部品の材質は、磁気的影響を
避けるため非磁性体を使用している。また、出力信号の
ばらつきは、陽極と陰極間の電圧を調整することでなく
すことができた。このため、ガスがリークした場合、リ
ーク位置に近接した圧力検知器から出力信号が増大する
性質を利用して、リークした場所の特定が可能となっ
た。ガスリーク流量が少なく各圧力検知器の信号の差が
少ないときのために、圧力検知器のダイレクト出力信号
の他、この信号を積分する信号処理回路を設けた。
A feature of the present invention is that the transient pressure increase immediately after the leak is measured by a plurality of pressure detectors. The point to be noted in this case is to eliminate variations in the output signal of the pressure detector for a certain pressure value in the vacuum container.
Therefore, the material of the electrodes and other parts is non-magnetic material in order to avoid magnetic influence. Moreover, the variation in the output signal could be eliminated by adjusting the voltage between the anode and the cathode. Therefore, when the gas leaks, it is possible to identify the leaked position by utilizing the property that the output signal from the pressure detector near the leak position increases. In addition to the direct output signal of the pressure detector, a signal processing circuit for integrating this signal is provided in case the gas leak flow rate is small and the difference between the signals of each pressure detector is small.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1から図6を使
って説明する。まず、本発明の圧力検知器の構造につい
て説明する。図1は、1個のときの圧力検知器を示し
た。1はリング状の形状をした陽極で、2は円形平板の
陰極である。それぞれの材質は、陽極1が非磁性体であ
るオーステナイト系のステンレス鋼,陰極が非磁性体で
あるチタンである。陽極と陰極の材質は非磁性金属であ
れば他でもよい。3は高磁束密度が得られるネオジウム
系の円形平板の永久磁石で、残留磁束密度は、約1テス
ラ(T)である。4は電気絶縁体、5は陽極1と永久磁
石3を保持するためのガイドである。このガイドの材質
は電気絶縁体と同じで雲母結晶を含んだセラミックスで
ある。このセラミックスは、高電気絶縁性で、しかも、
素材からのアウトガス量及びヘリウム透過量が少ないの
で真空部品材料としても適したものである。6は陰極
2,電気絶縁体4と永久磁石3をガイド5内部に支持固
定するためのサポータである。8はガイド5に設けた陰
極リード線引出口である。9は圧力検知器本体をフラン
ジ10に固定するためのスタンドである。11は真空容
器(図示なし)とフランジ10を気密に接合するための
ゴムパッキンである。12は真空容器のガスを圧力検知
器内部に導入するためのガス取り込み口である。陽極1
は2枚の陰極2の間に2個のガイド5を介してサンドイ
ッチ状に挾みつけられている。永久磁石3は2個の陰極
2を電気絶縁体4を介して挾みつけた構成である。13
を圧力検知器と呼ぶことにする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, the structure of the pressure detector of the present invention will be described. FIG. 1 shows the pressure detector when there is one. Reference numeral 1 is a ring-shaped anode, and 2 is a circular flat plate cathode. The respective materials are austenitic stainless steel whose anode 1 is a non-magnetic material, and titanium whose cathode is a non-magnetic material. Other materials may be used for the anode and the cathode as long as they are nonmagnetic metals. Reference numeral 3 is a neodymium circular flat plate permanent magnet capable of obtaining high magnetic flux density, and the residual magnetic flux density is about 1 tesla (T). Reference numeral 4 is an electrical insulator, and 5 is a guide for holding the anode 1 and the permanent magnet 3. The material of this guide is the same as the electrical insulator, and is ceramics containing mica crystals. This ceramic has high electrical insulation and
Since the amount of outgas from the material and the amount of helium permeation are small, it is also suitable as a material for vacuum parts. Reference numeral 6 is a supporter for supporting and fixing the cathode 2, the electric insulator 4 and the permanent magnet 3 inside the guide 5. Reference numeral 8 is a cathode lead wire outlet provided in the guide 5. Reference numeral 9 is a stand for fixing the pressure detector main body to the flange 10. Reference numeral 11 denotes a rubber packing for airtightly joining the vacuum container (not shown) and the flange 10. Reference numeral 12 is a gas intake port for introducing the gas in the vacuum container into the pressure detector. Anode 1
Are sandwiched between two cathodes 2 via two guides 5. The permanent magnet 3 has a structure in which two cathodes 2 are sandwiched by an electric insulator 4. Thirteen
Will be called a pressure detector.

【0009】次に、図1から図6を使って動作の説明を
する。図2は磁気浮上列車用超電導磁石の断面を示した
ものである。図3は図2のA−A断面図である。21は
超電導コイルである。この超電導コイルの超電導線材料
は、ニオブチタン(NbTi)またはニオブサンスズ(N
3Su)と銅の複合である。22は超電導コイルを冷
却する液体ヘリウムである。23は超電導コイル1と液
体ヘリウムを収納する超電導コイル容器である。24は
真空にして断熱するための真空容器である。25は室温
真空容器23からの輻射熱を遮蔽するための輻射シール
ドである。26はアルミニウム蒸着反射テープを数十層
重ね合わせた積層断熱材である。液体ヘリウム22は超
電導コイル容器23の上部に設けた液体ヘリウム容器2
7内に溜め込まれている。28は液体ヘリウム容器27
と超電導コイル容器を連通するための液体ヘリウム導入
管である。液体ヘリウム容器27内の液体ヘリウム22
は、この液体ヘリウム導入管28によって下方の超電導
コイル容器に流れる。超電導コイル容器21が受けた熱
で蒸発したガスは、戻りの液体ヘリウム導管28から超
電導コイル21の上部の液体ヘリウム容器27のガス層
に導かれる。このように、超電導コイル21周りの液体
ヘリウム22は、液体ヘリウム容器27内の液体ヘリウ
ム22が無くなるまで自然循環している。液体窒素29
は液体窒素容器30から輻射シールド25に取り付けら
れた窒素配管(図に示していない)内を流れる。そし
て、輻射シールド25は液体窒素温度(77K)に冷却
されている。
Next, the operation will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows a cross section of a superconducting magnet for a magnetic levitation train. FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 21 is a superconducting coil. The superconducting wire material of this superconducting coil is niobium titanium (NbTi) or niobium santin (N
b 3 Su) and copper. 22 is liquid helium that cools the superconducting coil. Reference numeral 23 is a superconducting coil container that houses the superconducting coil 1 and liquid helium. Reference numeral 24 is a vacuum container for making a vacuum and insulating. Reference numeral 25 is a radiation shield for shielding the radiation heat from the room temperature vacuum container 23. Reference numeral 26 is a laminated heat insulating material in which dozens of aluminum vapor-deposited reflective tapes are stacked. The liquid helium 22 is a liquid helium container 2 provided above the superconducting coil container 23.
It is stored in 7. 28 is a liquid helium container 27
And a liquid helium introducing pipe for communicating with the superconducting coil container. Liquid helium 22 in liquid helium container 27
Flows into the lower superconducting coil container by the liquid helium introducing pipe 28. The gas evaporated by the heat received by the superconducting coil container 21 is guided from the returning liquid helium conduit 28 to the gas layer of the liquid helium container 27 above the superconducting coil 21. In this way, the liquid helium 22 around the superconducting coil 21 is naturally circulated until the liquid helium 22 in the liquid helium container 27 is exhausted. Liquid nitrogen 29
Flows from the liquid nitrogen container 30 into a nitrogen pipe (not shown) attached to the radiation shield 25. The radiation shield 25 is cooled to the liquid nitrogen temperature (77K).

【0010】超電導コイル容器23からヘリウムガスが
リークした場所を発見するため、超電導コイル容器23
と輻射シールド25間の超電導コイル容器23外壁に4
個の圧力検知器13を装着している。圧力検知器13−
1,13−2と13−3は、通常、真空容器24内の圧
力を検知している。圧力検知器からの出力信号は、真空
絶縁の良好なコネクタ31から制御回路32を通して、
高速レコーダ33及びデータレコーダ34に入力され
る。真空容器24内の圧力が10~6Torrから10~5Torr値
のとき、図1の陽極1と陰極2間にDC1000Vの電
圧をかけたとき、図1の陽極1と陰極2に、およそ数μ
Aから数十μAの電流が流れる。
In order to find the location where the helium gas leaks from the superconducting coil container 23, the superconducting coil container 23
4 on the outer wall of the superconducting coil container 23 between the radiation shield 25 and the radiation shield 25.
Each pressure detector 13 is attached. Pressure detector 13-
1, 13-2 and 13-3 normally detect the pressure in the vacuum container 24. The output signal from the pressure detector is transmitted from the connector 31 with good vacuum insulation through the control circuit 32,
It is inputted to the high speed recorder 33 and the data recorder 34. When the pressure in the vacuum container 24 is 10 to 6 Torr to 10 to 5 Torr and a voltage of DC 1000 V is applied between the anode 1 and the cathode 2 in FIG. 1, the anode 1 and the cathode 2 in FIG. μ
A current of several tens μA flows from A.

【0011】ここで、もし、超電導コイル容器23内で
ヘリウムガスがリークした場合の高速レコーダのディス
プレイを図4に示す。圧力検知器13−1から13−3
の順に信号が小さくなっている。また、それぞれの圧力
検知器の出力信号が増加した時間の遅れを読むことがで
きる。これらのデータから、リークした場所は、圧力検
知器13−1が最も近く、次に、圧力検知器13−2,
13−3の順に遠ざかっていることが読み取れる。リー
クした位置は、図2中のP点近傍であることが推定でき
る。このリーク発生場所の確度は、圧力検知器の数を増
やすことで高められる。真空容器の容積に対しガスリー
ク流量が少ない場合、圧力検知器の出力信号増大分は少
ない。これを改善する手段として、圧力検知器13の出
力信号を積分する電気回路を設けた。図5は圧力検知器
13を3個使用したときの電気回路である。スイッチS
W1は上に接続すると、圧力検知器の出力信号を直接読
み取ることができ、下につなげると直接の出力信号を積
分または、微分して出力される。スイッチSW2はその
積分,微分を切り替えるためのもので、スイッチSW2
を上に接続したとき信号は積分される。図4に圧力検知
器13−1,13−2と13−3の出力信号の積分した
結果も示している。このように、直接の出力信号に比べ
積分された信号は、信号の変化分を拡大する効果がある
ので、どこの圧力検知器の信号が速く変化したかを見る
のに適している。なお、積分する時間は、図5の抵抗R
とコンテンサCの積に依存する。この他、出力信号に加
わるノイズを除去するフィルタ回路等の電子回路も圧力
検知器の応答性に支障をきたさなければ取付けた方がよ
い。
Here, FIG. 4 shows a display of the high-speed recorder when the helium gas leaks in the superconducting coil container 23. Pressure detectors 13-1 to 13-3
The signal decreases in the order of. It is also possible to read the delay of the time when the output signal of each pressure detector is increased. From these data, the leak location is closest to the pressure detector 13-1, then to the pressure detector 13-2,
It can be read that they are moving away in the order of 13-3. It can be estimated that the leaked position is near the point P in FIG. The accuracy of the leak occurrence location can be increased by increasing the number of pressure detectors. When the gas leak flow rate is small with respect to the volume of the vacuum container, the amount of increase in the output signal of the pressure detector is small. As a means for improving this, an electric circuit for integrating the output signal of the pressure detector 13 is provided. FIG. 5 shows an electric circuit when three pressure detectors 13 are used. Switch S
When W1 is connected to the upper side, the output signal of the pressure detector can be directly read, and when connected to the lower side, the direct output signal is integrated or differentiated and output. The switch SW2 is for switching between integration and differentiation, and the switch SW2
The signal is integrated when is connected above. FIG. 4 also shows the result of integrating the output signals of the pressure detectors 13-1, 13-2 and 13-3. As described above, the signal integrated as compared with the direct output signal has an effect of magnifying a change amount of the signal, and thus it is suitable to see which signal of the pressure sensor changes rapidly. The integration time is the resistance R of FIG.
And the content of the content C. In addition to this, an electronic circuit such as a filter circuit for removing noise added to the output signal should be installed if it does not hinder the responsiveness of the pressure detector.

【0012】複数の圧力検知器の出力信号は、同一圧力
のもとでも、各圧力検知器によってばらつきが見られ
る。この原因は、圧力検知器の仕上り寸法,組立精度、
そして、永久磁石の残留密度等それぞれの設計誤差によ
る。この設計誤差を無くすには、圧力検知器の部品の加
工精度を高くする手法と圧力検知器13の陽極1,陰極
2間の電圧を可変する手法の二つが考えられる。前者
は、部品の加工費が高く問題がある。後者について、図
6を使って詳しく説明をする。
The output signals of the plurality of pressure detectors show variations among the pressure detectors even under the same pressure. This is due to the finished dimensions of the pressure sensor, the assembly accuracy,
And it depends on the respective design errors such as the residual density of the permanent magnet. In order to eliminate this design error, two methods are conceivable: a method of increasing the processing accuracy of the pressure detector component and a method of varying the voltage between the anode 1 and the cathode 2 of the pressure detector 13. The former has a problem of high processing cost of parts. The latter will be described in detail with reference to FIG.

【0013】図6は圧力と圧力検知器13の出力信号を
横と縦の両対数グラフにし、圧力検知器13に加える電
圧をパラメータとして圧力検知器13の出力信号特性を
表したものである。図6から、同一電圧では、圧力検知
器13の出力信号は、圧力の約1乗に比例する。また、
同一圧力では、出力信号は、圧力検知器13に加える電
圧にほぼ比例して増加することが分かる。以上の結果を
踏まえ、この圧力検知器13に加える電圧を調整するこ
とで同一圧力で生じた圧力検知器13のばらつきは、無
くなる。図5の可変抵抗10MΩは、この電圧を調整す
る働きをする。
FIG. 6 shows the pressure and the output signal of the pressure detector 13 in a logarithmic graph in the horizontal and vertical directions, and shows the output signal characteristic of the pressure detector 13 with the voltage applied to the pressure detector 13 as a parameter. From FIG. 6, at the same voltage, the output signal of the pressure detector 13 is proportional to the pressure to the 1st power. Also,
It can be seen that at the same pressure, the output signal increases almost proportionally to the voltage applied to the pressure detector 13. Based on the above results, by adjusting the voltage applied to the pressure detector 13, the variation of the pressure detector 13 caused by the same pressure is eliminated. The variable resistance 10 MΩ in FIG. 5 functions to adjust this voltage.

【0014】図7は本発明の他の実施例である。これ
は、筒状のスペースチャンバの断面図で、人工衛星モデ
ル35をスペースチャンバ内に設置した状態で宇宙空間
に置かれたときと同じ状態を模擬できる。キセノンラン
プ36は、放射した光を反射鏡37で人工衛星モデル3
5に集光させることで太陽光を模擬している。宇宙空間
の真空圧力は、粗引きポンプ38とクライオパネル39
で1×10~6Torr以下になる。スペースチャンバは、実
物大の大きさで試験をするため、直径10m,長さ15
mと大きい。この場合でもリーク試験は行われる。ここ
で使用する圧力検知器は、圧力検知器を2個以上配列し
た圧力検知器群を適当にスペースチャンバ内に装着して
使用する。40はその圧力検知器群を示している。これ
は、圧力検知器単体より複数個の圧力検知器のデータの
方がデータ量が多いため、リーク場所の推定が容易にな
る。圧力検知器群40の詳細図を図8と図9に示した。
圧力検知器群40の個々については、図1と同じ構成で
ある。図8の圧力検知器群は、圧力検知器13を4個作
るために8個の永久磁石を必要とするところ、5個の永
久磁石で満足する。このように、永久磁石の数を少なく
できるメリットがある。図9は2個の圧力検知器13を
ペアにして図7のスペースチャンバ内に装着する。大き
なスペースチャンバ内に圧力検知器群40を設置後、ス
ペースチャンバ内の空気を粗引きポンプ38で排気、さ
らに、寒剤でクライオパネルを液体ヘリウム温度(4.2
K)に冷却してスペースチャンバ内は、高真空状態が得
られる。このような大きな真空容器内でガスリークが生
じた場合でも、各圧力検知器群40または圧力検知器1
3によって、スペースチャンバ内の圧力を監視すること
で、リークした位置が容易に分かる。また、同時に、ス
ペースチャンバ内の圧力分布もこの圧力検知器群40に
よって計測が可能となる。
FIG. 7 shows another embodiment of the present invention. This is a cross-sectional view of a cylindrical space chamber, and the same state as when placed in outer space with the artificial satellite model 35 installed in the space chamber can be simulated. The xenon lamp 36 uses the reflector 37 to reflect the emitted light to the artificial satellite model 3
The sunlight is simulated by focusing on 5. The vacuum pressure in outer space is the roughing pump 38 and the cryopanel 39.
In less than or equal to 1 × 10 ~ 6 Torr. The space chamber is a full-scale test, so the diameter is 10 m and the length is 15 m.
It is as large as m. Even in this case, the leak test is performed. As the pressure detector used here, a pressure detector group in which two or more pressure detectors are arranged is properly mounted in a space chamber for use. Reference numeral 40 indicates the pressure detector group. This is because the data amount of a plurality of pressure detectors is larger than that of a single pressure detector, so that the leak location can be easily estimated. A detailed view of the pressure detector group 40 is shown in FIGS. 8 and 9.
Each of the pressure detector groups 40 has the same configuration as in FIG. The pressure detector group of FIG. 8 requires eight permanent magnets to make four pressure detectors 13, and is satisfied with five permanent magnets. Thus, there is an advantage that the number of permanent magnets can be reduced. In FIG. 9, two pressure detectors 13 are mounted in pairs in the space chamber of FIG. After the pressure detector group 40 is installed in the large space chamber, the air in the space chamber is exhausted by the roughing pump 38, and the cryopanel is cooled by liquid cryogen to the liquid helium temperature (4.2).
By cooling to K), a high vacuum state is obtained in the space chamber. Even if a gas leak occurs in such a large vacuum container, each pressure detector group 40 or pressure detector 1
By monitoring the pressure in the space chamber, the leaked position can be easily found by the method described in (3). At the same time, the pressure distribution in the space chamber can be measured by the pressure detector group 40.

【0015】これまで、ガスをヘリウムに特定してきた
が、このガスリーク検知器は、空気をはじめ他のガスに
ついても用いることができる。また、永久磁石3の代わ
りに電磁石,超電導磁石でも十分機能を満足できる。さ
らに、小形,牽牛な複数の圧力検出器を使用すること
で、比較的狭い空間があれば容易に設置できるので、ト
ランスファチューブ等の小形の超電導機器のリーク場所
を発見することができる。
Up to now, the gas has been specified as helium, but this gas leak detector can be used for other gases such as air. Also, instead of the permanent magnet 3, an electromagnet or a superconducting magnet can sufficiently satisfy the function. Furthermore, by using a plurality of pressure detectors such as small and swallowing, it is possible to easily set up if there is a relatively narrow space, so it is possible to find a leak location of a small superconducting device such as a transfer tube.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明によれば,小形,牽牛な複数個の
圧力検知器を真空容器内に装着することで、各圧力検知
器の出力信号の時間遅れからガスリークした場所を容易
に発見できる。
According to the present invention, by mounting a plurality of pressure detectors such as small and slender cows in a vacuum container, it is possible to easily find the location of gas leak due to the time delay of the output signal of each pressure detector. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】圧力検知器の断面図。FIG. 1 is a sectional view of a pressure detector.

【図2】磁気浮上列車用超電導磁石の断面図。FIG. 2 is a sectional view of a superconducting magnet for a magnetic levitation train.

【図3】図2のA−A断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;

【図4】モニタの説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a monitor.

【図5】電気回路図。FIG. 5 is an electric circuit diagram.

【図6】圧力と圧力検知器の出力信号の関係の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a relationship between pressure and an output signal of a pressure detector.

【図7】スペースチャンバの断面図。FIG. 7 is a sectional view of the space chamber.

【図8】圧力検知器群の断面図。FIG. 8 is a sectional view of a pressure detector group.

【図9】他の圧力検知器群の断面図。FIG. 9 is a sectional view of another pressure detector group.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…陽極、2…陰極、3…永久磁石、4…電気絶縁体、
5…ガイド、12…ガス取り込み口、21…超電導コイ
ル、22…液体ヘリウム。
1 ... Anode, 2 ... Cathode, 3 ... Permanent magnet, 4 ... Electrical insulator,
5 ... Guide, 12 ... Gas inlet, 21 ... Superconducting coil, 22 ... Liquid helium.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】真空圧力を計測可能な圧力検知器を真空容
器内部に設けたことを特徴とするガスリーク検知装置。
1. A gas leak detection device comprising a pressure detector capable of measuring a vacuum pressure inside a vacuum container.
【請求項2】請求項1において、前記圧力検知器は、円
筒形状の陽極と前記陽極の軸方向の両端部に円板形状の
陰極をそれぞれ配置し、さらに、2個の前記陰極を挾み
つける様に、それぞれの円板形状永久磁石を設置し、前
記陽極を向いたそれぞれの永久磁石表面がS極とN極が
向い合うように配置し、前記陽極と前記陰極、及び、前
記陰極と前記永久磁石それぞれの間を電気絶縁体で密着
したガスリーク検知装置。
2. The pressure detector according to claim 1, wherein the pressure detector comprises a cylindrical anode and a disk-shaped cathode arranged at both ends of the anode in the axial direction, and further sandwiches the two cathodes. Similarly, the respective disk-shaped permanent magnets are installed, and the surfaces of the respective permanent magnets facing the anode are arranged so that the S pole and the N pole face each other, and the anode and the cathode, and the cathode and the A gas leak detection device in which permanent magnets are closely attached with an electrical insulator.
【請求項3】請求項2に記載の前記電気絶縁体は、雲母
結晶が含まれたセラミックスであるガスリーク検知装
置。
3. The gas leak detection device according to claim 2, wherein the electrical insulator is a ceramic containing a mica crystal.
【請求項4】請求項2に記載の前記永久磁石は、ネオジ
ウム(Nd)が含まれたセラミックスであるガスリーク
検知装置。
4. The gas leak detection device according to claim 2, wherein the permanent magnet is a ceramic containing neodymium (Nd).
【請求項5】請求項2に記載の前記陽極と前記陰極は、
非磁性体の金属であるガスリーク検知装置。
5. The anode and the cathode according to claim 2,
Gas leak detector that is a non-magnetic metal.
【請求項6】請求項2に記載の前記ガスリーク検知装置
で、前記圧力検知器の陽極の中心部に穴を設けたガスリ
ーク検知装置。
6. The gas leak detection device according to claim 2, wherein a hole is provided in the center of the anode of the pressure detector.
【請求項7】請求項2に記載の複数の前記圧力検知器
で、前記各圧力検知器の陽極,陰極間の電圧を調整でき
る電圧調整回路を設けたガスリーク検知装置。
7. The gas leak detection device according to claim 2, further comprising a voltage adjustment circuit capable of adjusting a voltage between an anode and a cathode of each of the pressure detectors.
【請求項8】請求項7に記載の前記圧力検知器の出力信
号を微分、又は、積分回路を設け、出力信号のデータ処
理を可能としたガスリーク検知装置。
8. A gas leak detection device capable of performing data processing of an output signal by providing a differentiation or integration circuit for the output signal of the pressure detector according to claim 7.
【請求項9】請求項2に記載の前記圧力検知器の前記永
久磁石を除く、全ての部品は、非磁性の材質から成るガ
スリーク検知装置。
9. A gas leak detection device according to claim 2, wherein all parts of the pressure detector except the permanent magnet are made of a non-magnetic material.
【請求項10】請求項2に記載の前記圧力検知器の大き
さは、隙間が15mm以下の空間に装着可能であるガスリ
ーク検知装置。
10. The gas leak detection device according to claim 2, wherein the pressure detector is mountable in a space having a gap of 15 mm or less.
【請求項11】請求項1,2,3,4,5,6,7,
8,9または10に記載の前記圧力検知器を前記真空容
器内部に複数個装着し、ガスがリークした直後の前記真
空容器内の過渡的な圧力上昇を前記圧力検知器で計測
し、それらのデータを基にガスリーク発生場所を特定す
るガスリーク検知装置。
11. Claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
A plurality of the pressure detectors according to 8, 9 or 10 are mounted inside the vacuum container, and a transient pressure rise in the vacuum container immediately after gas leak is measured by the pressure detector, and A gas leak detection device that identifies the location of a gas leak based on data.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103630308A (en) * 2013-09-26 2014-03-12 汕头市新青罐机有限公司 Packaging container leak detection machine
CN111947850A (en) * 2020-09-17 2020-11-17 核工业西南物理研究院 Double-layer-pipe helium leakage detection device with interlayer and method

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