JPH09190848A - 中継端子盤および信号処理装置 - Google Patents

中継端子盤および信号処理装置

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JPH09190848A
JPH09190848A JP8000021A JP2196A JPH09190848A JP H09190848 A JPH09190848 A JP H09190848A JP 8000021 A JP8000021 A JP 8000021A JP 2196 A JP2196 A JP 2196A JP H09190848 A JPH09190848 A JP H09190848A
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JP
Japan
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electromagnetic induction
signal
relay terminal
terminal board
induction noise
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JP8000021A
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English (en)
Inventor
Hisahide Nakayama
尚英 中山
Kunio Moriyama
國夫 森山
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Hitachi Ltd
Hitachi Information and Control Systems Inc
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Information and Control Systems Inc
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

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Abstract

(57)【要約】 【課題】核融合装置の検出器信号処理システムにおい
て、電磁誘導ノイズの影響のない中継端子盤と高精度な
信号処理方式を安価に提供する。 【解決手段】中継端子盤2の端子台20に変動磁場によ
る誘起される電磁誘導ノイズ成分の検出器21を置き、
検出器信号が最小となるように、端子台20の取り付け
をX,Y,Zの各軸方向に調整する。さらに検出器信号
を、補正信号として用い、信号に含まれる電磁誘導ノイ
ズ成分を相殺する機能を持たせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は強磁場を用いる核融
合装置に好適な中継端子盤および信号中継装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、核融合装置は、プラズマ性能向上
の目的として装置の大型化が進み、本体に取り付けられ
る温度計測・応力計測等の検出器の数は増大の一途をた
どっている。その数は数千点にものぼる。これら検出器
信号出力のためのリード線を本体外部に取り出す場合、
本体構造上の制約(すなわち、本体内部で真空容器やコ
イル類あるいは支持構造物類等が緊密に組合せられ、空
間的な余裕が非常に少なく自由な配線経路をとれないこ
と、また真空封止と断熱のため、信号線取出し場所が制
限されてしまうこと)のため、本体の周囲何箇所かで、
高密度のコネクタ等を介してまとめて取り出さざるを得
ない。
【0003】ところがコネクタ等によりまとめられた複
数の信号は、それぞれの使用先が必ずしも一箇所とは限
らない。そのため、各使用先からのケーブルに応じて検
出器信号を適切に分配する中継端子盤が必要となる。し
かし、信号使用先は、本体が設置される本体棟の外部の
様々な実験棟や運転監視棟に分散するため、中継端子盤
は本体から遠方に設置することは不合理であり、本体の
近くにおかざるを得ない。
【0004】一方、核融合装置は不可避的に強磁場を使
用する。本体周辺の漏れ磁場は、場合により数テスラと
いう強大なものとなる。核融合装置は、最終的には定常
運転が目的であり、その場合発生する磁場は定常的であ
るが、起動停止あるいはプラズマ点火中の不具合による
緊急停止等の非標準時には磁場変動は避けられない。従
来の一般の装置のように常伝導磁場コイルを使用した装
置では、このように磁場が変動している期間は、数秒か
ら数十秒という比較的短い期間であるので、たとえ磁場
変動による計測精度悪化があったとしても、その期間だ
けは直前の正常な信号値をホールドしたり、警報が発生
しても無視するような対策がなされていた。
【0005】しかし、核融合装置として建設あるいは計
画されている全ての装置は、運転コストの最小化の観点
から超伝導コイルを適用している。これらの超伝導コイ
ルは時定数が数十分から数時間以上にもなるため、起動
停止あるいはプラズマ点火中の不具合による緊急停止等
は数十分から数時間を要し、その間、磁場は変化し続け
る。この変動する磁場の影響による電磁誘導ノイズが計
測精度を悪化させるため、正常な監視制御が困難とな
り、有益なデータの喪失や装置の損傷を引き起こす恐れ
があった。超伝導コイルを使用した装置では、常伝導コ
イルを使用した装置と異なり磁場が変動している時間が
長いため、従来のような信号ホールドや警報の無視で
は、重大な運転情報の収集をできなくしてしまうという
問題がある。尚、電磁誘導ノイズを避けるには鉄等の強
磁性体による磁気シールドが効果的であるが、核融合装
置は、本体の近くでプラズマへ悪影響を及ぼす強磁性体
の使用が禁止されるという特有の問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、変動
磁場の影響による電磁誘導ノイズを受けることなく計測
信号を中継することのできる中継端子盤を提供し、電磁
誘導ノイズをいっそう低減できる信号処理方式を提供す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するため、中継端子盤の端子部で信号線が形成する
ループ面に垂直方向の変動磁場による電磁誘導ノイズ成
分を検出する手段を設け、前記手段により検出する電磁
誘導ノイズ成分の大きさが最小となるように端子台の設
置方向を調整する手段を設けるようにした。具体的に
は、端子台のうち信号線が接続されない端子部のそれぞ
れ片端を導線で接続し、もう一方の片端を電磁誘導ノイ
ズ信号出力端とする。これにより検出する電磁誘導ノイ
ズ成分の大きさが最小となるように、端子台をX,Y,
Zの3軸方向の調整器具を介して中継端子盤に取り付け
るようにした。さらに、中継端子盤からの信号を受け、
処理する信号検出回路で、得られた電磁誘導ノイズ成分
を相殺するための補正信号として加算する加算器を設け
るようにした。
【0008】この手段により、計測信号に対するノイズ
の原因となる原因、すなわち、信号線が端子台の接続部
で形成するループ面に垂直方向の変動磁場による電磁誘
導ノイズ成分を検出することができる。そこで、検出す
る電磁誘導ノイズ信号を測定しながら、その大きさが最
小となるようにX,Y,Zの3軸方向の調整器具を用い
て端子台の設置方向を調整することにより、実際に本端
子台を介して接続される信号線に発生する漏れ磁場等に
よる電磁誘導ノイズ成分を最小とすることができる。
【0009】さらに、中継端子盤からの信号を受け、処
理する信号検出回路において、中継端子盤より得られた
電磁誘導ノイズ成分を、補正信号として逆方向に加算す
る機能を設けたことにより、本来の信号に含まれるノイ
ズ成分だけを補正信号で相殺できるので、高い計測精度
を得ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図により本発明を説明す
る。
【0011】図1は、本発明を適用した核融合装置の中
継端子盤と計測処理装置のブロック図である。本核融合
装置の本体1は、トカマク装置やヘリカル装置と呼ばれ
るもので装置中心の磁場強度は数テスラから20テスラ
程度である。一般に本体1の近くの漏れ磁場Beは0.
1 テスラから数テスラとなる。
【0012】本体1の内部に設置された温度や応力等の
検出器からの信号は、真空封止を兼ねるポート10を通
して外部に取り出される。取り出された信号は、多芯の
対より線4により中継端子盤2に送られ、端子台20で
複数の信号処理回路のために分離された後、中継され
る。本図では、煩雑にならないよう複数の信号と信号処
理回路の内、一つの信号と信号処理回路3のみを図示し
た。信号処理回路3は、本体1の検出器からの信号を入
力するため、対より線5を端子台20に接続する。同時
に信号処理回路3は、中継端子盤の変動磁場による電磁
誘導ノイズ成分を検出する磁気検出器21の信号を対よ
り線6を介して入力する。
【0013】信号処理回路3では、本体1の検出器から
の信号を増幅器A1により受け、必要に応じて絶縁や増
幅処理を行う。しかしこの信号は、変動磁場によって引
き起こされた電磁誘導ノイズ成分を含んでいる。その理
由を図2により説明する。
【0014】一般に計測における信号線には、耐ノイズ
性の観点から、シールド付きの対より線を適用する。耐
ノイズ性については、静電誘導と電磁誘導の二つの観点
から議論する必要があるが、シールドは耐静電誘導ノイ
ズ性、対よりは耐電磁誘導ノイズ性を高める。強磁場を
使用する核融合装置で特に問題となるのは、後者の電磁
誘導ノイズである。検出器からの信号は中継端子盤2の
端子台21で対より線4から同5に中継される。図2
で、端子台21の詳細が示されるが、ここで2本の対よ
り線4と5は、一旦「より」をほどいた状態で個々の端
子につなぎ込まれる。そのため接続部では、外部の磁場
と結合するループ1が形成されてしまう。したがって外
部の磁場が変動する場合、電磁誘導のためループ1に発
生する誘起電圧V1がノイズとなるのである。
【0015】本発明では、まず本ノイズ成分を最小とす
ることを実現する。図1で、変動磁場による電磁誘導ノ
イズ成分を検出する磁気検出器21を中継端子盤の端子
台20の近くに設置し、その信号出力を対より線6によ
り信号処理回路3に入力する。信号処理回路3では、磁
気検出器21からの信号を増幅器A2により受け、必要
に応じて絶縁や増幅処理を行い、表示器Mで電磁誘導ノ
イズ成分を観測する。尚、このときスイッチSWはオフ
としておく。
【0016】磁気検出器21として適用できるものは、
磁気プローブやホール素子など種々考えられるが、本発
明では図2で説明する方法を代表的なものとして示す。
同図で磁気検出器21を構成する方法を述べる。まず2
個の隣接した端子を一般の中継用端子の一部を利用して
磁気検出器21用として確保する。隣接した端子のそれ
ぞれ片方を同図のように短絡する。他方の端子には磁気
検出器21の信号出力用として対より線6を接続する。
以上により、一般の検出器信号が中継端子盤2の端子台
20で形成し、変動磁場と結合するループ1と同様なル
ープ2を、電磁誘導ノイズ成分検出用として構成するこ
とができる。ここで、ループ1とループ2は厳密には同
一形状ではないが、重要なことは、それぞれのループ面
の方向が同じであることである。
【0017】端子台20は、その取り付け方向を調整器
具22によりX,Y,Z各軸方向に対して調整できる。
調整器具22−1はX軸、22−2はY軸そして22−
3はZ軸をそれぞれ調整できる。漏れ磁場Beの変動に
よる電磁誘導ノイズを最小にするためには、図1で信号
処理回路3の表示器Mの表示が、漏れ磁場Beが変動す
る時(例えばコイルの磁場を立上げる場合)にそのふれ
が最小となるように調整器具22により端子台20の各
軸の取り付け方向を調整すればよい。具体的には、端子
台20の各ループ2のループの向き(ループ面に垂直方
向の矢印で示す)が漏れ磁場Beと垂直となるように調
整すれば、電磁誘導による誘起電圧はなくなる。本実施
例では、3軸方向の調整器具を適用したが、重要なこと
はループ1,2が漏れ磁場Beと結合しないようにする
ことであり、調整箇所としては、高々X,Zの2軸につ
いて実施すればよい。残りのY軸はケーブル接続作業が
行いやすいように中継端子の位置調整として活用するこ
とができる。
【0018】核融合装置の場合、複数のコイルを有する
が、漏れ磁場の観点からは、これらのコイルは常に同じ
比率で励磁されると考えてよいため、上記の調整は、あ
らかじめ試運転時に一回実施すればよい。
【0019】尚、本例によれば、磁気検出器21として
複雑な構造のものが不要で、かつ検出原理がノイズ発生
と同一原理であり、さらに磁気検出器の取り付けの問題
がない(作りつけである)等の理由で、低コスト・高精
度という特有の効果がある。以上、請求項1について説
明した。つぎに、請求項2について説明する。本項で
は、図2のループ1とループ2の面の方向が異なる場合
を考える。面の方向は、各ループが同一の端子台20
(あるいは異なっていても方向が同一の場合)上に構成
される場合は、同じ向きであることが期待できる。しか
し、厳密にいえば、各対より線の「ほどき方」の差によ
り、各ループの実効的な方向が微妙に異なることが考え
られる。この場合、表示器Mが最小を示すときに、対よ
り線5側の電磁誘導ノイズ成分が最小になるとは限らな
い。ただし、磁気検出器21の出力は、対より線5側の
電磁誘導ノイズ成分に比例することは自明である。そこ
で、図1においてスイッチSWをオンとする。信号処理
回路3の演算器A3は、帰還抵抗Rfとそれぞれ信号側
の入力抵抗Riおよび磁気検出器21側の入力抵抗Rc
との比により重みをつけ加算される。各ループの実効的
な方向の差に応じて各入力抵抗RiおよびRcの大きさ
をあらかじめ決めておけば、本来の信号に含まれるノイ
ズ成分だけを磁気検出器21からの信号を補正信号とし
て用いて相殺できるのでさらに高精度の信号処理を行う
ことができる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、強磁場を用いる核融合
装置の信号処理システムにおいて、変動磁場の影響によ
る電磁誘導ノイズを検出し、それを最小とするように調
整することにより、ノイズの影響を受けることなく計測
信号を中継することのできる中継端子盤を簡単な構成で
提供し、さらに検出した電磁誘導ノイズ成分を補正信号
として利用することにより電磁誘導ノイズをいっそう低
減できるので、高精度・高耐ノイズ性を有する計測信号
処理システムを安価に提供することができ、磁場の変動
する過渡的な状態でも、高精度な計測ができるため核融
合装置の安定な運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した核融合装置の説明図。
【図2】本発明による中継端子盤の端子部の説明図。
【符号の説明】
1…本体、2…中継端子盤、4…多芯の対より線、5,
6…対より線、20…端子台、21…磁気検出器、22
…調整器具。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】対向する2本の信号線を締結し互いの導通
    手段と、前記導通手段を複数個設け、支持する絶縁物か
    らなる端子台を装備し、信号線として対より線を中継す
    る中継端子盤において、前記信号線の締結部で前記信号
    線が形成するループ面に垂直方向の変動磁場による電磁
    誘導ノイズ成分の検出手段を設け、前記検出手段により
    検出する電磁誘導ノイズ成分の大きさが最小となるよう
    に前記端子台の設置方向の調整手段を設けたことを特徴
    とする中継端子盤。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記信号線の締結部で
    前記信号線が形成するループ面に垂直方向の変動磁場に
    よる電磁誘導ノイズ成分の検出手段として、信号線が接
    続されない2個の締結部のそれぞれ片端を導線で接続
    し、2個の締結部のもう一方の片端を電磁誘導ノイズ信
    号出力端とした中継端子盤。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記信号線が形成する
    ループ面に垂直方向の変動磁場による電磁誘導ノイズ成
    分を検出する手段により検出する電磁誘導ノイズ成分の
    大きさが最小となるように端子台の設置方向を調整する
    手段として、前記端子台をX,Y,Zの3軸方向の調整
    器具を介して前記中継端子盤に取付けた中継端子盤。
  4. 【請求項4】請求項1,2,3または4において、前記
    中継端子盤からの信号を受け、処理する信号検出回路
    で、前記中継端子盤より得られた電磁誘導ノイズ成分
    を、補正信号として加算する機能を設けた信号処理装
    置。
JP8000021A 1996-01-04 1996-01-04 中継端子盤および信号処理装置 Pending JPH09190848A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007082271A (ja) * 2005-09-09 2007-03-29 Canon Inc モータ制御装置
JP2017116489A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 本田技研工業株式会社 トルクセンサの端子台構造
JP2017116490A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 本田技研工業株式会社 トルクセンサの端子台構造

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