JPS59206734A - ０．１ミリバ−ル〜１００バ−ルのトリチウム圧のための圧力検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、０．１　ｍｂａｒ〜１００　ｂａｒのトリチ
ウム圧の圧力検出装置及びその便用方法に関する。

トリチウムは近時多量に安価なコストで、しかもか′ｆ
ｘｖな純度で入手可能でろる。そのためトリチウム産業
に重要な意味をもつようになっている。し〃・も、将来
の融合炉と関連して多量のトリチウムを敞９扱うことが
予想される。トリチウム圧の測定に七九故重殻性を増し
つつある、 目下のところ、上記範囲のトリチウム圧を測定し監視す
るためには、容量性圧力検出器の使用が推しようさ九、
現実に使用されている。これらの容量性圧力検出器に、
現在の技術水準では、最高の精度で測定値を提供してく
ｎる。〃・ような圧力検出器に極めて高価であり全圧の
測定にのみ適している。しかもこの圧力検出器は著しく
振動に敏感であるために、この点が支障になる。

で〃）つ安価な、広い圧力範囲のための圧力検出装置を
提供することである。

上記目的のために開発さｆ′した本発明の圧力検出装置
によ、す、本発明の課題に解決される。本発明の圧力検
出装置は、例えばケーシングから分離さｎたシリンダ状
の正電極と細い負極性の軸方向電極とを具備する接続可
能な（例えば７ランジ接合可能な）ケーシングを設け、
正電極及び軸方向電極を、Ｏと２００ｖとの間の電圧の
ための電圧源に接続しもしくは接続できるようにし、重
圧源・電極の電気回路に、ピコ電流計又は高抵抗を、該
抵抗における電圧降下を測定する雷、圧計とともに設け
たことを特徴としている。

上記装置により純粋トリチウムのトリチウム圧を検出す
ることができるばかりでなく、異種気体と混合した状態
でトリチウム分圧をも検出することが可能となる。更に
、バリエーションの可能な組込技術（インライン及びオ
フライン）の採用が可能である。このような本発明の検
出装置に要するコストは、従来公知の圧力検出器の場合
のほぼ１０倍程度は低くなる。

本発明の検出装置では、放射性崩壊により形成される電
子及び正極性に帯電したイオンが、電界中で分離され、
崩壊したトリチウム原子の個数従ってトリチウム圧に比
例する電流の測定のために利用される。この場合、既述
のように、負極性の細い軸方向電極を用いた同軸形式の
電極配置を採用すｎば有効である。エネルギの弱い　Ｈ
ｅ　　イオンはこの軸方向電極の方向に集められ、他万
崩壊後約５．９　ｋｅＶのエネルギを有するβ−−粒子
は広い面積のシリンダ状電極に達する。

印加される電圧は、１次近似でに圧力の絶対値に無関係
に、発生した電荷キャリア（β−−粒子、Ｈｅ＋−イオ
ン及び衝突により発生する雷１荷キャリア対）が電極の
方向に到達するように、作用する。より詳細に言えば、
圧力が増大するにつれ、−万ではイオン化により　＠、
荷キャリア数が増大し、他方では再結合の増加にまり、
電荷キャリア数は減少する。以上の理由から、とりわけ
圧力値が高い場合には、比較的高い電圧（≧８０ｖ）を
電極に印加する必要がある。この高電圧で再結合をくい
とめるのである。更に電極間隔を例えば１０部に制限す
ることが望ましい。但し、値が小さい方向では２ＷＩ＋
未満の値１でに構造上の傭点が生ずることがある。雪、
極間隔を４〜６薗に設定すれ（ば有効である。

電極への電荷キャリアの収集（ζ、感度の良い降下を標
？する。

本発明の効果に例えば次のような点にある。

すなわち約２５０℃のもとて圧力検出器を力０熱Ｔきる
ような材料からすべての部分〜を製造することができる
という点でおる。

本発明の検出装置における測定表示では、無論のことな
がら、前もって較正をすることが前提でおる。この前も
ってする較正は、一定の温度のもとで行われ、従って表
示の信頼性は、測定温度がどの程度較正温度に対応して
いるかに依存する。

視するためには、従って付加的な温度制御を採用するこ
とが推しようされる。この付加的な温度制御により、測
定温度Ｔを検出するのである。

この場合、圧力修正は簡単に以下の式に従って行うこと
ができる。

Ｐ＝Ｐｏ、丁 この修正は無論、測定すべき信号を適当に増幅すること
により目動的にも行うことができる。

適尚な較正により、本発明の圧力検出装置は、無論他の
気体状の放射性同位−元素又は同位元素混合物の圧力測
定にも使用することができる。

本発明の実施例によれは、各端面側に結合部材（例えば
フランジ）を有する管状ケーシングが設けられる。

本発明のその他の実施例に特許請求範囲の従属項に記載
されてお９、以下の説明から明らかである。以下の説明
では、添附した図面に基づいて本発明の詳細な説明する
。

第１図は軸力向で切断した本発明の検出ヘッドの構成を
示す略図である。第２図は〃・かるヘッドにより検出袋
ｔ１．た較正曲線を示すダイヤグラムである。第３図に
測定値検出のための回路のブロック回路図である。第４
図にインライン検出ヘッドの略図である。

第１図に示す圧力検出ヘッドの主要部に、ケーシング１
中に収容された、負極性に光電、した内部電極６と正極
性のシリンダ状外部重極７である。内部電極６及び外部
電極７は、セラミックブッシング２を介して電圧給電さ
れる。内部筒、極６は特殊鋼から構成さｎており、その
直径に１ｍｒｒｌである。信号外部電極７は１２聴の内
径の銅製シリンダにより構成されている。

ケーシング１は上側の領域で２つの超高真空フランジ（
例えばライボルトのＣＦ１６）として延在しており、０
リング乙により密封さｎた状態で載置されているキャッ
プ９によ−ｏ　閉成すｎる。このキャップ９は、前記の
セラミックブッシングを保護し、更にセラミックブッシ
ングの密封が充分でない場合においてトリチウムの漏洩
に対し付加的なケーシングとして働く。セラミックねじ
４を設けることにエリ、作製シリンダ７を取付フランジ
５に絶縁して固定することが可能となる。下側の超高真
壁結合部８（例えばフエストのカジョン）によって、検
出ヘッドを、測定ガスを含むタンク１０に接続すること
が可能となる。

第２図は、２２．６　Ｖの電圧を印加した場合において
、トリチウム圧に依存して１ＭΩの抵抗で上記検出ヘッ
ドを用いて検出はれる電圧降下を示す。第２図から明ら
かなように、上側の圧力領域では、曲線が若干平坦にな
っている。この領域では、比較的高い重圧を印加し、電
極間隔を小さくすることにエリ、較正曲線の＠紳性を更
に改善することが可能である。

第３図は、抵抗１１における電圧降下を測定するための
電気回路を示す。抵抗１１での電圧降下は、デジタルマ
ルチメータ１２　（例えばヒユーレット　バラカードＨ
’Ｐ　　５４６８Ａ）に、ｌ：９検出される。ポケット
コンピュータ１３（例えばヒユーレット　バラカードＨ
Ｐ　４１０）に、電圧に対応するデジタル　マルチメー
タ１２（Ｄ数（ｆ［Ｉを、ＨＰ−工し−インタフエ１ス
１４（９１えはヒユーレット　バラカード）Ｉ　Ｐ　　
８２１６　ＯＡ）を介してＨＰ　４１０のＸ−レジスタ
甲にローディングし、電圧値を特性曲線ｒ介して対応す
る圧力値に換算し、この圧力値ｆ　ＨＰ　−工しバスヲ
介してデジタルマルチメークに返送し、もってデジタル
マルチメータのティスプレ１に前記圧力値を表示する。

このようにしてポケットコンピュータ１６にデジタルマ
ルチメータ１２を制御する。以上のプロセスはポケット
コンピュータ１３中でエンドレスルーフ−として流れ、
従ってマルチメータは現在の圧力を表示することになる
。

第２図に図示した特性曲線に１２の区域に分割されてい
る。ただし第２図に図示した特性曲線に、個々の区域で
、解析関数により測定値を近似している。

上記の要領で容量性圧力検出器を用いて検出された圧力
値間の相対誤差は、７ｍｂａｒ　より大きい圧力に対し
、０．５％より小さい。

このような信号処理では、多様に使用することができ（
例えばデジタルボルトメータ及びポケットコンピュータ
等）〃）つ比較的安価な構成パーツのみ、使用さ扛てい
る。このシステムに簡単に、プリンタを用いて（例えば
ヒユーレット　バラカードＨＰ　　８２１６２Ａ）測定
値を印字できるように、拡張することができる。

第４図に、貫流部又は接続部で使用すべき本発明の検出
装置の実施態様を示す。こｆ′Ｌについては特別詳細な
説明は不要である。第１図の実施例に対応する構成部分
には同一の参照符号を用いてらる。

【図面の簡単な説明】 第１図は軸方向に切断した本発明の検出ヘッドの構造略
図、第２図にかような装置により検出さｆ′Ｌ７’ｖ較
正曲線のダイヤグラム、第３図は測定値の測定回路装置
の回路略図、第４図はインライン検出ヘッドの略図であ
る。 １・・・・・・ケーシング　　２・・・・・・ブッシン
グ６・・・・・・ｏ　ＩＪ　：ｙ　タ４・・・・・・セ
ラミックねじ５・・・・−・取付フランジ　６・・・・
・内部電極７・・・・・外部雷、祝皐 ８・・・・・・下側の超高真空結＠部 ？・・・・・・キャップ　　１０・・・・・　タンク１
１・−・・・・抵　抗 １２・・・・・デジタルマルチメータ １３・・・・・・ポケットコンピュータ１４・・・・・
インタフェイス 代理人　　江　崎　光　好 代理人　　江　崎　光　史 ＦＩｏ、２ ＦＩＧ　４ 手続ネ１１１正−’ｆＦ’を二 昭和５９年６月ノ３日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第５６４０４号 ２、発明の名称 ０．１ミリバール〜１００バールのトリチウム圧のため
の圧力検出装置 ３、補正をする者 事件との関係　　出願人 名称　ケルンフオルシュングスアンラーゲ・ユーリツヒ
・ゲゼルシャフト・ミド・ヘシュレンクテル・ハフラン
グ ４、代理人 住所　◎１０５東京都港区虎ノ門二Ｙ目８番１号（虎の
門電気ビル） 図面 ６、補正の内容 別紙の通り 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　シリンダ状の正常、極（７）と細い負極性の
   軸方向雷、極（６）とを具備する接続可能なケーシング
   （１）を設け、電極（７）及び軸方同市、極（６）を、
   ０と２００ｖとの間の電圧のための電圧源に接続しもし
   くは接続できるようにし、電圧源・電極の電気回路に、
   ピコ電流計又は高抵抗αηを、該抵抗における電圧降下
   を測定する電圧計（ロ）とともに設けたことを特徴とす
   る０、　１　ｍｂａｒ〜１００　ｂＰＬｒのトリチウム
   圧のための圧力検出装置。 （２）それぞれ端面側に結合部材を有する管状のケーシ
   ング（１）を設けた特許請求範囲第（１）項に記載の圧
   力検出装置。 （３）　　を極間隔を２と１０虜との間に設定した特許
   請求範囲第（１）項又は第（２）項に記載の圧力検出装
   置。 （４）電極間隔を４〜６問に設Ｔした特許請求範囲第（
   ３）項に記載の圧力検出装置。 （５）電圧源が８０〜１２０ｖの範囲で一定の直流電圧
   を発生する特許請求範囲第（１）項〜第（４）項のうち
   いずれか１項に記載の圧力検出装置。 （６）電圧源・電極の電気回路に１ＭΩの抵抗０υを設
   け、デジタルボルトメータ（２）を設はり特許請求範囲
   第（１）項〜第（５）項のうちいずれか１項に記載の圧
   力検出装置。 （７）２５０℃のもとで加熱することができる材料から
   構成部分を構成した特許請求範囲第（１）項〜第（６）
   項のうちいずれか１項に記載の圧力検出装置。 ：８）測定温度Ｔを監視するための付加的なセンサと、
   商Ｔ／Ｔｏ［比例して検出信号を増幅する回路（ただし
   、ＴＯ＝圧力表示の較正温度）を設けた特許請求範囲第
   （１）項〜第（７）項のうちいずれか１項に記載の圧力
   検出装置。 （９）高い異種気体成分の領域での分圧測定のための付
   加的な全圧検出器を設けた特許請求範囲第（１〕項〜第
   （８）項のうちいずれか１項に記載の圧力検出装置。 αＱ　シリンダ状の正電、極（７）と細い負極性の軸方
   向電極（６）とを具備する接続可能なケーシング（１）
   を設け、電極（７）及び軸方向電極（６）を、０と２０
   ０ｖとの間の電圧のための電圧源に接続しもしくは接続
   できるようにし、電圧源・電極の電気回路に、ピコ電流
   計又は高抵抗αηを、該抵抗における電圧降下を測定す
   る電圧計（６）とともに設けた０、　１　ｍｂａｒ　〜
   １００　ｂａｒ　のトリチウム圧のための圧力検出装置
   を、対応する較正データをもつトリチウムに代わって、
   気体状で存在する放射性同位元素の圧力の測定に使用す
   ることを特徴とする０、　１　ｍ　ｂａｒ〜１００　ｂ
   ａｒのトリチウム圧のための圧力検出装置の便用万、法
   。