JPS625173A - 常磁性体ベ−ス材料内の混合量の測定方法および装置 - Google Patents

常磁性体ベ−ス材料内の混合量の測定方法および装置

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JPS625173A
JPS625173A JP14530285A JP14530285A JPS625173A JP S625173 A JPS625173 A JP S625173A JP 14530285 A JP14530285 A JP 14530285A JP 14530285 A JP14530285 A JP 14530285A JP S625173 A JPS625173 A JP S625173A
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induction
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小倉 新三
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山田 忠利
Yoshihiro Jizo
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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】 〔産業上の利用分野) 本発明は常磁性体ベース材料中に存在する常磁性体添加
剤含有量および強磁性体不純物含有量をその磁化強度か
ら検出する測定方法および装置に関するものである。
〔従来の技術〕
この穏の装置は、特開昭58−95494号公報で提案
されているが、同様の機能を有する第5図について説明
する。図は、原子力燃料棒中に存在する常磁性体(ガド
リニア]の含有量をその磁化強度から測定する装置を示
す。
図において、(1)は燃料棒で、これは細長い管(1a
)と、この管(1a)に装填された複数の核燃料ペレッ
ト(1b〕と、これらを管(1a〕に封入するためその
両端を封止する栓(1c)とからなり、この栓(1c)
の内側にはばね部材(1d)が取付けられ、封入したペ
レット(1b)に管両端から弾接してペレット(1b〕
を固定している。(2)は燃料棒(1)を囲繞し、直流
磁界を発生する直流磁化コイル、(3)は直流磁化コイ
ル(2)を励振する直流電源、(4)は燃料棒(1)を
囲繞し、交流磁界を発生する交流磁化コイル、(5)は
交流磁化コイル(4)を励磁する交流電源、(6)は交
流磁化コイル(4)の内側で燃料棒(1)を囲むように
挿設された第1のサーチコイル、(7)は交流磁化コイ
ル(4)の内側で第1のサーチコイル(6)の近傍に設
けた第2のサーチコイル、(8)は増幅器、(9)は記
録装置である◎この装置を用いた従来の方法(特開昭5
8−95494号公報)について説明する。直流磁化コ
イル(2)により、ペレット(1b)内に含まれる強磁
性体不純物′ を磁気的に飽和させることにより、交流
磁化コイル(4)が発生する交流磁界による強磁性体不
純物の磁化変化がなく、サーチコイル(6)には次式で
示す交流磁界による誘起電圧(Vl)が発生する。
但し、上式において各因子は次のものを示している。
N1:サーチコイル(6)の巻数 μ0 :真空下の透磁率 S、:交流磁界により、サーチコイル(6)と鎮交する
磁束に対する等刷新面積 HA+ :交流磁化コイル(4)によるサーチコイル(
6)の位置における磁界の強さ SNt :常磁性体の磁化によりサーチコイル(6)と
鎖交する磁束に対する等刷新面積 MN:ペレット(1b)に含まれている常磁性体の磁界
(HAl)における磁化の強さ サーチコイル(7)の誘起電圧(N2)は次式のように
なる。
但し、上式暑こおいて各因子は次のものを示している。
N2  :サーチコイル(7)の巻数 S!:交流磁界により、サーチコイル(7)と鎖交する
磁束に対する等刷新面積 HA、 :交流硼化コイル(4)によるサーチコイル(
7)の位置における磁界の強さ く1)式の第1項と(2)式とが同じ大きさになるよう
に調整し、サーチコイル(6)と(7)の誘起電圧の差
をとるように結線すると、増幅器(8)に入る電圧間は
となる。常磁性体の含有量と磁化の強さN2は比例する
ことから、電圧(■は常磁性体の含有量に比例する。し
たがってこの電圧を増幅器(8)に入れ、記録装置(9
)で表示することにより常磁性体の含有量が分る。
(発明が解決しようとする問題点〕 従来の方法及び装置は以上のよう1こ構成されているの
で、強磁性体を磁気的に飽和させるのに、超電導コイル
を用いるなど大規模なコイル及び電源が必要であるとい
う問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので1強磁性体を磁気的に飽和させずに常磁性体、
強磁性体等の含有量を測定する磁性体含有量測定方法及
び装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る磁性体含有量測定装置は2つの直流磁界
とその直流磁界に重畳した交流磁界により1強磁性体を
飽和させずに1強磁性体の非線形磁気特性を用いるよう
にしたものである。
〔作用〕
この発明における磁性体含有量測定方法及び装置は強磁
性体の非線形磁気特性を利用して強磁性体の比磁化率が
大きく異なる値となる磁界の大きさで測定する。
〔発明の実施例] 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、αQは交流電源(5)で励磁される交流磁
化コイル、αη(財)は交流磁化コイルαQ内に設けた
第3および第4のサーチコイル、側はサーチコイルσυ
(2)の差電圧を増幅する増幅器、σ4は燃料棒(1)
の同一個所の誘起電圧を比較するための遅延器、(ト)
は増幅器(8)と遅延器側の出力の差電圧をとる差動器
、 COは定数KFの倍率をもつ増幅器、αηは画壇幅
器(8) Qllの出力の差電圧をとる差動器、Q10
は磁性体および常磁性体含有量を表示する記録装置であ
る。
第1図および第2図において、直流硼化コイル(2)に
より燃料棒(1)内磁性体を磁気飽和させない磁界の強
さHaD  により直流磁化する。交流磁化コイル(4
)によって交流磁界Ha^も加える。
増幅器(8)に入る電圧Vaは(3)式に磁性体の磁化
変化による電圧が加わったものとなる。
但し上式において。
MNa:ペレット(1b)に含まれている常磁性体の直
流5界HaDと交流磁界HaAの重畳磁界Gこよる磁化
の強さ M2a:ペレット(lb月こ含まれている強磁性体の上
記重畳磁界ζこよる磁化の強さ Slt :強磁性体の磁化(こより、サーチコイル(6
)と鎖交する磁束に対する等刷新面積 交流磁化コイル01)により第3のサーチコイル(ロ)
、第4のサーチコイル四に誘起電圧が発生するので、そ
れらの差電圧をとるように結線して増幅器口に入れる。
この電圧(Vb )は(4)式と同様に次式のようにな
る。
但し、上式において MNb:ペレット(1b)に含まれている常磁性体の交
流磁界HbAによる磁化の強さ MB):ペレット(lb月ζ含まれている強磁性体の交
流磁界HbAによる磁化の強さ SN2 :常磁性体の磁化により、サーチコイルα時と
鎖交する磁束に対する等刷新面積 遅延器σ4を用いて、同一ペレット(1b)に対する電
圧(Va)と(Vb)の差電圧(Vab)を差動器(至
)でとるようGこする。SNt ” SNt  とし、
交流磁界HaAと交流磁界HbAとの大きさを同一にす
ると、常磁性体の磁化の強さの変化は直流磁界HaDの
影響を受けないため。
となる。したがって、差電圧(Vab)はとなる。強磁
性体の磁化の強さの変化は第2図に示すように直流磁界
による影響を受ける。つまり。
直流磁界の大きさHaDを比磁化率の高い所に設けてお
くと、それに重畳した交流磁界Hat 4こよる磁化の
強さの変化はMaとなる。一方、比磁化率の低い直流磁
界が零の所では、同じ交流磁界Ha^でも磁化の強さの
変化はMaよりも少ないMbとなる。したがって% S
Nt ” sNz  とすることにより、Vab ハV
ab = −8NI (Ma −Mb ) cos a
t   −(7)となり1強磁性体の含有量に比例する
。この差電圧Vabを増幅器口によt)Kp倍して記録
装置(至)に入れ1強磁性体量を表示する。
(4)式の第2項と(7)式は強磁性体の量に比例する
ことから 但し、 K:増幅器(8)の倍率 とすると、差動器りを通った電圧(vo)はとなり、ペ
レット(1b)に含まれる常磁性体の含有量に比例する
。これを記録装置(ト)に入れ、常磁性体量を表示す゛
る。
他の一実施例を第3図に示す。交流磁化コイルは1台の
みで、交流磁化コイル(4)の外・側に脈流磁界用コイ
ルσQを設けて、脈流’RH(7)で励磁する。
第4図に示すように脈流磁化コイル(6)に流す電流(
I)は所定期間が零(2)で、次の所定期間が所定の値
の電流を流している。サーチコイル(6)(7)の差電
圧は増幅器(8)を通り選別器@(4)に入る。選別′
JS@では脈流電流の零(2)の時の時間に第4図のパ
ルスS。
を発生している時間のみ、増幅器(8)からの信号を通
している。同じ様Cζ、選別器(財)は脈流電流が流れ
ている時間に増幅器(8)からの信号S2を通している
。選別器磐を通った信号S1は遅延器(至)を通り、選
別器(2)を通った信号S1との差電圧をとるため差動
器06に入る。以下、前記実施例と同様にして、ペレッ
ト(1b)内の強磁性体含有量および常磁性体含有量を
測定する。
このようにすることにより、交流磁化コイルは1台のみ
でよく、又、サーチコイルも半分の台数に減らすことが
出来る。このため、投雪面積を少なくすることが出来る
磁界検出器として、サーチコイルを用いているが、もち
ろんホール素子等能の検出器を用いることも可能である
また、実施例では、直流磁界は零の場合と、ペレット中
の強磁性体が飽和しない程度の直流磁界の二種類を用い
ているが、二種類ともペレット中′ の強磁性体が飽和
しない程度の大きさの異なる直流磁界を用いることも可
能である。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によればペレット中の強磁性体
を飽和させることなく、ペレット中の常磁性体含有量、
強磁性体含有量を測定するようにしたので、磁化コイル
が小形化となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は本発
明の一実施例を示す説明図、第3図は本発明の他の一実
施例を示す構成図%第4図は本発明の一実施例を示す説
明図、第5図は従来の常磁性体含有量測定装置の構成図
を示す。図において。 (1)は常磁性添加物を含有したペレットが組み込まれ
ている燃料棒、(1b)はペレット、(2)は直流磁化
コイル、 (4) (10ハ交流母化コイル、(e) 
(7) Ql) O−a 1.t 4t −チコイル、
(ト)は遅延器、@四は選別器を示す。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示すO

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)常磁性体ベース材料内の強磁性体不純物を測定す
    る磁性体含有量測定方法において、上記強磁性体不純物
    の飽和域以下の第1の直流磁界に交流磁界を重畳した第
    1の重畳磁界中に第1及び第2の誘導コイルを所定の間
    隔をあけて配置して、上記第1の誘導コイルの近傍に上
    記常磁性体ベース材料を位置させて上記両誘導コイルの
    出力差からなる第1の差電圧を決定し、上記強磁性体不
    純物の飽和域以下で上記第1の直流磁界の値と異なる第
    2の直流磁界に交流磁界を重畳した第2の重畳磁界中に
    第3及び第4の誘導コイルを所定の間隔をあけて配置し
    て、上記第1の誘導コイルの近傍に上記常磁性体ベース
    材料を位置させて上記両誘導コイルの出力差からなる第
    2の差電圧を決定して、上記両差電圧の差からなる第3
    の差電圧を決定し、予め設定された上記第3の差電圧と
    磁性体含有量との関係から強磁性体混合量を決定する常
    磁性体ベース材料内の混合量の測定方法。
  2. (2)第3の誘導コイル及び第4の誘導コイルはそれぞ
    れ第1の誘導コイル及び第2の誘導コイルであることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の常磁性体ベース
    材料内の混合量の測定方法。
  3. (3)第1の直流磁界の値は零であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項又は第2項記載の常磁性ベース材
    料内の混合量の測定方法。
  4. (4)常磁性体ベース材料内の混合量の測定方法におい
    て、上記強磁性体不純物の飽和域以下の第1の直流磁界
    に交流磁界を重畳した第1の重畳磁界中に第1及び第2
    の誘導コイルを所定の間隔をあけて配置して、上記第1
    の誘導コイルの近傍に上記常磁性体ベース材料を位置さ
    せて上記両誘導コイルの出力差からなる第1の差電圧を
    決定し、上記強磁性体不純物の飽和域以下で上記第1の
    直流磁界の値と異なる第2の直流磁界に交流磁界を重畳
    した第2の重畳磁界中に第3及び第4の誘導コイルを所
    定の間隔をあけて配置して、上記第1の誘導コイルの近
    傍に上記常磁性体ベース材料を位置させて上記両誘導コ
    イルの出力差からなる第2の差電圧を決定して、上記両
    差電圧の差からなる第3の差電圧を決定し、上記第1の
    差電圧と上記第3の差電圧との差からなる第4の差電圧
    を決定し、あるいは上記第2の差電圧と上記第3の差電
    圧との差からなる第5の差電圧を決定して、予め設定さ
    れた上記第4の差電圧又は上記第5の差電圧と上記磁性
    体含有量との関係から常磁性体混合量を決定する常磁性
    体ベース材料内の混合量の測定方法。
  5. (5)第3の誘導コイル及び第4の誘導コイルはそれぞ
    れ第1の誘導コイル及び第2の誘導コイルであることを
    特徴とする特許請求の範囲第4項記載の常磁性体ベース
    材料内の混合量の測定方法。
  6. (6)第1の直流磁界の値は零であることを特徴とする
    特許請求の範囲第4項又は第5項記載の常磁性体ベース
    材料内の混合量の測定方法。
  7. (7)常磁性体ベース材料内の強磁性体不純物の磁気飽
    和域以下の相違なる磁化力を発生し、所定の間隔で配置
    された筒状の第1及び第2の直流磁界用コイル、上記各
    直流磁界用コイルの近傍にそれぞれ同軸状に配置され交
    流磁界を発生する筒状の第1及び第2の交流磁界用コイ
    ル、この第1の交流磁界用コイル内に上記第1の交流磁
    界用コイルの軸線と軸線がほぼ平行になるように所定の
    間隔で配置された第1及び第2の誘導コイル、上記第2
    の交流磁界用コイル内に上記第2の交流磁界用コイルの
    軸線と軸線がほぼ平行になるように所定の間隔で配置さ
    れた第3及び第4の誘導コイル、上記第1の誘導コイル
    の出力が上記第3の誘導コイルの出力のタイミングと一
    致するように上記第1の誘導コイルの出力を遅延させる
    遅延器、上記常磁性体ベース材料を上記第1の誘導コイ
    ルに配置したときの上記第1及び第2の誘導コイルの出
    力の差からなる第1の差電圧と、上記第3及び第4の誘
    導コイルの出力の差からなる第2の差電圧との差電圧か
    らなる第3の差電圧を出力する差動器を備えた常磁性体
    ベース材料内の混合量の測定装置。 (7)常磁性体ベース材料内の強磁性体不純物の磁気飽
    和域以下の相異なる第1及び第2の磁化力を発生する筒
    状の直流磁界用コイル、この直流磁界用コイルの近傍に
    同軸状に配置され交流磁界を発生する筒状の交流磁界用
    コイル、この交流磁界用コイル内に上記交流磁界用コイ
    ルの軸線と軸線がほぼ平行になるように所定の間隔で配
    置された第1及び第2の誘導コイル、上記第1の磁化力
    のときの上記第1の誘導コイルの出力が上記第2の磁化
    力のときの上記第1の誘導コイルの出力のタイミングと
    一致するように上記第1の誘導コイルの出力を遅延させ
    る遅延器、上記常磁性体ベース材料を上記第1の誘導コ
    イルに配置したときの上記第1及び第2の誘導コイルの
    出力の差からなる第1の差電圧と、上記第3及び第4の
    誘導コイルの出力の差からなる第2の差電圧との差電圧
    からなる第3の差電圧を出力する差動器を備えた常磁性
    体ベース材料内の混合量の測定装置。
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