JPS6383615A - 液面計 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は超電導線を用いて極低温液体の液面位を計測す
る液面計に関するものである。

（従来の技術） 従来の超電導線を用いた液面計は、第２図に示すように
極低温容器１内に収容された極低温液体２例えば液体ヘ
リウム２中に所定長さの超電導線３を垂直に予定位置ま
で挿入し、超電導線３の両端部にリード線４ａを介して
接続された電流源５より電流を流して超電導線３の両端
部にリード線４ｂを介して接続された電圧計６で電圧を
計測することにより、液体ヘリウム２の液面位を測定す
るようにしている。この場合、液面から露出する超電導
線部分は液体ヘリウムのガス雰囲気中にあるため、超電
導状態にあり、抵抗値がほぼ０になっているが、液面位
計測時にこの露出部分に電流が流れるとこの露出部分が
その上端部から液面方向に除々に常電導状態となって固
有の抵抗値を持つようになる。したがって、このとき超
電導線３の両端部間に発生する電圧を電圧計６で計測し
、その計測値をもとに予め超電導線３の全長に対する常
電導部の占める割合いに応じて求められた電圧値と液体
ヘリウム２の液面位との関係から液面位の測定が可能と
なる。

しかし、このような構成の液面計においては液体ヘリウ
ム２の液面が低下するにつれて超電導線３が液面から露
出する部分、つまり電流が流れることによって超電導状
態から常電導状態となる部分Ａが多くなるため、この部
分の発熱量が多くなり、液体ヘリウム２の蒸発量が増加
する欠点があった。また、露出部に電流が流れこの露出
部全体が電流の発熱により超電導状態から常電導状態に
移行して測定電圧が平行状態になるまでの時間が長くな
るため、液面位の測定に要する時間が長くなり、また時
間の長さの分だけ液体ヘリウムの蒸発量が増加するとい
う欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来の超電導線を用いた液面計は超電導線の
両端部に接続された電流源から電流を供給してその時の
超電導線の両端部間の電圧を計測し、その電圧値から液
体ヘリウムの液面位を測定するようにしているため、液
面の低下により超電導線の露出部が多くなると、この露
出部が常電導状態に移行するにつれて発熱量が多くなっ
て液体ヘリウムの蒸発量が増加し、また露出部に電流が
流れこの露出部全体が超電導状態から常電導状態になっ
て測定電圧が平衡状態になるまでの時間が長くなるため
、それだけ液面位の測定に要する時間が長くなり、また
液体ヘリウムの蒸発量も増加するという問題があった。

そこで、本発明の目的は極低温液体の液面が低下しても
超電導線の常電導部からの発熱量を低減して極低温液体
の蒸発量を少なくすることができ、また液面位の測定に
要する時間を短縮し、そのことによりさらに極低温液体
の蒸発量を少なくすることができる液面計を提供するに
ある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は上記のような目的を達成するため、極低温液体
中に垂直に予定位置まで挿入された所定長さの超電導線
と、この超電導線に液面位測定区間が２区間以上に分割
されるように予定の間隔を存してそれぞれ取付けられた
複数の電流端子と、これら各電流端子に切換接続されそ
の液面位測定区間の超電導線部分に電流を供給する電流
源と、前記超電導線の両端部間に接続され且つ前記電流
源より前記電流端子を通して液面位測定区間の超電導線
部分に電流を流したときの電圧から前記極低温液体の液
面位を計測する測定部とから構成したことを特徴として
いる。

（作用） 従って、このような構成の液面計にあっては電流源から
超導電線に流れる電流は超電導線に取付けられた各電流
端子により分割された短い液面位測定区間の超電導線部
分に流れ、液面近傍の測定区間においては超電導線部分
が超電導状態から常電導状態になる。すなわち抵抗値が
ほぼＯの状態から固有の抵抗値を持つ範囲が狭くなる。

このことにより、電流を流した際に常電導部から発生す
る発熱量が低減するので、極低温液体の蒸発量を少なく
することが可能となり、また液面近傍の液面位７１１１
ｊ定区間の露出部全体が超電導状態から常電導状態にな
って露出部抵抗値が増大して一定値となることにより測
定電圧が平衡状態になるまでの時間が短いので、それだ
け液面位の測定に要する時間を短縮し、測定時間が短縮
された分だけ極低温液体の蒸発量を少なくすることが可
能となる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明による液面計の構成例を示すものである
。第１図において、１１は極低温容器で、この極低温容
器１１内には液体ヘリウム１２が収容されている。１３
はこの液体ヘリウム１２中に垂直に予定位置まで挿入さ
れた所定長さの超電導線で、超電導線１３には複数の電
流端子１４（本実施例では超電導線１３の両端部とその
間に３個。

計５個の電流端子１４ａ〜１４ｅ）が等間隔または所定
の間隔を存して取付けられ、これらの電流端子１４によ
り超電導線１３に液面位測定区間が２区間以上（本実施
例では４区間）に分割されている。これら各電流端子１
４ａ〜１４ｅはリード線１５を介して切換端子１６ａ〜
１６ｅに接続され、これらの切換端子１６ａ〜１６ｅに
は電流源１７が切換接続されるようになっている。また
超電導線１３の両端部間にはリード線１８を介して電圧
計１９が接続され、電流源１７より隣接する２個の電流
端子１４を通してその液面位測定区間の超電導線部分に
電流を流したときの電圧を計測するものである。

次に上記のように構成された液面計の作用について述べ
る。

先ず、電流源１７を切換端子１６ａと１６ｂに接続して
電流端子１４ｂ、１４ａを通して電流を流し、このとき
の電圧を電圧計１９により計測する。この場合、電流端
子１４ａと１４ｂ間の液面位測定区間の超電導線部分は
液体ヘリウム１２中に没入されて超電導状態になってい
るので、電圧計の振れはほぼ０である。次に電流源１７
を切換端子１６ｂと１６ｃに切換接続すると、電流は図
示矢印で示すように電流端子１４ｃ、１４ｂを通して電
流が流れ、このときの電圧を電圧計１９により計測する
。この場合、電流端子１４ｃと１４ｂ間の液面位測定区
間Ｂの超電導線部分は液面近傍にあり、液面より露出し
ている部分が例えばこの液面位測定区間の約半分程度と
すれば、その部分だけが超電導状態から常電導状態にな
って抵抗値がほぼＯの状態から固有の抵抗値を持つよう
になるので、電圧計１９の振れは所定の振れの中程度で
ある。さらに電流源１７を切換端子１６ｃと１６ｄに切
換接続すると、電流は電流端子１４ｄ、１４ｃを通して
電流が流れ、このときの電圧を電圧計１９により計測す
る。この場合には電流端子１４ｃと１４ｂ間の液面位測
定区間全長の超電導線部分が超電導状態から常電導状態
になるので、電圧計１９の振れは所定の振れとなる。

なお、÷−工ム値測定で液面位測定区間に電流を流して
このときの超電導線１３の両端部間の電圧を計測した場
合、この測定区間以外の超電導線部分は液体ヘリウムガ
ス雰囲気中あるいは液体ヘリウム液中にあるため、抵抗
値はほぼ０である。このため超電導線の両端間の測定電
圧は液面位測定区間の両端部間の電圧を直接３＋１１定
したことと等価である。

したがって、液体ヘリウム１２の液面位は電圧計１９の
振れが中程度の振れの区間にあることが分り、且つこの
区間が超電導線１３の挿入端側から何番目の区間である
かによって液面位の測定が可能となる。

このように本実施例では超電導線１３に電流端子１４ａ
〜１４ｅを取付けて各電流端子間を液面位測定区間とし
て分割し、その液面位測定区間毎に電流源１７から電流
を流してそのときの電圧計１９の振れを読取り、その振
れの状態から液面位の有無を判断し、さらにこの液面位
の有る区間が何れの区間であるかによって液面位を測定
できるようにしたので、液面の低下により超電導線１３
が液面から露出する部分が多くなっても電流が流れる範
囲は液面位測定区間の短い区間に限られるため、超電導
線１３が常電導状態となることによって生じる発熱量が
少なくなり、液体ヘリウム１２の蒸発皿を減少させるこ
とができる。また、液面位の測定にあたっては従来のよ
うに超電導線の露出部全体が超電導状態から常電導状態
に移行し、電圧が平衡状態になるのを待って液面位を測
定するものに比べて超電導線部の露出部が超電導までの
時間が短くなり、それたけ液面位測定に要する時間を短
縮し、測定時間の短い分だけさらに液体ヘリウムの蒸発
量を減少させることができる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、極低温液体中に垂直
に予定位置まで挿入された所定長さの超電導線と、この
超電導線に液面位ｉＵＪ定区間が２区間以上に分割され
るように予定の間隔を存してそれぞれ取付けられた複数
の電流端子と、これら各電流端子に切換接続されその液
面位測定区間の超電導線部分に電流を供給する電流源と
、前記超電導線の両端部間に接続され且つ前記電流源よ
り前記電流端子を通して液面位測定区間の超電導線部分
に電流を流したときの電圧から前記極低温液体の液面位
を計測する測定部とから構成したので、極低温液体の液
面が低下しても超電導線の常電導部からの発熱量を低減
して極低温液体の蒸発量を少なくすることができ、また
液面位測定に要する時間を短縮し、かつ測定時間の短い
分だけ極低温液体の蒸発量を少なくすることができる液
面計を提供するにある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液面計の一実施例を示す構成図、
第２図は従来の液面計を説明するための構成図である。 １１・・・・・・極低温容器、１２・・・・・・液体ヘ
リウム、１３・・・・・・超電導線、１４・・・・・・
電流端子、１６ａ〜１６ｅ・・・・・・切換端子、１５
．１８・・・・・・リード線、１７・・・・・・電流源
、１９・・・・・・電圧計。 出願代理人　弁理士　鈴　江　武　彦 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 極低温液体中に垂直に予定位置まで挿入された所定長さ
   の超電導線と、この超電導線に液面位測定区間が２区間
   以上に分割されるように予定の間隔を存してそれぞれ取
   付けられた複数の電流端子と、これら各電流端子に切換
   接続されその液面位測定区間の超電導線部分に電流を供
   給する電流源と、前記超電導線の両端部間に接続され且
   つ前記電流源より前記電流端子を通して液面位測定区間
   の超電導線部分に電流を流したときの電圧から前記極低
   温液体の液面位を計測する測定部とからなる液面計。