JPH0129245B2 - - Google Patents
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- JPH0129245B2 JPH0129245B2 JP57049911A JP4991182A JPH0129245B2 JP H0129245 B2 JPH0129245 B2 JP H0129245B2 JP 57049911 A JP57049911 A JP 57049911A JP 4991182 A JP4991182 A JP 4991182A JP H0129245 B2 JPH0129245 B2 JP H0129245B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- atomic
- liquid
- liquid helium
- electrical resistance
- Prior art date
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- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
本発明は金属容器内の液体ヘリウムの液面を測
定する液面計に関するものである。 従来の液体ヘリウムの液面計は液面検出の素子
としてNb―Ti（ニオブチタン）合金よりなる超
電導線が使用されているが、 (1) Nb―Ti超電導線の超電導転移温度（Tc）は
液体ヘリウム温度より高い為、液面直上も超電
導となるので、常電導にする為に電流を流し
（70mA程度）ジユール熱で昇温する必要があ
り、液体ヘリウムの消費量が多い（0.02/hou
ｒ程度）。 (2) Nb―Ti超電導線は常電導状態でも電気抵抗
が小さく測定の感度を上げる為に、線径を細く
する必要があり（約0.2φmm）機械的強度、特に
耐衝撃性に弱いという欠点がある。 本発明は前記欠点を解消するために、液面の検
出素子として、Nb―Ti超電導材にかえて溶融状
態より超急冷凝固により作製した非晶質超電導材
を使用し、両端の電気抵抗値を測定することによ
り、液面の位置を検出するもので、非晶質超電導
材としてZaMb（Ｑ＋Al）ｃ系超電導材のうち、
超電導転移温度が液体ヘリウム温度4.2〓にほぼ
等しい4.2〜5.0〓のものを使用するものである。
但し、前式の示すものは、ＺがZr、Hf、Tiのい
ずれか１種、ＭがＶ、Nb、Taのいずれか１種ま
たは２種以上、ＱがSi、Geのいずれか１種また
は両種からなり、ａは10〜90原子％、ｂは80原子
％以下、ｃは10〜25原子％の範囲にあり、Ｑは２
原子％以上、Alは0.1〜15原子％からなる非晶質
相をその体積率で20％以上含む合金及びＱ＋Al
の一部をＣ、Ｂ、Snのいずれか１種または２種
以上で12原子％以下置換した組成からなる、やは
り非晶質相をその体積率で20％以上含む合金であ
る。 前記超電導材は超電導転移温度が液体ヘリウム
温度にほぼ一致する為、ヒーター等の加熱機構を
特別に付加することによつて、ジユール熱を与え
る必要がなく正確な液面を検出できるので液体ヘ
リウムの消費量を減少することができ、又超電導
材は電気抵抗が大きい為に細線にして感度を上げ
る必要がなく、従来の４端子法による測定に対
し、２端子法で充分であり機構簡単にして、信頼
性の高い液面計を作ることができる。 前記組成の合金を溶融状態から超急冷凝固させ
ることにより得られた超電導材は、例えば、下記
の表１に示されるがこれらはいずれも液体ヘリウ
ム温度4.21〓にほぼ等しい4.2〜5.0〓の超電導転
移温度をもち、高い常電導抵抗及び良好な強度、
テープ形成能をもつた非晶質単相又は非晶質相を
体積率で20％以上含む結晶質相との混合相であ
る。該非晶質超電導材のうちいずれかを液体ヘリ
ウム容器の大きさに合せて長さ約100〜1000mm、
幅0.1〜５mm、板厚５〜50μにしたものを検出素子
として使用するものである。
定する液面計に関するものである。 従来の液体ヘリウムの液面計は液面検出の素子
としてNb―Ti（ニオブチタン）合金よりなる超
電導線が使用されているが、 (1) Nb―Ti超電導線の超電導転移温度（Tc）は
液体ヘリウム温度より高い為、液面直上も超電
導となるので、常電導にする為に電流を流し
（70mA程度）ジユール熱で昇温する必要があ
り、液体ヘリウムの消費量が多い（0.02/hou
ｒ程度）。 (2) Nb―Ti超電導線は常電導状態でも電気抵抗
が小さく測定の感度を上げる為に、線径を細く
する必要があり（約0.2φmm）機械的強度、特に
耐衝撃性に弱いという欠点がある。 本発明は前記欠点を解消するために、液面の検
出素子として、Nb―Ti超電導材にかえて溶融状
態より超急冷凝固により作製した非晶質超電導材
を使用し、両端の電気抵抗値を測定することによ
り、液面の位置を検出するもので、非晶質超電導
材としてZaMb（Ｑ＋Al）ｃ系超電導材のうち、
超電導転移温度が液体ヘリウム温度4.2〓にほぼ
等しい4.2〜5.0〓のものを使用するものである。
但し、前式の示すものは、ＺがZr、Hf、Tiのい
ずれか１種、ＭがＶ、Nb、Taのいずれか１種ま
たは２種以上、ＱがSi、Geのいずれか１種また
は両種からなり、ａは10〜90原子％、ｂは80原子
％以下、ｃは10〜25原子％の範囲にあり、Ｑは２
原子％以上、Alは0.1〜15原子％からなる非晶質
相をその体積率で20％以上含む合金及びＱ＋Al
の一部をＣ、Ｂ、Snのいずれか１種または２種
以上で12原子％以下置換した組成からなる、やは
り非晶質相をその体積率で20％以上含む合金であ
る。 前記超電導材は超電導転移温度が液体ヘリウム
温度にほぼ一致する為、ヒーター等の加熱機構を
特別に付加することによつて、ジユール熱を与え
る必要がなく正確な液面を検出できるので液体ヘ
リウムの消費量を減少することができ、又超電導
材は電気抵抗が大きい為に細線にして感度を上げ
る必要がなく、従来の４端子法による測定に対
し、２端子法で充分であり機構簡単にして、信頼
性の高い液面計を作ることができる。 前記組成の合金を溶融状態から超急冷凝固させ
ることにより得られた超電導材は、例えば、下記
の表１に示されるがこれらはいずれも液体ヘリウ
ム温度4.21〓にほぼ等しい4.2〜5.0〓の超電導転
移温度をもち、高い常電導抵抗及び良好な強度、
テープ形成能をもつた非晶質単相又は非晶質相を
体積率で20％以上含む結晶質相との混合相であ
る。該非晶質超電導材のうちいずれかを液体ヘリ
ウム容器の大きさに合せて長さ約100〜1000mm、
幅0.1〜５mm、板厚５〜50μにしたものを検出素子
として使用するものである。
【表】
【表】
以下実施例について説明する。
第１図は本発明にもとづく液面計で、第２図は
超電導材のうちZr80Nb5Al8Si7の組成のものの液
体ヘリウムの液面上の長さとその電気抵抗との関
係を表わしたものである。 １は容器、１ａは容器の基準面、２は液体ヘリ
ウムで、２ａは液面である。３は計測器、４はメ
ーター、５は絶縁材、６は絶縁材と一体のボル
ト、７はロツド、７ａは上部支え、７ｂは下端部
である。８は超電導材で、上端部８ａ、下端部８
ｂで液体ヘリウムの液面２ａとの交点が８ｃであ
る。９は支えバネ、１０及び１１はリード線で、
１１ａ，１１ｂは電源及びメーターへ連結されて
いる。１２は超電導材８とリード線１１とを導通
している連結線で、１３は低温ハンダ又は銀ペー
ストで、１４は接着剤である。８ｄはリード線１
０と超電導材８の上端部８ａとの接点で、前記下
端部８ｂのごとく低温ハンダ及び接着剤で固定さ
れ容器１の基準面１ａと一致している。Ｈは液体
ヘリウムの液面と前記８ｄとの距離で、容器内の
液体ヘリウムの量を表わす基準値である。 以上の構成においてリード線１０及び１１に通
電すれば液体ヘリウム内に於ける超電導材の電気
抵抗は０となるためにメーターに表示される数値
は液面２ａと超電導材８ｄとの距離Ｈの抵抗値を
表わすことになり、容器の基準面から液面の距離
が測定でき液体ヘリウムが増加または減少すれば
Ｈの増、減となりメーターに表示することにな
る。線材はヘリウム容器の全高さの一部にほぼ鉛
直に支持され、その長さは0.1〜3.0ｍである。 尚、該超電導材のうち、その超電導転移温度が
4.5〜5.0〓程度の場合には前記リード線を使用し
て超電導材にジユール熱を発生させて4.2〓に一
致する超電導材と同一として使用することもで
き、この場合においてもジユール熱は極めて少量
である。 以上述べた様に本発明は液体ヘリウムの液化温
度4.2〓と超電導転移温度が一致する超電導材を
液面検出素子として使用することにより液体ヘリ
ウム液面上の電気抵抗を測定することにより容易
に液体ヘリウムの液面を測定することが出来、構
造簡単にして極めて信頼性のある液面計である。
超電導材のうちZr80Nb5Al8Si7の組成のものの液
体ヘリウムの液面上の長さとその電気抵抗との関
係を表わしたものである。 １は容器、１ａは容器の基準面、２は液体ヘリ
ウムで、２ａは液面である。３は計測器、４はメ
ーター、５は絶縁材、６は絶縁材と一体のボル
ト、７はロツド、７ａは上部支え、７ｂは下端部
である。８は超電導材で、上端部８ａ、下端部８
ｂで液体ヘリウムの液面２ａとの交点が８ｃであ
る。９は支えバネ、１０及び１１はリード線で、
１１ａ，１１ｂは電源及びメーターへ連結されて
いる。１２は超電導材８とリード線１１とを導通
している連結線で、１３は低温ハンダ又は銀ペー
ストで、１４は接着剤である。８ｄはリード線１
０と超電導材８の上端部８ａとの接点で、前記下
端部８ｂのごとく低温ハンダ及び接着剤で固定さ
れ容器１の基準面１ａと一致している。Ｈは液体
ヘリウムの液面と前記８ｄとの距離で、容器内の
液体ヘリウムの量を表わす基準値である。 以上の構成においてリード線１０及び１１に通
電すれば液体ヘリウム内に於ける超電導材の電気
抵抗は０となるためにメーターに表示される数値
は液面２ａと超電導材８ｄとの距離Ｈの抵抗値を
表わすことになり、容器の基準面から液面の距離
が測定でき液体ヘリウムが増加または減少すれば
Ｈの増、減となりメーターに表示することにな
る。線材はヘリウム容器の全高さの一部にほぼ鉛
直に支持され、その長さは0.1〜3.0ｍである。 尚、該超電導材のうち、その超電導転移温度が
4.5〜5.0〓程度の場合には前記リード線を使用し
て超電導材にジユール熱を発生させて4.2〓に一
致する超電導材と同一として使用することもで
き、この場合においてもジユール熱は極めて少量
である。 以上述べた様に本発明は液体ヘリウムの液化温
度4.2〓と超電導転移温度が一致する超電導材を
液面検出素子として使用することにより液体ヘリ
ウム液面上の電気抵抗を測定することにより容易
に液体ヘリウムの液面を測定することが出来、構
造簡単にして極めて信頼性のある液面計である。
第１図は本発明による液面計の概略断面図で、
イはＡ〜Ａ断面図、ロはＢ〜Ｂ断面図、ハはＣ部
の一部破断した拡大図である。そして、第２図は
超電導材のZr80Nb5Al8Si7の組成のものの液体ヘ
リウム液面上の長さと電気抵抗との関係を表わす
グラフである。
イはＡ〜Ａ断面図、ロはＢ〜Ｂ断面図、ハはＣ部
の一部破断した拡大図である。そして、第２図は
超電導材のZr80Nb5Al8Si7の組成のものの液体ヘ
リウム液面上の長さと電気抵抗との関係を表わす
グラフである。
Claims (1)
- １ 液体より超急冷凝固により作製される超電導
合金はZaMb（Ｑ＋Al）ｃで示されるが、但しこ
の式はＺがZr、Hf、Tiのいずれか１種、ＭがＶ、
Nbのいずれか１種または２種以上、ＱがSi、Ge
のいずれか１種または両種から成り、ａは10〜90
原子％、ｂは80原子％以下、ｃは10〜25原子％の
範囲にあり、Ｑは２原子％以上、Alは0.1〜15原
子％からなる非結質相をその体積率で20％以上含
む合金及びＱ＋Alの一部をＣ、Ｂ、Snのいずれ
か１種または２種以上で12原子％以下置換した組
成からなる、やはり非結質相をその体積率で20％
以上含む合金をさし、該超電導合金のうち、超電
導転移温度が液体ヘリウム温度である4.21〓にほ
ぼ等しい4.2〜5.0Kである合金を電気抵抗線材と
して用い、液体ヘリウム容器内の全高さはその一
部に長さ0.1〜3.0ｍにわたつて鉛直に支持し、該
電気抵抗線の超電導領域を電気抵抗値として連続
に測定することにより容器内の液体ヘリウムの量
を測定する液面計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4991182A JPS58166220A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 液体ヘリウム液面計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4991182A JPS58166220A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 液体ヘリウム液面計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58166220A JPS58166220A (ja) | 1983-10-01 |
| JPH0129245B2 true JPH0129245B2 (ja) | 1989-06-08 |
Family
ID=12844191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4991182A Granted JPS58166220A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 液体ヘリウム液面計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58166220A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60111926A (ja) * | 1983-11-22 | 1985-06-18 | Aisin Seiki Co Ltd | 液体ヘリウム液面計 |
| JPS60216224A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-29 | Aisin Seiki Co Ltd | 液体ヘリウム液面計 |
| JPS60216225A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-29 | Aisin Seiki Co Ltd | 薄膜よりなる液面計の検出部 |
| JPS60165817U (ja) * | 1984-04-12 | 1985-11-02 | アイシン精機株式会社 | 液体ヘリウム液面計の検出部 |
| JPS61173027U (ja) * | 1985-04-17 | 1986-10-28 | ||
| US5114907A (en) * | 1991-03-15 | 1992-05-19 | Illinois Superconductor Corporation | Cryogenic fluid level sensor |
| US5593949A (en) * | 1993-07-06 | 1997-01-14 | Lockheed Martin Corporation | High temperature conductor probes for determining liquid level of cryogens |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5854514B2 (ja) * | 1975-10-17 | 1983-12-05 | 三菱電機株式会社 | エキメンケイ |
-
1982
- 1982-03-26 JP JP4991182A patent/JPS58166220A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58166220A (ja) | 1983-10-01 |
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