JPH0131137B2 - - Google Patents
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- JPH0131137B2 JPH0131137B2 JP55106943A JP10694380A JPH0131137B2 JP H0131137 B2 JPH0131137 B2 JP H0131137B2 JP 55106943 A JP55106943 A JP 55106943A JP 10694380 A JP10694380 A JP 10694380A JP H0131137 B2 JPH0131137 B2 JP H0131137B2
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- 239000011800 void material Substances 0.000 claims description 29
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 5
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/045—Circuits
- G01N27/046—Circuits provided with temperature compensation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、液体金属のような導電性流体中のボ
イド（気泡）を測定（検知）するボイド計の改良
に関し、更に詳しくは、チエン型ボイド計センサ
と一般に呼ばれている抵抗式ボイド計センサを用
いた温度補償型のボイド計に関するものである。
イド（気泡）を測定（検知）するボイド計の改良
に関し、更に詳しくは、チエン型ボイド計センサ
と一般に呼ばれている抵抗式ボイド計センサを用
いた温度補償型のボイド計に関するものである。
例えば、液体金属冷却高速増殖炉においては、
その炉心冷却材中でボイドが発生すると重大な事
故を起す危険があるため、ボイドの発生を早期検
出することが肝要である。
その炉心冷却材中でボイドが発生すると重大な事
故を起す危険があるため、ボイドの発生を早期検
出することが肝要である。
従来提案されているボイド計としては、ジエ
イ・シイ・チエン（J.C.Chen）らによつて開発さ
れた抵抗式ボイド計センサ（チエン型ボイド計セ
ンサ）を用い、その芯線とシース間の液体金属の
電気抵抗を直接またはホイートストンブリツジ方
式で測定することによりボイドの有無を検出して
いた。ホイートストンブリツジ方式による測定回
路の一例を第１図に示す。同図Ａに示されている
ように、チエン型ボイド計センサ１０の第１の芯
線１とシース３との間にブリツジバランス抵抗
RBと定電圧電源４を接続し、該ブリツジバラン
ス抵抗RBの摺動端と第２の芯線２との間の電圧
ｅを直流増幅器５で取出すように構成されてい
る。つまり、より判り易くするため描きなおした
同図Ｂからも判るように、芯線１、シース３、ブ
リツジバランス抵抗RB（R4，R5）によりホイート
ストンブリツジが構成されている。なお、ΔRSは
ボイド有無による抵抗変化である。はじめに、ブ
リツジバランス抵抗RB（R4，R5）をｅ＝ｏ、すな
わちR5×R1＝R4×（R3＋ΔRS）となるように調整
しておけば、ボイドによるΔRSの変化は電圧ｅと
して検出されることになる。
イ・シイ・チエン（J.C.Chen）らによつて開発さ
れた抵抗式ボイド計センサ（チエン型ボイド計セ
ンサ）を用い、その芯線とシース間の液体金属の
電気抵抗を直接またはホイートストンブリツジ方
式で測定することによりボイドの有無を検出して
いた。ホイートストンブリツジ方式による測定回
路の一例を第１図に示す。同図Ａに示されている
ように、チエン型ボイド計センサ１０の第１の芯
線１とシース３との間にブリツジバランス抵抗
RBと定電圧電源４を接続し、該ブリツジバラン
ス抵抗RBの摺動端と第２の芯線２との間の電圧
ｅを直流増幅器５で取出すように構成されてい
る。つまり、より判り易くするため描きなおした
同図Ｂからも判るように、芯線１、シース３、ブ
リツジバランス抵抗RB（R4，R5）によりホイート
ストンブリツジが構成されている。なお、ΔRSは
ボイド有無による抵抗変化である。はじめに、ブ
リツジバランス抵抗RB（R4，R5）をｅ＝ｏ、すな
わちR5×R1＝R4×（R3＋ΔRS）となるように調整
しておけば、ボイドによるΔRSの変化は電圧ｅと
して検出されることになる。
ところがこのような従来方式だと、被測定流体
の温度が変化した場合、ブリツジを構成している
第１の芯線１の抵抗値R1が変化し、ボイドの有
無にかかわりなく電圧ｅが変動してしまうため液
相と気相の正確な弁別ができなくなつてしまうと
いう重大な欠点を有していた。
の温度が変化した場合、ブリツジを構成している
第１の芯線１の抵抗値R1が変化し、ボイドの有
無にかかわりなく電圧ｅが変動してしまうため液
相と気相の正確な弁別ができなくなつてしまうと
いう重大な欠点を有していた。
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を
解消し、被測定流体の温度変化の影響を受けない
ようなボイド計を提供することにある。
解消し、被測定流体の温度変化の影響を受けない
ようなボイド計を提供することにある。
そこで、本発明に係るボイド計は、第１の芯線
からシース部へ、及び第２の芯線から第１の芯線
へ、それぞれ等量の電流を流すよう構成され、そ
れによつて上記目的が達成される。
からシース部へ、及び第２の芯線から第１の芯線
へ、それぞれ等量の電流を流すよう構成され、そ
れによつて上記目的が達成される。
以上、更に詳しく説明する。第２図は本発明に
係るボイド計の原理図である。センサは、従来か
ら用いられているチエン型ボイド計センサ１０で
あつてよい。該センサ１０の第１の芯線１とシー
ス部３との間には第１の定電流源６が、また、第
２の芯線２と第１の芯線１との間には第２の定電
流源７が設置され、それらの電流の向きは第１の
芯線１を逆向きに流れるようになつており、第１
の芯線１とシース部３との電圧が高入力抵抗の直
流差動増幅器５によりボイド信号として取出され
る。なお、同図中、R1は第１の芯線の抵抗、R2
は第２の芯線の抵抗、R3はシース部の抵抗、α
は芯線抵抗温度係数、ΔRSはボイド有無による抵
抗変化である。
係るボイド計の原理図である。センサは、従来か
ら用いられているチエン型ボイド計センサ１０で
あつてよい。該センサ１０の第１の芯線１とシー
ス部３との間には第１の定電流源６が、また、第
２の芯線２と第１の芯線１との間には第２の定電
流源７が設置され、それらの電流の向きは第１の
芯線１を逆向きに流れるようになつており、第１
の芯線１とシース部３との電圧が高入力抵抗の直
流差動増幅器５によりボイド信号として取出され
る。なお、同図中、R1は第１の芯線の抵抗、R2
は第２の芯線の抵抗、R3はシース部の抵抗、α
は芯線抵抗温度係数、ΔRSはボイド有無による抵
抗変化である。
さて、定電流源６，７の出力抵抗はきわめて大
きく、また、増幅器５の入力抵抗も大きいので、
第１の芯線１とシース部３間の電圧E′について解
くと次式のようになる。
きく、また、増幅器５の入力抵抗も大きいので、
第１の芯線１とシース部３間の電圧E′について解
くと次式のようになる。
E′＝I1（R3＋ΔRS＋αR1）−I2αR1 ……(1)
但し、I1は第１の定電流源６で発生した電流、
I2は第２の定電流源７で発生した電流である。こ
こで、I1＝I2＝Ｉとすると、(1)式は、 E′＝Ｉ・R3＋Ｉ・ΔRS ……(2) となる。また、オフセツト電圧発生器８のオフセ
ツト電圧EOFをＩ・R3に等しくなるよう調整すれ
ば、増幅器入力部の電圧Ｅは、(2)式より、 Ｅ＝E′−EOF＝Ｉ・ΔRS ……(3) となる。
I2は第２の定電流源７で発生した電流である。こ
こで、I1＝I2＝Ｉとすると、(1)式は、 E′＝Ｉ・R3＋Ｉ・ΔRS ……(2) となる。また、オフセツト電圧発生器８のオフセ
ツト電圧EOFをＩ・R3に等しくなるよう調整すれ
ば、増幅器入力部の電圧Ｅは、(2)式より、 Ｅ＝E′−EOF＝Ｉ・ΔRS ……(3) となる。
以上のようにしてボイドの有無は電圧信号とし
て取り出され、両定電流源により等しい直流電流
を流すことにより、芯線抵抗R1の温度変化によ
る出力変動を取り除くことができる。なお、シー
ス部抵抗R3も温度変化により変動するが、セン
サは液体金属中にあるためその抵抗は極めて小さ
く、従つてその変動も無視しうるほど小さい。
て取り出され、両定電流源により等しい直流電流
を流すことにより、芯線抵抗R1の温度変化によ
る出力変動を取り除くことができる。なお、シー
ス部抵抗R3も温度変化により変動するが、セン
サは液体金属中にあるためその抵抗は極めて小さ
く、従つてその変動も無視しうるほど小さい。
次に実際の装置の一例のブロツク図を第３図に
示す。チエン型ボイド計センサ１０は、被測定流
体である液体金属ナトリウム１１が収容されてい
る機器１２内の所定の位置に設置される。符号１
３でボンドを示す。また、センサ１０の第１の芯
線１、第２の芯線２、シース部３へのリード線を
それぞれ１ａ，２ａ，３ａで表わす。
示す。チエン型ボイド計センサ１０は、被測定流
体である液体金属ナトリウム１１が収容されてい
る機器１２内の所定の位置に設置される。符号１
３でボンドを示す。また、センサ１０の第１の芯
線１、第２の芯線２、シース部３へのリード線を
それぞれ１ａ，２ａ，３ａで表わす。
直流電源２０からの出力によつて定電流発生器
１６が駆動される。定電流発生器１６は、第２図
における第１の定電流源６に相当し、そこからの
電流I1は、リード線３ａ、センサシース部３、第
１の芯線１、リード線１ａ、誤差検出抵抗REを
通つて直流電源２０へと流れる。次に、直流電源
２１からの出力によつて電流制御回路１７が駆動
される。この電流制御回路１７は、第２図におけ
る第２の定電流源１７に相当し、そこからの電流
I2は、誤差検出抵抗RE、リード線１ａ、第１の芯
線１、第２の芯線２、リード線２ａを通つて直流
電源２１へ戻る。従つて、誤差抵抗REにはI1とI2
が逆向きに流れることになる。誤差抵抗REには
誤差増幅回路２２が接続され、誤差抵抗REの両
端の電圧を増幅して、その電圧VEが丁度零とな
るように前記電流制御回路１７をコントロールす
る。つまり、VE＝０であれば、I1＝I2であり、何
等かの原因でI1が多少変動したとしても、I2はそ
の変動に応じて変化し、常にI1＝I2なる条件を保
つことができるのである。
１６が駆動される。定電流発生器１６は、第２図
における第１の定電流源６に相当し、そこからの
電流I1は、リード線３ａ、センサシース部３、第
１の芯線１、リード線１ａ、誤差検出抵抗REを
通つて直流電源２０へと流れる。次に、直流電源
２１からの出力によつて電流制御回路１７が駆動
される。この電流制御回路１７は、第２図におけ
る第２の定電流源１７に相当し、そこからの電流
I2は、誤差検出抵抗RE、リード線１ａ、第１の芯
線１、第２の芯線２、リード線２ａを通つて直流
電源２１へ戻る。従つて、誤差抵抗REにはI1とI2
が逆向きに流れることになる。誤差抵抗REには
誤差増幅回路２２が接続され、誤差抵抗REの両
端の電圧を増幅して、その電圧VEが丁度零とな
るように前記電流制御回路１７をコントロールす
る。つまり、VE＝０であれば、I1＝I2であり、何
等かの原因でI1が多少変動したとしても、I2はそ
の変動に応じて変化し、常にI1＝I2なる条件を保
つことができるのである。
センサシース部３と第１の芯線１間にはオフセ
ツト電圧発生回路１８を介して高入力抵抗の差動
増幅器１５が接続され、その増幅出力は記録計２
３で記録される。オフセツト電圧発生回路１８の
オフセツト電圧設定値は、ボイド無しの状態のと
きに差動増幅器１５の出力が零レベルとなるよう
にすればよい。
ツト電圧発生回路１８を介して高入力抵抗の差動
増幅器１５が接続され、その増幅出力は記録計２
３で記録される。オフセツト電圧発生回路１８の
オフセツト電圧設定値は、ボイド無しの状態のと
きに差動増幅器１５の出力が零レベルとなるよう
にすればよい。
第４図は本発明の有効性を示す実験結果の一例
を従来例との比較で示したものである。同図Ａ
は、本発明に係るボイド計によるもので、第３図
に示すブロツク図の装置で測定したものであり、
これに対して同図Ｂは、従来型のボイド計（第１
図で示されているようなホイートストンブリツジ
型）で測定たものである。実験は、液体ナトリウ
ムを用い、温度600℃の状態から電気ヒータによ
り加熱していき、沸騰させたものであり、沸騰に
より生じた気泡がセンサにあたり、ボイド信号が
出力される。ナトリウム温度を曲線Ｔで、ボイド
計出力信号を曲線Ｖでそれぞれ示す。第４図Ｂか
ら明らかなように、従来のチエン型ボイド計は、
ナトリウム温度の変化により、センサ芯線の抵抗
値が変化して、その結果ボイド計出力信号がかな
り変動しているのに対し、本発明に係るボイド計
出力信号は、第４図Ａに示されているように、ナ
トリウム温度が変動してもほとんど変動しないこ
とが判る。
を従来例との比較で示したものである。同図Ａ
は、本発明に係るボイド計によるもので、第３図
に示すブロツク図の装置で測定したものであり、
これに対して同図Ｂは、従来型のボイド計（第１
図で示されているようなホイートストンブリツジ
型）で測定たものである。実験は、液体ナトリウ
ムを用い、温度600℃の状態から電気ヒータによ
り加熱していき、沸騰させたものであり、沸騰に
より生じた気泡がセンサにあたり、ボイド信号が
出力される。ナトリウム温度を曲線Ｔで、ボイド
計出力信号を曲線Ｖでそれぞれ示す。第４図Ｂか
ら明らかなように、従来のチエン型ボイド計は、
ナトリウム温度の変化により、センサ芯線の抵抗
値が変化して、その結果ボイド計出力信号がかな
り変動しているのに対し、本発明に係るボイド計
出力信号は、第４図Ａに示されているように、ナ
トリウム温度が変動してもほとんど変動しないこ
とが判る。
本発明は上記のように構成したボイド計である
から、被測定流体の温度変化の影響を受けないボ
イド計出力信号を取出すことができ、それ故、液
相と気相の判別を正確かつ容易に行うことがで
き、また、デジタル計算機等で処理するときに精
度よく、かつ能率よく行えるなどすぐれた効果を
奏しうるものである。
から、被測定流体の温度変化の影響を受けないボ
イド計出力信号を取出すことができ、それ故、液
相と気相の判別を正確かつ容易に行うことがで
き、また、デジタル計算機等で処理するときに精
度よく、かつ能率よく行えるなどすぐれた効果を
奏しうるものである。
第１図Ａ，Ｂは従来技術の説明図、第２図は本
発明の原理説明図、第３図は本発明に係るボイド
計の一実施例のブロツク図、第４図は測定結果の
一例を示すグラフであつて、Ａは本発明装置、Ｂ
は従来装置による測定例である。 １０……チエン型ボイド計センサ、１……第１
の芯線、２……第２の芯線、３……シース部、５
……高入力抵抗直流差動増幅器、６……第１の定
電流源、７……第２の定電流源。
発明の原理説明図、第３図は本発明に係るボイド
計の一実施例のブロツク図、第４図は測定結果の
一例を示すグラフであつて、Ａは本発明装置、Ｂ
は従来装置による測定例である。 １０……チエン型ボイド計センサ、１……第１
の芯線、２……第２の芯線、３……シース部、５
……高入力抵抗直流差動増幅器、６……第１の定
電流源、７……第２の定電流源。
Claims (1)
- １ 第１の芯線と第２の芯線とをシース部内に配
設してなるチエン型ボイド計センサにおいて、前
記第１の芯線から前記シース部へ、及び前記第２
の芯線から前記第１の芯線へそれぞれ等しい直流
定電流を供給し、前記第１の芯線と前記シース部
間の電圧をボイド信号として取出すようにしたこ
とを特徴とする温度補償型ボイド計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10694380A JPS5730934A (en) | 1980-08-04 | 1980-08-04 | Temperature compensation type void meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10694380A JPS5730934A (en) | 1980-08-04 | 1980-08-04 | Temperature compensation type void meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5730934A JPS5730934A (en) | 1982-02-19 |
| JPH0131137B2 true JPH0131137B2 (ja) | 1989-06-23 |
Family
ID=14446451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10694380A Granted JPS5730934A (en) | 1980-08-04 | 1980-08-04 | Temperature compensation type void meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5730934A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007033062A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Japan Atomic Energy Agency | 高温高圧で複雑な流路内のボイド率を瞬時計測する電気式ボイド率計及びボイド率計測法 |
| JP5215750B2 (ja) * | 2008-06-20 | 2013-06-19 | 三菱重工業株式会社 | センサ、液膜測定装置 |
-
1980
- 1980-08-04 JP JP10694380A patent/JPS5730934A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5730934A (en) | 1982-02-19 |
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