JPH0393206A - 超電導体のクエンチを検出するセンサー - Google Patents
超電導体のクエンチを検出するセンサーInfo
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- JPH0393206A JPH0393206A JP2230474A JP23047490A JPH0393206A JP H0393206 A JPH0393206 A JP H0393206A JP 2230474 A JP2230474 A JP 2230474A JP 23047490 A JP23047490 A JP 23047490A JP H0393206 A JPH0393206 A JP H0393206A
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- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/001—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for superconducting apparatus, e.g. coils, lines, machines
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
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Landscapes
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
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。
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、超電導体における抵抗性領域またはクエンチ
の発生を検出するためのセンサーおよびそのセンサーを
用いる方法に関し、さらに詳細には超電導性のセンサー
を用いるクエンチ検出用センサーに関する。
の発生を検出するためのセンサーおよびそのセンサーを
用いる方法に関し、さらに詳細には超電導性のセンサー
を用いるクエンチ検出用センサーに関する。
超電導磁石および超電導インダクターは高磁界を発生可
能であり、それゆえ大量のエネルギーを貯蔵できる。超
電導インダクターは超電導電流路において抵抗或いはジ
ュール加熱によるエネルギーの損失がないためこれらの
目的に関しは非常に高い効率を有する。いずれの超電導
材料も所与の周囲磁界に対してそれ以上の温度になると
超電導性を失う臨界温度Ｔ を有する。超電導材料のＣ 或る領域が超電導性を失うと（即ち、通常の状態或いは
クエンチが生じると）、その通常或いは抵抗性または非
超電導領域においてジュール加熱が生じる。この領域が
充分に小さいか或いは冷却が充分な場合、発生した熱は
放散されるため超電導状態に復帰する。
能であり、それゆえ大量のエネルギーを貯蔵できる。超
電導インダクターは超電導電流路において抵抗或いはジ
ュール加熱によるエネルギーの損失がないためこれらの
目的に関しは非常に高い効率を有する。いずれの超電導
材料も所与の周囲磁界に対してそれ以上の温度になると
超電導性を失う臨界温度Ｔ を有する。超電導材料のＣ 或る領域が超電導性を失うと（即ち、通常の状態或いは
クエンチが生じると）、その通常或いは抵抗性または非
超電導領域においてジュール加熱が生じる。この領域が
充分に小さいか或いは冷却が充分な場合、発生した熱は
放散されるため超電導状態に復帰する。
かかる領域が充分に大きなものであってかなりのジュー
ル熱が生じ熱を放散するシステムの能力を越えると、そ
の通常の抵抗性領域が伝ばんして大きくなり、インダク
ター或いは磁石の一部にさらに大きなエネルギーが放散
されてインダクターまたは磁石が重大な損傷を受ける突
発的状態が生じる。この暴走状態が生じるとインダクタ
ーまたは磁石に蓄えられた全磁気エネルギーが制御を失
って一部の領域に放出され、インダクターの磁石を損傷
すると共に負荷へ損害を与えることがある。インダクタ
ーまたは磁石が非常に重要な軍事的用途を有する装置の
一部である場合には、動作停止となり、これはとうてい
容認できないことである。しかしながら、クエンチを早
期に検出すると、磁石或いはインダクターに蓄えられた
エネルギーを制御しながら放散させることが可能となる
。
ル熱が生じ熱を放散するシステムの能力を越えると、そ
の通常の抵抗性領域が伝ばんして大きくなり、インダク
ター或いは磁石の一部にさらに大きなエネルギーが放散
されてインダクターまたは磁石が重大な損傷を受ける突
発的状態が生じる。この暴走状態が生じるとインダクタ
ーまたは磁石に蓄えられた全磁気エネルギーが制御を失
って一部の領域に放出され、インダクターの磁石を損傷
すると共に負荷へ損害を与えることがある。インダクタ
ーまたは磁石が非常に重要な軍事的用途を有する装置の
一部である場合には、動作停止となり、これはとうてい
容認できないことである。しかしながら、クエンチを早
期に検出すると、磁石或いはインダクターに蓄えられた
エネルギーを制御しながら放散させることが可能となる
。
エネルギーの放出は種々の態様で行うことが可能であり
、その一例としてダンプ抵抗を用いるか或いは磁石また
はインダクター全体を制′御して通常の抵抗性領域とす
ることができる。過熱による突発的な損傷をこのように
して回避する。
、その一例としてダンプ抵抗を用いるか或いは磁石また
はインダクター全体を制′御して通常の抵抗性領域とす
ることができる。過熱による突発的な損傷をこのように
して回避する。
一般的に、超電導インダクターはいかなる電流路も自己
インダクタンスを有することを考えると超電導材料で形
成した任意の電流路により構成される。超電導インダク
ター、特に超電導エネルギー貯蔵インダクターは一般的
にソレノイドまたはトロイドと呼ばれるコイル状に形成
される。超電導インダクターの特殊なケースである超電
導磁石は、発生する磁界が適当な形を有するようさらに
複雑な形状に構成するのが普通である。
インダクタンスを有することを考えると超電導材料で形
成した任意の電流路により構成される。超電導インダク
ター、特に超電導エネルギー貯蔵インダクターは一般的
にソレノイドまたはトロイドと呼ばれるコイル状に形成
される。超電導インダクターの特殊なケースである超電
導磁石は、発生する磁界が適当な形を有するようさらに
複雑な形状に構成するのが普通である。
超電導磁石或いはインダクターに発生した通常の領域を
検出しその位置を確認するための方法が幾つか存在する
。その主要なものは一連の電圧タップを利用するもので
ある。超電導材料で形成したコイルに沿う幾つかの点に
おいて電圧計により電圧を測定し、その電圧に生じる変
化と通常の抵抗性領域の発生による抵抗率の変化とを相
関させる。しかしながら、電圧タップを用いるこの方法
の重大な欠点は、通常の抵抗性領域に関連する抵抗性電
圧に加えて超電導インダクターにコイルの充電及び放電
に起因する誘導性電圧が生じることである。これらの“
共通モード”誘導性電圧は可変であり磁界の変化と共に
変化する。
検出しその位置を確認するための方法が幾つか存在する
。その主要なものは一連の電圧タップを利用するもので
ある。超電導材料で形成したコイルに沿う幾つかの点に
おいて電圧計により電圧を測定し、その電圧に生じる変
化と通常の抵抗性領域の発生による抵抗率の変化とを相
関させる。しかしながら、電圧タップを用いるこの方法
の重大な欠点は、通常の抵抗性領域に関連する抵抗性電
圧に加えて超電導インダクターにコイルの充電及び放電
に起因する誘導性電圧が生じることである。これらの“
共通モード”誘導性電圧は可変であり磁界の変化と共に
変化する。
また、これらの通常の、抵抗性領域はそれらがまだ小さ
いとき検出する必要があるため、クエンチによる抵抗性
電圧降下は非常に小さくて普通１．０−２．０ボルトで
あるが、２つの電圧タップ油の共通モード誘導性電圧は
普通それよりも格段に大きくて数十キロボルトの大きさ
になることがある。電圧タップを用いる場合、タップに
よって測定される電圧から誘導性電圧を除去するためな
んらかの方法を用いる必要がある。普通、その信号を基
準電圧と比較して誘導性電圧を減算により除去する。い
ずれにしても、２つの電圧測定値、即ち全部が誘導性で
ある電圧とほとんど誘導性であるが小さい抵抗性も有す
るもう一方の電圧とを減算操作してその小さい抵抗性成
分を取り出す。
いとき検出する必要があるため、クエンチによる抵抗性
電圧降下は非常に小さくて普通１．０−２．０ボルトで
あるが、２つの電圧タップ油の共通モード誘導性電圧は
普通それよりも格段に大きくて数十キロボルトの大きさ
になることがある。電圧タップを用いる場合、タップに
よって測定される電圧から誘導性電圧を除去するためな
んらかの方法を用いる必要がある。普通、その信号を基
準電圧と比較して誘導性電圧を減算により除去する。い
ずれにしても、２つの電圧測定値、即ち全部が誘導性で
ある電圧とほとんど誘導性であるが小さい抵抗性も有す
るもう一方の電圧とを減算操作してその小さい抵抗性成
分を取り出す。
上述したように、インダクターの端子の上端に生じる誘
導性電圧は通常動作時数十キロボルトになることがある
。これは実用的なセンサはこれらの非常に高い共通モー
ド電圧の下で効率的に作動できる必要があることを意味
する。このため、電圧タップにクエンチの測定／検出の
ために固着される任意の電子コンポーネントがこれらの
高い誘導性電圧の下で動作するよう設計する必要があり
、このためこれらの任意の電子コンポーネントに重大な
制約が課される。また、これらのコンポーネントは電圧
タップの近傍に配置されることがあるため、高い磁界内
、好ましくは極低温で動作する必要がある。
導性電圧は通常動作時数十キロボルトになることがある
。これは実用的なセンサはこれらの非常に高い共通モー
ド電圧の下で効率的に作動できる必要があることを意味
する。このため、電圧タップにクエンチの測定／検出の
ために固着される任意の電子コンポーネントがこれらの
高い誘導性電圧の下で動作するよう設計する必要があり
、このためこれらの任意の電子コンポーネントに重大な
制約が課される。また、これらのコンポーネントは電圧
タップの近傍に配置されることがあるため、高い磁界内
、好ましくは極低温で動作する必要がある。
従って、電圧タップに関連する上述の問題に煩されない
、動作状態および静止状態にある超電導体のクエンチを
容易に検出可能な改良型センサーおよびそのセンサーを
用いる方法を開発することが望ましい。
、動作状態および静止状態にある超電導体のクエンチを
容易に検出可能な改良型センサーおよびそのセンサーを
用いる方法を開発することが望ましい。
一般的には、本発明は超電導体、典型的には超電導コイ
ル、インダクターまたは磁石におけるクエンチの検出を
行う超電導性センサーおよびそのセンサーを用いる方法
に関する。このセンサーのプローブ部分は、好ましくは
温度センサーとして超電導コイルと共に巻回された２本
の長いツイストされた超電導材料のワイヤを用いる。好
ましくは、このプローブのワイヤは同じ遷移温度Ｔ を
Ｃ 持つように超電導コイル自体と同じ超電導材料で作られ
ている。そのプローブは超電導コイルに沿ってそれと密
接な熱的接触関係におかれるため、熱伝達が容易に起こ
りセンサーとコイルを同様な温度に保持することが可能
である。
ル、インダクターまたは磁石におけるクエンチの検出を
行う超電導性センサーおよびそのセンサーを用いる方法
に関する。このセンサーのプローブ部分は、好ましくは
温度センサーとして超電導コイルと共に巻回された２本
の長いツイストされた超電導材料のワイヤを用いる。好
ましくは、このプローブのワイヤは同じ遷移温度Ｔ を
Ｃ 持つように超電導コイル自体と同じ超電導材料で作られ
ている。そのプローブは超電導コイルに沿ってそれと密
接な熱的接触関係におかれるため、熱伝達が容易に起こ
りセンサーとコイルを同様な温度に保持することが可能
である。
ワイヤーの２本の長い素線の第１の端部はループを形成
するように短絡され、そのループは多数回ツイストされ
る。このツイストされたループの自己インダクタンスは
、磁界と相互作用する正味の面積がほとんど存在しない
ため、よく知られているように非常に低いものである。
するように短絡され、そのループは多数回ツイストされ
る。このツイストされたループの自己インダクタンスは
、磁界と相互作用する正味の面積がほとんど存在しない
ため、よく知られているように非常に低いものである。
このプローブのワイヤは第２の端部においてプロニブの
抵抗性の発生を検出する読取り装置に接続されている。
抵抗性の発生を検出する読取り装置に接続されている。
コイルとプローブのワイヤは共に超電導性であるため、
超電導コイルに通常の領域が発生するとプローブのワイ
ヤの対応部分も熱の伝導により通常の状態となる。セン
サーのプローブのワイヤの抵抗性電圧が変化すると、こ
の変化が読取り装置により検出され表示される。
超電導コイルに通常の領域が発生するとプローブのワイ
ヤの対応部分も熱の伝導により通常の状態となる。セン
サーのプローブのワイヤの抵抗性電圧が変化すると、こ
の変化が読取り装置により検出され表示される。
このプローブは読取り装置に磁気結合されている。読取
り装置はまたエネルギー源とエネルギーの伝達あるいは
損失を測定またはモニターする装置とを有する。プロー
ブのワイヤが超電導性である場合、その読取り装置はそ
のエネルギー源からのエネルギーの損失をほとんど検知
しないはずである。プローブのワイヤの一部が通常の状
態になると、エネルギー源からプローブのワイヤへこの
読取り装置が検出可能なエネルギーの損失または伝達が
生じるはずである。
り装置はまたエネルギー源とエネルギーの伝達あるいは
損失を測定またはモニターする装置とを有する。プロー
ブのワイヤが超電導性である場合、その読取り装置はそ
のエネルギー源からのエネルギーの損失をほとんど検知
しないはずである。プローブのワイヤの一部が通常の状
態になると、エネルギー源からプローブのワイヤへこの
読取り装置が検出可能なエネルギーの損失または伝達が
生じるはずである。
読取り装置の１つの実施例では、プローブのワイヤの第
２の端部は読取りコイルに磁気結合されたセンサーコイ
ルに接続されている。センサーコイルとプローブのワイ
ヤがプローブ回路を構成する。読取りコイルは読取り回
路の一部となり得るが、この読取り回路は例えば共振ま
たはタンク回路により構成してもよい。読取りタンク回
路のＱ（品質係数）はプローブ回路のＱにより直接影響
を受ける。超電導材料が通常の状態に遷移すると、セン
サー回路のＱが劇的な低下をしめす。この変化は読取り
コイルを介して読取り回路に結合される。かくして、読
取り回路のＱをモニターすることにより、超電導コイル
のクエンチを検出することができる。
２の端部は読取りコイルに磁気結合されたセンサーコイ
ルに接続されている。センサーコイルとプローブのワイ
ヤがプローブ回路を構成する。読取りコイルは読取り回
路の一部となり得るが、この読取り回路は例えば共振ま
たはタンク回路により構成してもよい。読取りタンク回
路のＱ（品質係数）はプローブ回路のＱにより直接影響
を受ける。超電導材料が通常の状態に遷移すると、セン
サー回路のＱが劇的な低下をしめす。この変化は読取り
コイルを介して読取り回路に結合される。かくして、読
取り回路のＱをモニターすることにより、超電導コイル
のクエンチを検出することができる。
以下、添付図面を参照して本発明を実施例につき詳細に
説明する。
説明する。
本発明は超電導コイル、インダクタまたは磁石における
クエンチを検出する簡単なセンサーおよび検出方法を提
供する。この検出方法は検出するのがクエンチ部分に生
じる電圧ではなくてクエンチに起因する局所化された加
熱現象であるため間接的なものである。本発明のセンサ
ーおよび検出方法は検出システムそれ自体としてもまた
他のシステムと共に用いた場合でも共に有用である。
クエンチを検出する簡単なセンサーおよび検出方法を提
供する。この検出方法は検出するのがクエンチ部分に生
じる電圧ではなくてクエンチに起因する局所化された加
熱現象であるため間接的なものである。本発明のセンサ
ーおよび検出方法は検出システムそれ自体としてもまた
他のシステムと共に用いた場合でも共に有用である。
第１図は、磁石或いはインダクターに用いるような超電
導コイルの普通の導体アレ−１の断面図である。超電導
ワイヤの束２が支持材料３に埋め込まれている。普通、
その支持材料は棒状であり超電導ワイヤ２を受容するた
めの溝が切られている。支持材料はその熱的および電気
的伝導性が良好なことからアルミニウムであることが好
ましいが、良好な強度および熱的伝導性を有する他の材
料を用いることも可能である。超電導ワイヤ２が通常の
状態になると、有限の抵抗率を持つようになりこのため
電流密度がゼロでない場合エネルギーが放散される。こ
のエネルギーの放散は支持材料３の温度上昇として現れ
る。普通、支持材料３は有限の抵抗率を持つため幾らか
の電流がこの材料内へ分路されるためエネルギーが放散
されるこのアルミニウムの支持材料３にはプローブ４も
埋め込まれており、このプローブが導体アレー１の温度
に応答してその温度を追跡する。プローブは保．護外被
７の内部に配置された２本の長いワイヤの素線５、６よ
り成る。このプローブのワイヤ５および６は保護外被か
ら電気的に絶縁されなければならないが、それらと良好
な熱的接触を保つ必要がある。これはワイヤ５と６の周
りにＭｇＯまたはＢｅＯの粉末からなる誘電材料を配置
することにより達成可能である。ワイヤ５および６はそ
の遷移温度Ｔ が超電導ワイヤの遷移温Ｃ 度に等しいか或いは少なくとも同じレンジにある超電導
材料により作られるのが好ましい。導体アレ−１の温度
が超電導ワイヤ２に通常の領域が発生することによりブ
ローブワイヤの遷移温度にまで上昇すると、プローブワ
イヤの一部が通常の導体に変化しこれが磁気結合された
読取り装置８により検出される。
導コイルの普通の導体アレ−１の断面図である。超電導
ワイヤの束２が支持材料３に埋め込まれている。普通、
その支持材料は棒状であり超電導ワイヤ２を受容するた
めの溝が切られている。支持材料はその熱的および電気
的伝導性が良好なことからアルミニウムであることが好
ましいが、良好な強度および熱的伝導性を有する他の材
料を用いることも可能である。超電導ワイヤ２が通常の
状態になると、有限の抵抗率を持つようになりこのため
電流密度がゼロでない場合エネルギーが放散される。こ
のエネルギーの放散は支持材料３の温度上昇として現れ
る。普通、支持材料３は有限の抵抗率を持つため幾らか
の電流がこの材料内へ分路されるためエネルギーが放散
されるこのアルミニウムの支持材料３にはプローブ４も
埋め込まれており、このプローブが導体アレー１の温度
に応答してその温度を追跡する。プローブは保．護外被
７の内部に配置された２本の長いワイヤの素線５、６よ
り成る。このプローブのワイヤ５および６は保護外被か
ら電気的に絶縁されなければならないが、それらと良好
な熱的接触を保つ必要がある。これはワイヤ５と６の周
りにＭｇＯまたはＢｅＯの粉末からなる誘電材料を配置
することにより達成可能である。ワイヤ５および６はそ
の遷移温度Ｔ が超電導ワイヤの遷移温Ｃ 度に等しいか或いは少なくとも同じレンジにある超電導
材料により作られるのが好ましい。導体アレ−１の温度
が超電導ワイヤ２に通常の領域が発生することによりブ
ローブワイヤの遷移温度にまで上昇すると、プローブワ
イヤの一部が通常の導体に変化しこれが磁気結合された
読取り装置８により検出される。
プローブ４は第２図に示すように導体アレ−１の長さ方
向に展開されている。しかしながら、その正確な経路は
重要でない。本発明のセンサーは第３図に示すように構
成することができる。好ましくは、長さＬ１を有する２
本の長いツイストされたワイヤの素線５および６よりな
り、この素線は一端において短絡（超電導短絡）状態に
あることが好ましい。プローブ４はワイヤ５および６を
有し、長さＬ１の導体アレ−１に埋め込まれるの、が好
ましい。ワイヤの素線５および６はそれらが遷移温度Ｔ
よりも僅かに高いところで通常の抵Ｃ 抗Ｒｓを有する２端子装置を形成するようにツイストさ
れている。普通、プローブの抵抗Ｒｓは１フィート（３
０ｃｍ）につき３または４オームのオーダーである。遷
移温度Ｔ 以下では、ブローＣ ブワイヤの直流抵抗はゼロである。プローブワイヤのイ
ンダクタンスは、ｆそれらがツイストされ、超電導コイ
ルにより発生される高い磁界と相互作用する正味の面積
がほとんどないため非常に低い。
向に展開されている。しかしながら、その正確な経路は
重要でない。本発明のセンサーは第３図に示すように構
成することができる。好ましくは、長さＬ１を有する２
本の長いツイストされたワイヤの素線５および６よりな
り、この素線は一端において短絡（超電導短絡）状態に
あることが好ましい。プローブ４はワイヤ５および６を
有し、長さＬ１の導体アレ−１に埋め込まれるの、が好
ましい。ワイヤの素線５および６はそれらが遷移温度Ｔ
よりも僅かに高いところで通常の抵Ｃ 抗Ｒｓを有する２端子装置を形成するようにツイストさ
れている。普通、プローブの抵抗Ｒｓは１フィート（３
０ｃｍ）につき３または４オームのオーダーである。遷
移温度Ｔ 以下では、ブローＣ ブワイヤの直流抵抗はゼロである。プローブワイヤのイ
ンダクタンスは、ｆそれらがツイストされ、超電導コイ
ルにより発生される高い磁界と相互作用する正味の面積
がほとんどないため非常に低い。
ブローブワイヤ５および６の２つの端子Ａ１Ａ−は読取
り装置８に接続されている。この読取り装置８は抵抗値
ゼロから超電導コイルにおける通常の領域の発生を指示
するＲｓへの変化を検出する。第４図に示す１つの実施
例では、読取り装置８は超電導ワイヤのセンサーコイル
９を有し、これは端子Ａ，Ａ”に接続されて横断面積Ａ
およびインダクタンスＬを有する。これらの値は重要で
はないが、Ｌの値をｉｏ−ｉｏｏマイクロヘンリーのオ
ーダーに選ぶのが実際的であるらしい。
り装置８に接続されている。この読取り装置８は抵抗値
ゼロから超電導コイルにおける通常の領域の発生を指示
するＲｓへの変化を検出する。第４図に示す１つの実施
例では、読取り装置８は超電導ワイヤのセンサーコイル
９を有し、これは端子Ａ，Ａ”に接続されて横断面積Ａ
およびインダクタンスＬを有する。これらの値は重要で
はないが、Ｌの値をｉｏ−ｉｏｏマイクロヘンリーのオ
ーダーに選ぶのが実際的であるらしい。
センサーコイル９は超電導ワイヤで形成してもよいが必
ずしもその必要のない読取りコイル１０に磁気結合され
ている。読取りコイルとブローブワイヤとの間は直接に
電気接続されていないため、導体アレ−■、２に生じる
任意の共通モード電圧は磁気結合により読取り装置にと
って問題とはならないことが明らかである。
ずしもその必要のない読取りコイル１０に磁気結合され
ている。読取りコイルとブローブワイヤとの間は直接に
電気接続されていないため、導体アレ−■、２に生じる
任意の共通モード電圧は磁気結合により読取り装置にと
って問題とはならないことが明らかである。
読取りコイル１０は共振またはタンク回路１１の一部を
形成するのが好ましい。このタンク回路１１のＱ値はＲ
，ＬＳＣの値を適当に選択することにより高い値にする
。読取りコイル１０とセンサーコイル９との間の磁気結
合により、タンク回路１１のＱ値はプローブ回路ｌ２の
Ｑ値により直接影響をうける。プローブ回路１２が超電
導性であるとき、そのＱは非常に高く、本質的に超電導
ワイヤ５および６を収容する保護外被７の渦電流損失に
より決定される。しかしながら、クエンチが生じてワイ
ヤ５および６が抵抗Ｒｓをもつようになると、プローブ
回路のＱ値が急激に低下する。
形成するのが好ましい。このタンク回路１１のＱ値はＲ
，ＬＳＣの値を適当に選択することにより高い値にする
。読取りコイル１０とセンサーコイル９との間の磁気結
合により、タンク回路１１のＱ値はプローブ回路ｌ２の
Ｑ値により直接影響をうける。プローブ回路１２が超電
導性であるとき、そのＱは非常に高く、本質的に超電導
ワイヤ５および６を収容する保護外被７の渦電流損失に
より決定される。しかしながら、クエンチが生じてワイ
ヤ５および６が抵抗Ｒｓをもつようになると、プローブ
回路のＱ値が急激に低下する。
この変化は第４図に示すタンク回路に磁気結合され、タ
ンク回路のＱを第５図のＢで示すように急激に低下させ
る。タンク回路のＱ値のこの変化はＱメータ１３により
モニターすることが可能である。タンク回路の電力は電
流制限電圧源１４から得るのが好ましい。
ンク回路のＱを第５図のＢで示すように急激に低下させ
る。タンク回路のＱ値のこの変化はＱメータ１３により
モニターすることが可能である。タンク回路の電力は電
流制限電圧源１４から得るのが好ましい。
読取り装置８をプローブ回路１２に磁気結合されたタン
ク回路１１として示したが、当業者にはタンク回路１１
の代わりにマージナルオシレータのような他の磁気結合
測定方式が想倒されるであろう。コイル９と１０との間
の磁気結合はそれにより共通モード電圧が除去されるた
め常に用いるのが好ましい。
ク回路１１として示したが、当業者にはタンク回路１１
の代わりにマージナルオシレータのような他の磁気結合
測定方式が想倒されるであろう。コイル９と１０との間
の磁気結合はそれにより共通モード電圧が除去されるた
め常に用いるのが好ましい。
本発明の現在において好ましい実施例を添付図面を参照
して詳細に説明したが、本発明は頭書の特許請求の範囲
から逸脱することなく他の種々の態様で実施可能である
ことを注意されたい。
して詳細に説明したが、本発明は頭書の特許請求の範囲
から逸脱することなく他の種々の態様で実施可能である
ことを注意されたい。
第１図は、超電導インダクタまたは磁石のコイルの断面
図を示す。 第２図は、第１図のコイルの一部のセンサーだけを示す
。 第３図は、超電導性センサーをクローズアップした図で
ある。 第４図は、第３図に示した読取り装置の一実施例を示す
。 第５図は、第４図に示したＱメータの出力を示す。 １・・・導体アレー ２・・・超電導ワイヤ ３・・・支持材料 ４・・・プローブ ５、６・・・プローブのワイヤ ８・・・読取り装置 ９・・・センサーコイル １０・・・読取りコイル １１・・・タンク回路 １２・・・プローブ回路 １３・・・Ｑメータ １４・・・電圧源
図を示す。 第２図は、第１図のコイルの一部のセンサーだけを示す
。 第３図は、超電導性センサーをクローズアップした図で
ある。 第４図は、第３図に示した読取り装置の一実施例を示す
。 第５図は、第４図に示したＱメータの出力を示す。 １・・・導体アレー ２・・・超電導ワイヤ ３・・・支持材料 ４・・・プローブ ５、６・・・プローブのワイヤ ８・・・読取り装置 ９・・・センサーコイル １０・・・読取りコイル １１・・・タンク回路 １２・・・プローブ回路 １３・・・Ｑメータ １４・・・電圧源
Claims (9)
- （１）超電導コイルの巻回部と熱的接触関係におかれる
プローブと読取り装置とよりなるクエンチを検出するセ
ンサーであって、前記プローブが、一端が短絡され他端
においてセンサーコイルを形成する２本の長いツイスト
させた絶縁超電導ワイヤを前記センサーコイルが読取り
コイルと磁気結合されるように囲む保護外被よりなり、
前記読取り装置がエネルギー源とエネルギーをプローブ
に磁気的に供給する前記読取りコイルと、プローブに送
られるエネルギーの量の変化を検出する検出器とよりな
ることを特徴とするセンサー。 - （２）プローブのツイストされた超電導ワイヤの遷移温
度が超電導コイルの隣接巻回部の遷移温度と同様である
ことを特徴とする請求項第１項に記載のクエンチ検出用
センサー。 - （３）ツイストされた超電導ワイヤが超電導コイルの巻
回部と同一の材料により形成されていることを特徴とす
る請求項第１項または２項に記載のクエンチ検出用セン
サー。 - （４）センサーコイルとツイストされた超電導ワイヤが
プローブ回路を形成することを特徴とする請求項第１項
に記載のクエンチ検出用センサー。 - （５）読取り回路がさらにタンク回路を有し、エネルギ
ー源が電力源であり、検出器がＱメータであることを特
徴とする請求項第３または４項に記載のクエンチ検出用
センサー。 - （６）タンク回路の値がそのＱ値が通常の領域が発生す
ると減少するように選択されていることを特徴とする請
求項第５項に記載のクエンチ検出用センサー。 - （７）ツイストされた超電導ワイヤが熱伝導性の高い誘
電体により保護外被から電気的に絶縁されていることを
特徴とする請求項第１項に記載のクエンチ検出用センサ
ー - （８）前記誘電体がＭｇＯまたはＢｅＯ粉末よりなるこ
とを特徴とする請求項第７項に記載のクエンチ検出用セ
ンサー。 - （９）前記プローブが超電導コイルの巻回部と共に巻回
されていることを特徴とする請求項第１項に記載のクエ
ンチ検出用センサー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US401,592 | 1989-08-31 | ||
| US07/401,592 US4978922A (en) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | Superconducting sensor for quench detection in a superconductor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0393206A true JPH0393206A (ja) | 1991-04-18 |
Family
ID=23588367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2230474A Pending JPH0393206A (ja) | 1989-08-31 | 1990-08-30 | 超電導体のクエンチを検出するセンサー |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4978922A (ja) |
| EP (1) | EP0415712A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0393206A (ja) |
| CA (1) | CA2024321A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015072001A1 (ja) * | 2013-11-15 | 2015-05-21 | 株式会社日立製作所 | 超電導磁石 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5067044A (en) * | 1990-03-05 | 1991-11-19 | Westinghouse Electric Corp. | Sensor for detecting a quench in a superconductor using an optical coupling |
| US5179342A (en) * | 1991-02-11 | 1993-01-12 | Westinghouse Electric Corp. | Superconductor quench measuring device which evaluates reflected pulses |
| EP0605480A1 (de) * | 1991-09-25 | 1994-07-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Spulenanordnung mit verdrillten enden, aus einem leiter mit supraleitfähigen fäden |
| US5218296A (en) * | 1992-02-07 | 1993-06-08 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for determining at least one characteristic of a superconductive film |
| GB9415923D0 (en) * | 1994-08-04 | 1994-09-28 | Secretary Trade Ind Brit | Method of and apparatus for calibration |
| US5683179A (en) * | 1995-12-15 | 1997-11-04 | Northrop Grumman Corporation | Apparatus and method for thermoluminescent quench detection for superconducting devices |
| US5862028A (en) * | 1996-05-24 | 1999-01-19 | Northrop Grumman Corporation | Method and apparatus for detecting quenching of a coil for a superconducting magnet |
| US7898778B2 (en) * | 2005-04-19 | 2011-03-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Superconducting coil quench detection method and device, and superconducting power storage unit |
| US9240681B2 (en) | 2012-12-27 | 2016-01-19 | General Electric Company | Superconducting coil system and methods of assembling the same |
| CN106546348A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-03-29 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种超导线圈温度测量装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2926343A (en) * | 1956-10-11 | 1960-02-23 | Mc Graw Edison Co | Curie point fire detector cable |
| US3214637A (en) * | 1962-04-09 | 1965-10-26 | Asea Ab | Device for indicating the ceasing of super-conductivity |
| FR1544858A (fr) * | 1967-09-29 | 1968-11-08 | Alsthom Cgee | Procédé de détection des transitions dans des bobines supraconductrices |
| GB2126028A (en) * | 1982-08-11 | 1984-03-14 | Int Research & Dev Co Ltd | Quench detector for superconducting winding |
| JPS607374A (ja) * | 1983-06-27 | 1985-01-16 | Shimadzu Corp | 磁束測定用センサ |
| EP0205924A3 (en) * | 1985-05-20 | 1988-04-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Monitoring system for detecting quench of superconductive coils |
| FR2613493B1 (fr) * | 1987-03-30 | 1989-06-23 | Alsthom | Dispositifs de detection de transitions vers l'etat normal dans un bobinage supraconducteur, notamment de generatrice electrique, et de protection d'un tel bobinage |
-
1989
- 1989-08-31 US US07/401,592 patent/US4978922A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-08-28 EP EP19900309399 patent/EP0415712A3/en not_active Withdrawn
- 1990-08-30 CA CA002024321A patent/CA2024321A1/en not_active Abandoned
- 1990-08-30 JP JP2230474A patent/JPH0393206A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015072001A1 (ja) * | 2013-11-15 | 2015-05-21 | 株式会社日立製作所 | 超電導磁石 |
| JPWO2015072001A1 (ja) * | 2013-11-15 | 2017-03-09 | 株式会社日立製作所 | 超電導磁石 |
| US9852831B2 (en) | 2013-11-15 | 2017-12-26 | Hitachi, Ltd. | Superconducting magnet |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0415712A2 (en) | 1991-03-06 |
| EP0415712A3 (en) | 1991-08-14 |
| US4978922A (en) | 1990-12-18 |
| CA2024321A1 (en) | 1991-03-01 |
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