JPH0555808B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0555808B2 JPH0555808B2 JP59074390A JP7439084A JPH0555808B2 JP H0555808 B2 JPH0555808 B2 JP H0555808B2 JP 59074390 A JP59074390 A JP 59074390A JP 7439084 A JP7439084 A JP 7439084A JP H0555808 B2 JPH0555808 B2 JP H0555808B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- electrical resistance
- liquid helium
- thin film
- amorphous
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- 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
- G01F23/24—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 by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の対象〕
本発明は、金属又はガラスよりなる容器内の液
体ヘリウムの液面を測定する液体ヘリウム用液面
計に関するもので、更に詳述すれば液面計の検出
部の改良に関するものである。
体ヘリウムの液面を測定する液体ヘリウム用液面
計に関するもので、更に詳述すれば液面計の検出
部の改良に関するものである。
従来の容器内の液体ヘリウムの液面を測定する
液面計については、特開昭55−85224号「液体ヘ
リウム液面計」の公報があり、一点検知型として
の構成が示されている。これを基本として作成し
た従来の液面計を第１図により説明すれば、１は
一点検知型の液面計で、２は検出部、３は電子回
路を内蔵した計測部、３ａは信号発信部である。
４はニオブ（Nb）及びチタン（Ti）よりなる超
電導合金の電気抵抗線で、ボビン５に巻回されて
おり、超電導遷移温度が10Kである。６はリード
線である。
液面計については、特開昭55−85224号「液体ヘ
リウム液面計」の公報があり、一点検知型として
の構成が示されている。これを基本として作成し
た従来の液面計を第１図により説明すれば、１は
一点検知型の液面計で、２は検出部、３は電子回
路を内蔵した計測部、３ａは信号発信部である。
４はニオブ（Nb）及びチタン（Ti）よりなる超
電導合金の電気抵抗線で、ボビン５に巻回されて
おり、超電導遷移温度が10Kである。６はリード
線である。
第１図の従来の一点検知型の液面計は、超電導
合金よりなる電気抵抗線がボビンに巻回されてい
るために、構造が非常に大きく、従つて熱容量が
大きくなり液面計を容器内に挿入する際の液体ヘ
リウムの消費量が大きい。またボビンの径が数mm
と大きいために、液面を切る際に超電導遷移が鋭
敏に起こらず、また、ボビン上昇時と下降時にヒ
ステリシスが生じ易く、測定精度が悪いという欠
点があつた。次に、超電導遷移温度がほぼ10K
と、液体ヘリウム温度（4.2K）に比べてかなり
高温である為、液面よりかなり上部で超電導への
遷移がおこるので、測定誤差が大きく、この為に
電気抵抗線と同時にニクロム線等の加熱用の電気
抵抗線を巻回し、液面から離れたボビンを加熱し
て、超電導状態を破らなければならず、この機構
により、ボビンの熱容量が大きくなり、また、加
熱電力によるヘリウムの蒸発量が著しい。更に液
面計の持運びによる移動、振動等により電気抵抗
のズレが発生し易く、信頼性に欠けるという欠点
があつた。
合金よりなる電気抵抗線がボビンに巻回されてい
るために、構造が非常に大きく、従つて熱容量が
大きくなり液面計を容器内に挿入する際の液体ヘ
リウムの消費量が大きい。またボビンの径が数mm
と大きいために、液面を切る際に超電導遷移が鋭
敏に起こらず、また、ボビン上昇時と下降時にヒ
ステリシスが生じ易く、測定精度が悪いという欠
点があつた。次に、超電導遷移温度がほぼ10K
と、液体ヘリウム温度（4.2K）に比べてかなり
高温である為、液面よりかなり上部で超電導への
遷移がおこるので、測定誤差が大きく、この為に
電気抵抗線と同時にニクロム線等の加熱用の電気
抵抗線を巻回し、液面から離れたボビンを加熱し
て、超電導状態を破らなければならず、この機構
により、ボビンの熱容量が大きくなり、また、加
熱電力によるヘリウムの蒸発量が著しい。更に液
面計の持運びによる移動、振動等により電気抵抗
のズレが発生し易く、信頼性に欠けるという欠点
があつた。
そこで本発明は、一点検知型の液体ヘリウム液
面計の検出部の構造において、熱容量が小さくて
液体ヘリウムの蒸発量が少なく、構造簡単で、高
精度で、信頼性のある液面計の測定検出部に改良
することをその技術的課題とするものである。
面計の検出部の構造において、熱容量が小さくて
液体ヘリウムの蒸発量が少なく、構造簡単で、高
精度で、信頼性のある液面計の測定検出部に改良
することをその技術的課題とするものである。
前記技術的課題を解決するために本発明が講じ
た技術的手段は、本発明者らの先願（特願昭58−
220076号「特公平１−14522号」「液体ヘリウム液
面計」）の非晶質超電導合金を利用したことであ
り、ガラス、セラミツク又はアルマイトの基板上
に、真空蒸着、スパツタリング、イオンプレーテ
イング等の真空薄膜技術によつて、ジルコニウム
とロジウムとからなり（ジルコニウムの割合が
72.5〜77.5原子％の組成）超電導遷移温度が液体
ヘリウム温度に近い4.2K〜4.5Kである非晶質超
電導合金薄膜を作製し、この非晶質超電導合金薄
膜より形成した電気抵抗素子を支持部材の端部に
固定したものである。
た技術的手段は、本発明者らの先願（特願昭58−
220076号「特公平１−14522号」「液体ヘリウム液
面計」）の非晶質超電導合金を利用したことであ
り、ガラス、セラミツク又はアルマイトの基板上
に、真空蒸着、スパツタリング、イオンプレーテ
イング等の真空薄膜技術によつて、ジルコニウム
とロジウムとからなり（ジルコニウムの割合が
72.5〜77.5原子％の組成）超電導遷移温度が液体
ヘリウム温度に近い4.2K〜4.5Kである非晶質超
電導合金薄膜を作製し、この非晶質超電導合金薄
膜より形成した電気抵抗素子を支持部材の端部に
固定したものである。
ここで、真空蒸着、スパツタリング、イオンプ
レーテイング等の真空薄膜技術は、上記非晶質超
電導合金薄膜の薄膜構造を形成すると同時に非晶
構造を形成する。
レーテイング等の真空薄膜技術は、上記非晶質超
電導合金薄膜の薄膜構造を形成すると同時に非晶
構造を形成する。
上記技術的手段は次のように作用する。すなわ
ち超電導遷移温度が、液体ヘリウム温度（4.2K）
に近く、鋭敏な遷移巾をもち、電気抵抗の温度係
数の絶対値が小さく、電気抵抗が高いジルコニウ
ムとロジウムとからなる非晶質超電導合金を用い
るので、液面直上の4.2K直上の温度で遷移し、
超電導状態を破り、測定誤差を少なくする為の加
熱電力が極めてわずかでよく、使用状態によつて
は加熱機構そのものが不要となる。次に、ガラ
ス、セラミツク、又はアルマイトよりなる基板上
に非晶質超電導合金薄膜を成膜し、この非晶質超
電導合金薄膜より電気抵抗素子を形成して支持部
材の端部に固定したものであるために、この電気
抵抗素子は直径が約3φmm、厚さは約10μm以下
で、基板の厚さを考慮しても極めて小型に形成す
ることができ、従つて熱容量が非常に小さくな
り、鋭敏に液体ヘリウム温度に冷却されると同時
に、浸漬によるヘイルムの消費量も極めて少な
い。したがつて素子の超電導遷移が約１mm以下の
極めて微少な変位で起こり、素子の上昇、下降に
よるヒステリシスも極めて小さく実用上、全く無
視しうるものである。
ち超電導遷移温度が、液体ヘリウム温度（4.2K）
に近く、鋭敏な遷移巾をもち、電気抵抗の温度係
数の絶対値が小さく、電気抵抗が高いジルコニウ
ムとロジウムとからなる非晶質超電導合金を用い
るので、液面直上の4.2K直上の温度で遷移し、
超電導状態を破り、測定誤差を少なくする為の加
熱電力が極めてわずかでよく、使用状態によつて
は加熱機構そのものが不要となる。次に、ガラ
ス、セラミツク、又はアルマイトよりなる基板上
に非晶質超電導合金薄膜を成膜し、この非晶質超
電導合金薄膜より電気抵抗素子を形成して支持部
材の端部に固定したものであるために、この電気
抵抗素子は直径が約3φmm、厚さは約10μm以下
で、基板の厚さを考慮しても極めて小型に形成す
ることができ、従つて熱容量が非常に小さくな
り、鋭敏に液体ヘリウム温度に冷却されると同時
に、浸漬によるヘイルムの消費量も極めて少な
い。したがつて素子の超電導遷移が約１mm以下の
極めて微少な変位で起こり、素子の上昇、下降に
よるヒステリシスも極めて小さく実用上、全く無
視しうるものである。
このように高精度な測定ができる他に、支持部
材がパイプ状の場合にはカシメバネにより固定
し、棒状の場合にはソケツト式の嵌め込構造とす
ることにより、簡単で堅牢な信頼性の高い検出部
の構造となるものである。
材がパイプ状の場合にはカシメバネにより固定
し、棒状の場合にはソケツト式の嵌め込構造とす
ることにより、簡単で堅牢な信頼性の高い検出部
の構造となるものである。
本発明は、次の特有の効果を生じる、すなわち
液面計としての検出部の電気抵抗素子が薄膜であ
るために、リボン材、ワイヤー材に比べて、その
厚さが薄いために高い電気抵抗が得易く、その超
電導遷移により生じる抵抗変化が大きいために、
検出回路部の精度が低級で充分であるという利点
がある。
液面計としての検出部の電気抵抗素子が薄膜であ
るために、リボン材、ワイヤー材に比べて、その
厚さが薄いために高い電気抵抗が得易く、その超
電導遷移により生じる抵抗変化が大きいために、
検出回路部の精度が低級で充分であるという利点
がある。
以下、上記技術的手段の一具体例を示す実施例
について説明する。
について説明する。
第２図において、１は計測部及び測定検出部よ
りなる一点検知型の液体ヘリウム液面計であり、
１０はガラス、セラミツク、又はアルマイトより
なる板厚約0.3mmの基板、１１は電気抵抗素子、
１４はリード線である。電気抵抗素子１１は、基
板１０上にスパツタリングにより作製されたジル
コニウムとロジウムとからなる非晶質超電導合金
薄膜より形成されたものであり、厚さは約10μm、
直径は3φmmであり、超電導遷移温度は、ジルコ
ニウムの割合が75原子％の組成では4.42K、ジル
コニウムの割合が74原子％の組成では4.40K、ジ
ルコニウムの割合が73原子％の組成では4.22Kで
ある。第３図は電気抵抗素子１１及び基板１０を
示すもので、１１ａ，１１ｂはハンダ付けによる
電極、１１ｅはジグザグ状の抵抗パターンを示
す。電気抵抗素子１１を備えた基板１０は、第４
図イのようにステンレスパイプよりなる支持部材
１２の場合は基板１０をカシメバネ１５により固
着し、第４図ロのようにガラス繊維を複合した樹
脂よりなる丸棒の支持部材１３の場合は支持部材
１３内にリード線１４とソケツト１６ａ，１６ｂ
を埋設し、電気抵抗素子の突出した電極をソケツ
ト１６ａ，１６ｂに嵌合する。
りなる一点検知型の液体ヘリウム液面計であり、
１０はガラス、セラミツク、又はアルマイトより
なる板厚約0.3mmの基板、１１は電気抵抗素子、
１４はリード線である。電気抵抗素子１１は、基
板１０上にスパツタリングにより作製されたジル
コニウムとロジウムとからなる非晶質超電導合金
薄膜より形成されたものであり、厚さは約10μm、
直径は3φmmであり、超電導遷移温度は、ジルコ
ニウムの割合が75原子％の組成では4.42K、ジル
コニウムの割合が74原子％の組成では4.40K、ジ
ルコニウムの割合が73原子％の組成では4.22Kで
ある。第３図は電気抵抗素子１１及び基板１０を
示すもので、１１ａ，１１ｂはハンダ付けによる
電極、１１ｅはジグザグ状の抵抗パターンを示
す。電気抵抗素子１１を備えた基板１０は、第４
図イのようにステンレスパイプよりなる支持部材
１２の場合は基板１０をカシメバネ１５により固
着し、第４図ロのようにガラス繊維を複合した樹
脂よりなる丸棒の支持部材１３の場合は支持部材
１３内にリード線１４とソケツト１６ａ，１６ｂ
を埋設し、電気抵抗素子の突出した電極をソケツ
ト１６ａ，１６ｂに嵌合する。
上記構成において、ハンダ付けによる電極は通
常用いられる銀ペーストによる電極に比べて信頼
性のすぐれた構成であり長期間の使用に耐えるも
のである。また非晶質超電導合金薄膜よりなる電
気抵抗素子１１及び基板１０が、液体ヘリウム中
に浸漬すれば、直ちに電気抵抗は０となりメータ
部の信号が作動し、液体ヘリウムより離れれば、
信号が中止され、極めて鋭敏に作動するものであ
る。
常用いられる銀ペーストによる電極に比べて信頼
性のすぐれた構成であり長期間の使用に耐えるも
のである。また非晶質超電導合金薄膜よりなる電
気抵抗素子１１及び基板１０が、液体ヘリウム中
に浸漬すれば、直ちに電気抵抗は０となりメータ
部の信号が作動し、液体ヘリウムより離れれば、
信号が中止され、極めて鋭敏に作動するものであ
る。
第１図は従来例の説明でイは外観図、ロは要部
の断面図でかる。第２図は本実施例の概略説明図
であり、第３図は電気抵抗素子の説明図でイは平
面図、ロはイのＡ〜Ａ断面図であり、第４図のイ
は支持部先端の拡大断面図であり、ロは別の実施
例の支持部先端の拡大断面図である。 １０……基板、１１……電気抵抗素子、１２，
１３……支持部材。
の断面図でかる。第２図は本実施例の概略説明図
であり、第３図は電気抵抗素子の説明図でイは平
面図、ロはイのＡ〜Ａ断面図であり、第４図のイ
は支持部先端の拡大断面図であり、ロは別の実施
例の支持部先端の拡大断面図である。 １０……基板、１１……電気抵抗素子、１２，
１３……支持部材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 非晶質合金相をその主たる構造としてもつ超
電導合金の電気抵抗素子を支持部材の端部に固定
して、液体ヘリウムの液面を検出する一点検知型
の液面計において、 ガラス、セラミツク又はアルマイトの基板上
に、真空蒸着、スパツタリング、イオンプレーテ
イング等の真空薄膜技術によつて、ジルコニウム
とロジウムとからなり超電導遷移温度が液体ヘリ
ウム温度に近い4.2K〜4.5Kである非晶質超電導
合金薄膜を作製し、この非晶質超電導合金薄膜よ
り形成した電気抵抗素子を支持部材の端部に固定
した、液体ヘリウム用液面計の検出部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7439084A JPS60216225A (ja) | 1984-04-12 | 1984-04-12 | 薄膜よりなる液面計の検出部 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7439084A JPS60216225A (ja) | 1984-04-12 | 1984-04-12 | 薄膜よりなる液面計の検出部 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60216225A JPS60216225A (ja) | 1985-10-29 |
| JPH0555808B2 true JPH0555808B2 (ja) | 1993-08-18 |
Family
ID=13545799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7439084A Granted JPS60216225A (ja) | 1984-04-12 | 1984-04-12 | 薄膜よりなる液面計の検出部 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60216225A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5630620A (en) * | 1979-08-21 | 1981-03-27 | Toshiba Corp | Element of continuous liquid level meter |
| JPS58166220A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-10-01 | Aisin Seiki Co Ltd | 液体ヘリウム液面計 |
-
1984
- 1984-04-12 JP JP7439084A patent/JPS60216225A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60216225A (ja) | 1985-10-29 |
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