JPH0734486B2 - 水素流量制御弁 - Google Patents
水素流量制御弁Info
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- JPH0734486B2 JPH0734486B2 JP14291887A JP14291887A JPH0734486B2 JP H0734486 B2 JPH0734486 B2 JP H0734486B2 JP 14291887 A JP14291887 A JP 14291887A JP 14291887 A JP14291887 A JP 14291887A JP H0734486 B2 JPH0734486 B2 JP H0734486B2
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- pipe
- maser
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/26—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using energy levels of molecules, atoms, or subatomic particles as a frequency reference
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
- Flow Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水素メーザ周波数標準器に係り、特に、水素
の流量に起因するメーザ発振周波数と発振電力の変動を
抑えるため、該水素の流量を温度により制御できる素材
を内蔵した管部材を用いて制御精度を向上させた水素流
量制御弁に関するものである。
の流量に起因するメーザ発振周波数と発振電力の変動を
抑えるため、該水素の流量を温度により制御できる素材
を内蔵した管部材を用いて制御精度を向上させた水素流
量制御弁に関するものである。
水素メーザ周波数標準器（以下、単に「水素メーザ」と
いう）は、周波数確度の点でセシューム（Cs）原子ビー
ム周波数標準器より劣ってはいるが，周波数安定度の点
では現用の周波数標準器の中でも最も優れている。その
ため,VLBI（超長基線電波干渉計），深宇宙人工衛星の
追跡用などの高安定周波数信号源として必須の機器とな
っている。
いう）は、周波数確度の点でセシューム（Cs）原子ビー
ム周波数標準器より劣ってはいるが，周波数安定度の点
では現用の周波数標準器の中でも最も優れている。その
ため,VLBI（超長基線電波干渉計），深宇宙人工衛星の
追跡用などの高安定周波数信号源として必須の機器とな
っている。
しかるに，このような最先端の技術分野では、水素メー
ザの周波数安定度が高ければ高いほど測定精度が向上す
るため，周波数安定度の向上が強く要望されている。ま
た、水素メーザの出力周波数の正確さも併せ重要であ
る。このため，水素メーザでは、発振スペクトル幅を狭
くするための手段として水素蓄積球を用い，この蓄積球
内の水素原子の衝突を減少するよう真空排気を行うとと
もに，水素原子ビーム量を高精度に制御する方法を採用
している。
ザの周波数安定度が高ければ高いほど測定精度が向上す
るため，周波数安定度の向上が強く要望されている。ま
た、水素メーザの出力周波数の正確さも併せ重要であ
る。このため，水素メーザでは、発振スペクトル幅を狭
くするための手段として水素蓄積球を用い，この蓄積球
内の水素原子の衝突を減少するよう真空排気を行うとと
もに，水素原子ビーム量を高精度に制御する方法を採用
している。
以下、かかる水素メーザの概要について，第７図に示し
た従来の水素メーザ本体の模式図により説明する。
た従来の水素メーザ本体の模式図により説明する。
23は水素分子が供給されている放電管、27は放電管23内
の水素分子を解離し，水素原子とするための放電用高周
波発振器、29は解離された水素原子の中からエネルギー
準位の高い水素原子を選別するための準位選別マグネッ
ト、30は注入された水素原子を蓄積するための内面をテ
フロンで被覆した水素蓄積球、31は空胴共振器、32は該
空胴共振器31の温度を制御する温度制御用ヒータ、33は
静磁場を与えるソレノイドコイル円筒、34は外部磁場の
影響を遮蔽するための磁気シールド、35は真空ベルジャ
ー、36は前記空胴共振器31内の発振出力を取り出すため
の出力用ループアンテナ、37はイオンポンプを示す。
の水素分子を解離し，水素原子とするための放電用高周
波発振器、29は解離された水素原子の中からエネルギー
準位の高い水素原子を選別するための準位選別マグネッ
ト、30は注入された水素原子を蓄積するための内面をテ
フロンで被覆した水素蓄積球、31は空胴共振器、32は該
空胴共振器31の温度を制御する温度制御用ヒータ、33は
静磁場を与えるソレノイドコイル円筒、34は外部磁場の
影響を遮蔽するための磁気シールド、35は真空ベルジャ
ー、36は前記空胴共振器31内の発振出力を取り出すため
の出力用ループアンテナ、37はイオンポンプを示す。
かかる構造からなる従来の水素メーザの水素ビーム系で
は、準位選別マグネット29により水素原子のエネルギ準
位で Ｆ＝0,mF＝０の状態及び Ｆ＝1,mF＝−１の状態
にある水素原子は発散し,F＝1,mF＝0,mF＝＋１の状態に
ある水素原子は水素蓄積球30内に集束する。
は、準位選別マグネット29により水素原子のエネルギ準
位で Ｆ＝0,mF＝０の状態及び Ｆ＝1,mF＝−１の状態
にある水素原子は発散し,F＝1,mF＝0,mF＝＋１の状態に
ある水素原子は水素蓄積球30内に集束する。
水素蓄積球30内に注入された水素原子は，該水素蓄積球
30の内面のテフロン膜壁と衝突を繰り返しながら約１秒
間近く該水素蓄積球30内に留まり，空胴共振器31内の電
磁波により励振を受ける。この場合、標準周波数として
利用されるエネルギ準位は Ｆ＝1,mF＝０の状態からＦ
＝0,mF＝０の状態に遷移する周波数で，約1,420,405,75
2Hz（以下、「標準周波数fo」という）である。
30の内面のテフロン膜壁と衝突を繰り返しながら約１秒
間近く該水素蓄積球30内に留まり，空胴共振器31内の電
磁波により励振を受ける。この場合、標準周波数として
利用されるエネルギ準位は Ｆ＝1,mF＝０の状態からＦ
＝0,mF＝０の状態に遷移する周波数で，約1,420,405,75
2Hz（以下、「標準周波数fo」という）である。
いま、空胴共振器31の共振器周波数fcが標準周波数foの
近傍に調整されているとすると，水素蓄積球30内の Ｆ
＝1,mF＝０の状態にある水素原子は，前記空胴共振器31
内で標準周波数foに近い電磁波の励振を受け，エネルギ
準位の低い Ｆ＝0,mF＝０の状態に遷移する。
近傍に調整されているとすると，水素蓄積球30内の Ｆ
＝1,mF＝０の状態にある水素原子は，前記空胴共振器31
内で標準周波数foに近い電磁波の励振を受け，エネルギ
準位の低い Ｆ＝0,mF＝０の状態に遷移する。
このとき、水素メーザは，放射する電磁波によりメーザ
発振周波数fmで自己発振を起す。そして、この自己発振
によるメーザ発振周波数の出力は、出力用ループアンテ
ナ36から取り出され，水素メーザの出力水晶発振器を制
御するのに用いる。このメーザ発振周波数の安定度は、
水素原子の共鳴周波数の変動により判断するものと，雑
音による変動で判断するものとがある。この共鳴周波数
の変動要因としては、磁場によるZeemanシフト，水素原
子の水素蓄積球の壁との衝突や水素原子同志及び他の分
子との衝突によるシフトなどがある。
発振周波数fmで自己発振を起す。そして、この自己発振
によるメーザ発振周波数の出力は、出力用ループアンテ
ナ36から取り出され，水素メーザの出力水晶発振器を制
御するのに用いる。このメーザ発振周波数の安定度は、
水素原子の共鳴周波数の変動により判断するものと，雑
音による変動で判断するものとがある。この共鳴周波数
の変動要因としては、磁場によるZeemanシフト，水素原
子の水素蓄積球の壁との衝突や水素原子同志及び他の分
子との衝突によるシフトなどがある。
水素メーザでは、高い遮蔽率を有する磁気シールドと高
い精度を有する静磁場電源を用い，また水素蓄積球内を
高真空度に排気するとともに水素原子の流量の制御をし
て水素メーザそのものの周波数安定度の向上を図ってい
る。また，水素メーザでは，空胴共振器の共振周波数が
水素原子の共鳴周波数と異なるときは、メーザ発振周波
数は原子の共鳴周波数からシフトする（この現象を共振
器引込み現象という）。このため，水素メーザでは、か
かる現象などによる共振器の堅牢化が生ずるのを防ぐた
めに高精度の温度制御や共振器周波数を原子共鳴周波数
に合わせる手段が必要となることから共振器自動同調法
などを用いている。
い精度を有する静磁場電源を用い，また水素蓄積球内を
高真空度に排気するとともに水素原子の流量の制御をし
て水素メーザそのものの周波数安定度の向上を図ってい
る。また，水素メーザでは，空胴共振器の共振周波数が
水素原子の共鳴周波数と異なるときは、メーザ発振周波
数は原子の共鳴周波数からシフトする（この現象を共振
器引込み現象という）。このため，水素メーザでは、か
かる現象などによる共振器の堅牢化が生ずるのを防ぐた
めに高精度の温度制御や共振器周波数を原子共鳴周波数
に合わせる手段が必要となることから共振器自動同調法
などを用いている。
いま、水素流のないときの水素蓄積球内の真空度を10-8
Torrオーダに真空排気し，水素メーザの代表的動作時の
該水素蓄積球内の原子数密度を約３×10-8／cm3とする
と，水素原子の共鳴周波数のシフト要因のうち，該水素
原子が他の分子と衝突することによって生ずるシフト量
は水素原子同志の衝突（スピン交換）により生ずるシフ
ト量に対し省略できる程度の少ないものである。
Torrオーダに真空排気し，水素メーザの代表的動作時の
該水素蓄積球内の原子数密度を約３×10-8／cm3とする
と，水素原子の共鳴周波数のシフト要因のうち，該水素
原子が他の分子と衝突することによって生ずるシフト量
は水素原子同志の衝突（スピン交換）により生ずるシフ
ト量に対し省略できる程度の少ないものである。
すなわち、上記条件のとき，該スピン交換による共鳴周
波数のシフト量ΔνSEは ΔνSE/νｏ≒−1.2×10-11……(1) である。ここに，νｏは水素原子の固有共鳴周波数を示
す。
波数のシフト量ΔνSEは ΔνSE/νｏ≒−1.2×10-11……(1) である。ここに，νｏは水素原子の固有共鳴周波数を示
す。
VLBIなどに用いる水素メーザでは、測定時間τが102〜1
03秒で周波数安定度５×10-15以上が必要であり,1日〜
１年の長期で周波数安定度１×10-12以上が要求され
る。したがって、水素原子ビーム量は τ＝102〜103se
cで１×10-3以上，τ＝１日〜１年で１×10-1以上の精
度により流量を制御する必要がある。
03秒で周波数安定度５×10-15以上が必要であり,1日〜
１年の長期で周波数安定度１×10-12以上が要求され
る。したがって、水素原子ビーム量は τ＝102〜103se
cで１×10-3以上，τ＝１日〜１年で１×10-1以上の精
度により流量を制御する必要がある。
このため，水素メーザでは、放電管に入る水素流量をパ
ラジウム弁17で精度高く制御する。
ラジウム弁17で精度高く制御する。
このパラジウム弁17は一般に銀とパラジウムとの合金結
晶の管を用い，格子定数は常温で約４Åであり，このパ
ラジウム管の温度を制御することにより水素ボンベ18か
ら供給される水素分子の透過量を制御する。
晶の管を用い，格子定数は常温で約４Åであり，このパ
ラジウム管の温度を制御することにより水素ボンベ18か
ら供給される水素分子の透過量を制御する。
VLBIなどに用いる水素メーザでは、放電管23の圧力を水
素圧制御用電流源28で精度高く検出するとともに，その
検出した水素圧の変動をパラジウム弁17としてのパラジ
ウム管を加熱するための電流の制御をすることにより１
×10-3以上の高い精度で制御するものである。
素圧制御用電流源28で精度高く検出するとともに，その
検出した水素圧の変動をパラジウム弁17としてのパラジ
ウム管を加熱するための電流の制御をすることにより１
×10-3以上の高い精度で制御するものである。
したがって，該パラジウム弁はできるだけ熱容量が少な
く，他への熱損失の小さい，そして少ない加熱電流で応
答速度の早い構造でなければならない。
く，他への熱損失の小さい，そして少ない加熱電流で応
答速度の早い構造でなければならない。
しかしながら，従来の水素流量制御弁では、管部材の素
材であるパラジウム管を直接には加熱せずに該パラジウ
ム管に被せたガラス管にヒータを巻き，間接的に該パラ
ジウム管を加熱していた。そのため，素材への熱伝導効
率が良くなかった。
材であるパラジウム管を直接には加熱せずに該パラジウ
ム管に被せたガラス管にヒータを巻き，間接的に該パラ
ジウム管を加熱していた。そのため，素材への熱伝導効
率が良くなかった。
また、素材を内蔵した管部材を固定する基盤としてステ
ンレス製の真空フランジを用いていたため熱容量が大き
くなり、制御電流の増大をまねくとともに制御時定数が
長くなり，制御精度を劣化させるという欠点も有してい
た。
ンレス製の真空フランジを用いていたため熱容量が大き
くなり、制御電流の増大をまねくとともに制御時定数が
長くなり，制御精度を劣化させるという欠点も有してい
た。
そこで、本発明では，かかる従来の水素流量制御弁の欠
点を解消すべく管部材として熱伝導の良い金属パイプを
用い，該金属パイプの外周に電気的絶縁処理を施し，加
熱線（加熱体）を巻き，かつ，素材の外壁からの水素流
通を良くするために前記管部材の内壁面に溝を施し，さ
らに，水素分子の流量の制御をするための素材と該管部
材とを熱絶縁部材でなる基盤に取り付ける構造とし，温
度により水素流量の制御ができるようにして，メーザ発
振の発振周波数と発振電力において優れた安定度が得ら
れる水素流量制御弁を提供することを目的とする。
点を解消すべく管部材として熱伝導の良い金属パイプを
用い，該金属パイプの外周に電気的絶縁処理を施し，加
熱線（加熱体）を巻き，かつ，素材の外壁からの水素流
通を良くするために前記管部材の内壁面に溝を施し，さ
らに，水素分子の流量の制御をするための素材と該管部
材とを熱絶縁部材でなる基盤に取り付ける構造とし，温
度により水素流量の制御ができるようにして，メーザ発
振の発振周波数と発振電力において優れた安定度が得ら
れる水素流量制御弁を提供することを目的とする。
以下、本発明に係る水素流量制御弁の構成例について、
第１図と第２図に示す一実施例に基づき説明する。
第１図と第２図に示す一実施例に基づき説明する。
本発明に係る水素流量制御弁は、素材（金属パイプ）１
が熱絶縁部材でなる熱絶縁基盤２にロー付けして取り付
けられ，さらに，該素材１には、水素分子流のみを通過
させ，その通過した水素分子の流量を温度により制御で
きる管部材３が被せられ，そのつば部分3aを前記熱絶縁
基盤２に止めネジ４で固定して，内壁面に溝を施した管
部材３の外部（外周）に前記温度を制御する加熱体５を
巻き付けたものである。ここに、管部材３は熱良導体の
金属パイプでなり，アルミニウムをアルマイト処理して
絶縁皮膜を施したものである。
が熱絶縁部材でなる熱絶縁基盤２にロー付けして取り付
けられ，さらに，該素材１には、水素分子流のみを通過
させ，その通過した水素分子の流量を温度により制御で
きる管部材３が被せられ，そのつば部分3aを前記熱絶縁
基盤２に止めネジ４で固定して，内壁面に溝を施した管
部材３の外部（外周）に前記温度を制御する加熱体５を
巻き付けたものである。ここに、管部材３は熱良導体の
金属パイプでなり，アルミニウムをアルマイト処理して
絶縁皮膜を施したものである。
すなわち、水素分子流のみを通過させ，温度変化により
通過流量を制御できる素材１を内蔵する管部材３と、該
管部材の外部に備えられた加熱体（以下、加熱線とい
う）５と、前記素材１を該管部材３内に止めネジ４で保
持し，かつ，前記水素分子流を通過させるとともに，熱
的に該管部材３側と他側（水素ボンベ側）とを絶縁する
熱絶縁部材でなる熱絶縁基盤２とで構成されている。
通過流量を制御できる素材１を内蔵する管部材３と、該
管部材の外部に備えられた加熱体（以下、加熱線とい
う）５と、前記素材１を該管部材３内に止めネジ４で保
持し，かつ，前記水素分子流を通過させるとともに，熱
的に該管部材３側と他側（水素ボンベ側）とを絶縁する
熱絶縁部材でなる熱絶縁基盤２とで構成されている。
ここに，素材としては，銀20〜25％とパラジウム80〜75
％とからなる合金を使用した。
％とからなる合金を使用した。
なお、上記した第１図と第２図の実施例における相違点
は，熱絶縁基盤の構造上にある。
は，熱絶縁基盤の構造上にある。
以下このことについて，詳細に説明する。
第１図の実施例の熱絶縁基盤２は、セラミック材を円板
状に加工し，その加工した中心附近に前記素材１の一方
の端部をロー付けするためのステンレスパイプ2cと，前
記加熱線５の端子5a及び5bをそれぞれ埋め込むための貫
通穴2aと2bを有する構造となっている。
状に加工し，その加工した中心附近に前記素材１の一方
の端部をロー付けするためのステンレスパイプ2cと，前
記加熱線５の端子5a及び5bをそれぞれ埋め込むための貫
通穴2aと2bを有する構造となっている。
第２図の実施例の熱絶縁基盤６は、セラミック円筒6aの
両端部にそれぞれコバルを主成分とするコバル円筒6bと
6cをロー付けし，さらに，該コバル円筒6bと6cの端部に
それぞれ金属フランジ14とフランジ6dをロー付けする構
造とし，熱絶縁を計るとともに両端ロー付けができる構
造となっている。
両端部にそれぞれコバルを主成分とするコバル円筒6bと
6cをロー付けし，さらに，該コバル円筒6bと6cの端部に
それぞれ金属フランジ14とフランジ6dをロー付けする構
造とし，熱絶縁を計るとともに両端ロー付けができる構
造となっている。
つぎに，本発明に係る水素流量制御弁を、配管に封入し
た状態をフランジとの関係において，以下、図に基づい
て説明する。
た状態をフランジとの関係において，以下、図に基づい
て説明する。
第３図と第４図は、第１図と第２図に示した本発明に係
る水素流量制御弁に対応する使用例を示したものであ
り，いずれも水素流を通過させる配管に接続させる構造
にしたものである。
る水素流量制御弁に対応する使用例を示したものであ
り，いずれも水素流を通過させる配管に接続させる構造
にしたものである。
まず，第３図に基づいて説明すると，第１図に示した熱
絶縁部材でなる熱絶縁基盤２に、加熱線５を引き出すた
めの第１の真空接続端子７と第２の真空接続端子８をロ
ー付けにて封入するとともに，第１の金属配管９と第２
の金属配管10のそれぞれの一端面をロー付けにて装着
し，該第１の金属配管９と第２の金属配管10のそれぞれ
の他端面に第１の真空接続用フランジ11と第２の真空接
続用フランジ12をロー付けし，真空配管との接続を容易
にしたものである。
絶縁部材でなる熱絶縁基盤２に、加熱線５を引き出すた
めの第１の真空接続端子７と第２の真空接続端子８をロ
ー付けにて封入するとともに，第１の金属配管９と第２
の金属配管10のそれぞれの一端面をロー付けにて装着
し，該第１の金属配管９と第２の金属配管10のそれぞれ
の他端面に第１の真空接続用フランジ11と第２の真空接
続用フランジ12をロー付けし，真空配管との接続を容易
にしたものである。
つぎに第４図では、第２図に示した熱絶縁部材でなる熱
絶縁基盤６の端面に，金属フランジ14をロー付けし，本
発明に係る水素流量制御弁をＴ形真空配管15の一方の側
面口より該金属フランジ14に差し込み固定し，さらに，
前記Ｔ形真空配管15の中間口にロー付けされた真空導入
端子盤16から加熱線５を引き出せるようにしたものであ
る。
絶縁基盤６の端面に，金属フランジ14をロー付けし，本
発明に係る水素流量制御弁をＴ形真空配管15の一方の側
面口より該金属フランジ14に差し込み固定し，さらに，
前記Ｔ形真空配管15の中間口にロー付けされた真空導入
端子盤16から加熱線５を引き出せるようにしたものであ
る。
なお、上記した第３図と第４図の実施例における相違点
は，配管の構造上にあるが、いずれの構造もパラジウム
弁が、真空中で動作し，リークを生じないこと、かつ、
通常規格のフランジと容易に接続が計れるようにしてあ
ること並びにパラジウム弁と真空配管の熱絶縁が計れる
ようになっている。そのため，第３図の実施例では，第
１の真空接続用フランジ側にパラジウム弁の管部材より
太い第１の金属配管をロー付けし，第２の真空接続用フ
ランジ側に加熱線引出し用の端子を挿入する貫通穴が設
けてあるつば部分と同程度の太さの第２の金属配管をロ
ー付けしている。
は，配管の構造上にあるが、いずれの構造もパラジウム
弁が、真空中で動作し，リークを生じないこと、かつ、
通常規格のフランジと容易に接続が計れるようにしてあ
ること並びにパラジウム弁と真空配管の熱絶縁が計れる
ようになっている。そのため，第３図の実施例では，第
１の真空接続用フランジ側にパラジウム弁の管部材より
太い第１の金属配管をロー付けし，第２の真空接続用フ
ランジ側に加熱線引出し用の端子を挿入する貫通穴が設
けてあるつば部分と同程度の太さの第２の金属配管をロ
ー付けしている。
また、第４図の実施例では，パラジウム弁の加熱線を真
空外に取り出し易いようにするために中間口に真空導入
端子盤の取り付けができる通常規格のＴ形真空配管を使
用し，パラジウム弁の金属フランジ14を該Ｔ形真空配管
の一端面と水素供給配管にて共じめする構造としてい
る。
空外に取り出し易いようにするために中間口に真空導入
端子盤の取り付けができる通常規格のＴ形真空配管を使
用し，パラジウム弁の金属フランジ14を該Ｔ形真空配管
の一端面と水素供給配管にて共じめする構造としてい
る。
本発明に係る水素流量制御弁を用いた水素メーザの水素
供給系統の動作について，第５図に示した一実施例に基
づき説明する。
供給系統の動作について，第５図に示した一実施例に基
づき説明する。
水素ボンベ18に加圧封入されている水素は、減圧弁19で
大気圧に減圧され、第１の真空配管20を通して本発明に
係る水素流量制御弁13に導びかれる。そして、水素流量
制御弁13に導びかれた水素流量は、加熱線電流制御器22
からの制御電流により温度制御され，第２の真空配管21
を通して放電管23に供給される。その供給された水素分
子は、放電管23内にて放電発振器24の励振を受け、プラ
ズマ放電を起し、水素原子に解離され、メーザ発振部26
に供給される。この場合、放電管23内への水素流量は，
メーザ発振周波数の安定度に大きく影響をおよぼすの
で、常に一定に保つ必要がある。そのため、前記第２の
真空配管21に真空計25を取り付け、該第２の真空配管21
の真空度を測定するとともに、その測定した該当時の圧
力に比例した電気的信号を前記加熱線電流制御器22に加
え、前記制御電流の制御をなし，帰還制御を行なわしめ
るようにしている。
大気圧に減圧され、第１の真空配管20を通して本発明に
係る水素流量制御弁13に導びかれる。そして、水素流量
制御弁13に導びかれた水素流量は、加熱線電流制御器22
からの制御電流により温度制御され，第２の真空配管21
を通して放電管23に供給される。その供給された水素分
子は、放電管23内にて放電発振器24の励振を受け、プラ
ズマ放電を起し、水素原子に解離され、メーザ発振部26
に供給される。この場合、放電管23内への水素流量は，
メーザ発振周波数の安定度に大きく影響をおよぼすの
で、常に一定に保つ必要がある。そのため、前記第２の
真空配管21に真空計25を取り付け、該第２の真空配管21
の真空度を測定するとともに、その測定した該当時の圧
力に比例した電気的信号を前記加熱線電流制御器22に加
え、前記制御電流の制御をなし，帰還制御を行なわしめ
るようにしている。
つぎに、本発明の特性について説明する。
第６図は、従来技術と本発明の素材についての制御特性
を示したもので、これより加熱線には従来に比べて少な
い加熱電流で従来と同程度またはそれ以上の水素流量制
御弁圧の制御が可能であることがわかる。縦軸は水素流
量制御弁圧を，横軸はパラジュム弁の加熱電流を示す。
を示したもので、これより加熱線には従来に比べて少な
い加熱電流で従来と同程度またはそれ以上の水素流量制
御弁圧の制御が可能であることがわかる。縦軸は水素流
量制御弁圧を，横軸はパラジュム弁の加熱電流を示す。
以上，述べたように従来の水素流量制御弁においては、
管部材の素材であるパラジュム管を直接加熱していなか
ったため，該素材に対する熱伝導率が良くなかった。ま
た、該管部材を固定する熱絶縁基盤としてステンレス製
の真空フランジを使用していたために熱容量が大きくな
り，制御電流の増大をまねくとともに制御時定数が長く
なり，制御精度を劣化させる欠点があった。そこで、管
部材として内壁面に溝をほどこし、外壁に電気的絶縁処
理を施した熱伝導の良い金属パイプを用いることによ
り，また、管部材を固定する基盤を熱絶縁部材とするこ
とにより、それぞれ制御精度と即応答性の改善と熱容量
小に伴い制御電流の低減が計れ、信頼性の大幅な向上を
図ることができた水素流量制御弁を供給できる。
管部材の素材であるパラジュム管を直接加熱していなか
ったため，該素材に対する熱伝導率が良くなかった。ま
た、該管部材を固定する熱絶縁基盤としてステンレス製
の真空フランジを使用していたために熱容量が大きくな
り，制御電流の増大をまねくとともに制御時定数が長く
なり，制御精度を劣化させる欠点があった。そこで、管
部材として内壁面に溝をほどこし、外壁に電気的絶縁処
理を施した熱伝導の良い金属パイプを用いることによ
り，また、管部材を固定する基盤を熱絶縁部材とするこ
とにより、それぞれ制御精度と即応答性の改善と熱容量
小に伴い制御電流の低減が計れ、信頼性の大幅な向上を
図ることができた水素流量制御弁を供給できる。
【図面の簡単な説明】 第１図と第２図は本発明に係る水素流量制御弁の構成図
を示す。第３図と第４図は，それぞれ第１図と第２図に
示した水素流量制御弁を配管に封入した状態を示した実
施例である。第５図は本発明を使用した水素供給系統を
示した図である。第６図は本発明と従来技術の制御特性
の比較を示した図である。第７図は従来の水素メーザ本
体の模式図を示す。 図において、１は素材、２は熱絶縁基盤,2aと2bは貫通
穴,2cはステンレスパイプ、３は管材部、3aはつば部
分、４は止めネジ、５は加熱体（加熱線）,5aと5bは端
子、６は熱絶縁基盤,6aはセラミック円筒,6bと6cはコバ
ル円筒,6dはフランジ、７は第１の真空接続端子、８は
第２の真空接続端子、９は第１の金属配管、10は第２の
金属配管、11は第１の真空接続用フランジ、12は第２の
真空接続用フランジ、13は水素流量制御弁、14は金属フ
ランジ、15はＴ形真空配管、16は真空導入端子盤、17は
パラジウム弁、18は水素ボンベ、19は減圧弁、20は第１
の真空配管、21は第２の真空配管、22は加熱線電流制御
器、23は放電管、24は放電発振器、25は真空計、26はメ
ーザ発振部、27は放電用高周波発振器、28は水素圧制御
用電流源、29は準位選別マグネット、30は水素蓄積球、
31は空胴共振器、32は温度制御用ヒータ、33はソレノイ
ドコイル円筒、34は磁気シールド、35は真空ベルジャ
ー、36は出力用ループアンテナ、37はイオンポンプをそ
れぞれ示す。
を示す。第３図と第４図は，それぞれ第１図と第２図に
示した水素流量制御弁を配管に封入した状態を示した実
施例である。第５図は本発明を使用した水素供給系統を
示した図である。第６図は本発明と従来技術の制御特性
の比較を示した図である。第７図は従来の水素メーザ本
体の模式図を示す。 図において、１は素材、２は熱絶縁基盤,2aと2bは貫通
穴,2cはステンレスパイプ、３は管材部、3aはつば部
分、４は止めネジ、５は加熱体（加熱線）,5aと5bは端
子、６は熱絶縁基盤,6aはセラミック円筒,6bと6cはコバ
ル円筒,6dはフランジ、７は第１の真空接続端子、８は
第２の真空接続端子、９は第１の金属配管、10は第２の
金属配管、11は第１の真空接続用フランジ、12は第２の
真空接続用フランジ、13は水素流量制御弁、14は金属フ
ランジ、15はＴ形真空配管、16は真空導入端子盤、17は
パラジウム弁、18は水素ボンベ、19は減圧弁、20は第１
の真空配管、21は第２の真空配管、22は加熱線電流制御
器、23は放電管、24は放電発振器、25は真空計、26はメ
ーザ発振部、27は放電用高周波発振器、28は水素圧制御
用電流源、29は準位選別マグネット、30は水素蓄積球、
31は空胴共振器、32は温度制御用ヒータ、33はソレノイ
ドコイル円筒、34は磁気シールド、35は真空ベルジャ
ー、36は出力用ループアンテナ、37はイオンポンプをそ
れぞれ示す。
Claims (1)
- 【請求項１】水素分子流のみを通過させ、温度により通
過流量を制御することができる素材(1)を内臓する熱良
導体である管部材(3)と；該管部材(3)の外部に備えられ
た加熱体(5)と；前記素材(1)を該管部材(3)内に保持
し，かつ，前記水素分子流を通過させるとともに、熱的
に該管部材(3)側と他側とを絶縁する熱絶縁部材でなる
熱絶縁基盤(2)とを備えた水素流量制御弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14291887A JPH0734486B2 (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | 水素流量制御弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14291887A JPH0734486B2 (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | 水素流量制御弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63306680A JPS63306680A (ja) | 1988-12-14 |
| JPH0734486B2 true JPH0734486B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=15326652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14291887A Expired - Lifetime JPH0734486B2 (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | 水素流量制御弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0734486B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2573879Y2 (ja) * | 1991-03-29 | 1998-06-04 | アンリツ株式会社 | 水素メーザ標準器用放電管 |
-
1987
- 1987-06-08 JP JP14291887A patent/JPH0734486B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63306680A (ja) | 1988-12-14 |
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