JPH0750208A - 超電導コイルのクエンチ検出装置 - Google Patents
超電導コイルのクエンチ検出装置Info
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- JPH0750208A JPH0750208A JP21358293A JP21358293A JPH0750208A JP H0750208 A JPH0750208 A JP H0750208A JP 21358293 A JP21358293 A JP 21358293A JP 21358293 A JP21358293 A JP 21358293A JP H0750208 A JPH0750208 A JP H0750208A
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- 238000010791 quenching Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 title abstract description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
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- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、安定して正確にしかも簡易に超電導
コイルのクエンチを検出できるクエンチ検出装置を提供
することを目的とする。 【構成】超電導コイルと、前記超電導コイルを励磁する
ための電源と、前記超電導コイルの両端部との間で第１
の発生電圧を検出すると共に前記超電導コイルの任意の
２点との間で第２の発生電圧を検出するように接続され
たクエンチ検出器とを具備し、第１および第２の発生電
圧との差が所定量となったときにクエンチを検出するこ
とを特徴としている。
コイルのクエンチを検出できるクエンチ検出装置を提供
することを目的とする。 【構成】超電導コイルと、前記超電導コイルを励磁する
ための電源と、前記超電導コイルの両端部との間で第１
の発生電圧を検出すると共に前記超電導コイルの任意の
２点との間で第２の発生電圧を検出するように接続され
たクエンチ検出器とを具備し、第１および第２の発生電
圧との差が所定量となったときにクエンチを検出するこ
とを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導コイルのクエン
チ検出装置に関する。
チ検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超電導体は、極低温に冷却されたときに
常電導状態から超電導状態に転移して抵抗が零となる。
このような超電導体では、印加される磁界や電界、また
は環境温度の変化により、部分的に超電導状態が破れて
常電導状態となる、すなわちクエンチが起こることがあ
る。超電導体は、常電導状態では抵抗の高い物質である
ので、クエンチが起こると部分的に抵抗が上る。例え
ば、超電導体を使用した超電導コイルでは、通電中にク
エンチが起こるとコイルを構成する超電導線が発熱し、
最悪の場合には超電導線が焼損してしまうことがある。
したがって、このような結果を招く前に事前にクエンチ
を検出し、適切な対応により超電導コイルを保護するこ
とが重要である。
常電導状態から超電導状態に転移して抵抗が零となる。
このような超電導体では、印加される磁界や電界、また
は環境温度の変化により、部分的に超電導状態が破れて
常電導状態となる、すなわちクエンチが起こることがあ
る。超電導体は、常電導状態では抵抗の高い物質である
ので、クエンチが起こると部分的に抵抗が上る。例え
ば、超電導体を使用した超電導コイルでは、通電中にク
エンチが起こるとコイルを構成する超電導線が発熱し、
最悪の場合には超電導線が焼損してしまうことがある。
したがって、このような結果を招く前に事前にクエンチ
を検出し、適切な対応により超電導コイルを保護するこ
とが重要である。
【０００３】従来、超電導コイルのクエンチを検出する
方法として、主にブリッジ法と端子電圧法が採用されて
いる。ブリッジ法は、図４に示すように、超電導コイル
３０に電圧タップ３１ａ〜３１ｃを設けて計測線を取り
出し、抵抗器３２および可変抵抗器３３によりブリッジ
を構成し、クエンチ時のブリッジのアンバランスを検流
計３４で検知することによりクエンチを検出するもので
ある。一方、端子電圧法は、図５に示すように、超電導
コイル３０に電圧タップ３１ａ，３１ｂを設けて計測線
を取り出し、これから求められる端子電圧をリファレン
ス３５における基準値と比較してクエンチを検出するも
のである。
方法として、主にブリッジ法と端子電圧法が採用されて
いる。ブリッジ法は、図４に示すように、超電導コイル
３０に電圧タップ３１ａ〜３１ｃを設けて計測線を取り
出し、抵抗器３２および可変抵抗器３３によりブリッジ
を構成し、クエンチ時のブリッジのアンバランスを検流
計３４で検知することによりクエンチを検出するもので
ある。一方、端子電圧法は、図５に示すように、超電導
コイル３０に電圧タップ３１ａ，３１ｂを設けて計測線
を取り出し、これから求められる端子電圧をリファレン
ス３５における基準値と比較してクエンチを検出するも
のである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブリッ
ジ法では、常電導部分がタップ位置に関して対称に分布
する場合、すなわち常電導部分の電圧が電圧タップ３１
ａ−３１ｂ間と電圧タップ３１ｂ−３１ｃ間で等しい場
合は原理的にクエンチを検出することができない。
ジ法では、常電導部分がタップ位置に関して対称に分布
する場合、すなわち常電導部分の電圧が電圧タップ３１
ａ−３１ｂ間と電圧タップ３１ｂ−３１ｃ間で等しい場
合は原理的にクエンチを検出することができない。
【０００５】端子電圧法では、リファレンス３５として
常電導物質からなるコイルを組み込んだ回路を使用し、
このコイルの両端部の間の誘起電圧Ｌ（di／dt）をリフ
ァレンス電圧としている。この場合、リファレンス３５
内を通電する電流は、常電導物質からなるコイルを通る
際にジュール熱となり、損失が生じる。また、常電導物
質からなるコイルの抵抗値は温度により変化するので、
装置を動作させる環境温度によりクエンチ検出レベルが
異なる。したがって、できるだけ早くクエンチを検出
し、適切な対応により超電導コイルを保護することが必
要である。
常電導物質からなるコイルを組み込んだ回路を使用し、
このコイルの両端部の間の誘起電圧Ｌ（di／dt）をリフ
ァレンス電圧としている。この場合、リファレンス３５
内を通電する電流は、常電導物質からなるコイルを通る
際にジュール熱となり、損失が生じる。また、常電導物
質からなるコイルの抵抗値は温度により変化するので、
装置を動作させる環境温度によりクエンチ検出レベルが
異なる。したがって、できるだけ早くクエンチを検出
し、適切な対応により超電導コイルを保護することが必
要である。
【０００６】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、安定して正確にしかも簡易に超電導コイルのクエ
ンチを検出できるクエンチ検出装置を提供することを目
的とする。
あり、安定して正確にしかも簡易に超電導コイルのクエ
ンチを検出できるクエンチ検出装置を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、超電導コイル
と、前記超電導コイルを励磁するための電源と、前記超
電導コイルの両端部との間で第１の発生電圧を検出する
と共に前記超電導コイルの任意の２点との間で第２の発
生電圧を検出するように接続されたクエンチ検出器とを
具備し、第１および第２の発生電圧との差が所定量とな
ったときにクエンチを検出することを特徴とする超電導
コイルのクエンチ検出装置を提供する。本発明におい
て、第２の発生電圧が前記超電導コイルの少なくとも２
か所で検出されるように、前記超電導コイルと前記クエ
ンチ検出器とが接続されていることが好ましい。
と、前記超電導コイルを励磁するための電源と、前記超
電導コイルの両端部との間で第１の発生電圧を検出する
と共に前記超電導コイルの任意の２点との間で第２の発
生電圧を検出するように接続されたクエンチ検出器とを
具備し、第１および第２の発生電圧との差が所定量とな
ったときにクエンチを検出することを特徴とする超電導
コイルのクエンチ検出装置を提供する。本発明におい
て、第２の発生電圧が前記超電導コイルの少なくとも２
か所で検出されるように、前記超電導コイルと前記クエ
ンチ検出器とが接続されていることが好ましい。
【０００８】ここで、超電導コイルに使用される超電導
体としては、ＮｂＴｉ等を挙げることができる。また、
超電導コイルとして、複数の要素コイルを積層したもの
を用いることができる。
体としては、ＮｂＴｉ等を挙げることができる。また、
超電導コイルとして、複数の要素コイルを積層したもの
を用いることができる。
【０００９】第２の発生電圧を検出するためにクエンチ
検出器に接続する超電導コイルの部分は、超電導コイル
の外側であることが好ましい。これは、超電導コイルの
内側や中央部は磁場が強く、クエンチし易いからであ
る。
検出器に接続する超電導コイルの部分は、超電導コイル
の外側であることが好ましい。これは、超電導コイルの
内側や中央部は磁場が強く、クエンチし易いからであ
る。
【００１０】
【作用】本発明にかかる超電導コイルのクエンチ検出装
置は、超電導コイルの両端部との間で第１の発生電圧を
検出すると共に同じ超電導コイルの任意の２点との間で
第２の発生電圧を検出するように接続されたクエンチ検
出器とを具備し、第１および第２の発生電圧との差が所
定量となったときにクエンチを検出することを特徴とし
ている。
置は、超電導コイルの両端部との間で第１の発生電圧を
検出すると共に同じ超電導コイルの任意の２点との間で
第２の発生電圧を検出するように接続されたクエンチ検
出器とを具備し、第１および第２の発生電圧との差が所
定量となったときにクエンチを検出することを特徴とし
ている。
【００１１】超電導コイルから第２の発生電圧をリファ
レンス電圧として検出するので、通電電流のジュール熱
による損失がなく、安定してクエンチを検出することが
できる。また、第２の発生電圧は、超電導コイルから検
出されるため、環境温度による抵抗変化がないので変動
せず、装置を動作させる環境温度にかかわらず一定の精
度でクエンチ検出を行うことができる。
レンス電圧として検出するので、通電電流のジュール熱
による損失がなく、安定してクエンチを検出することが
できる。また、第２の発生電圧は、超電導コイルから検
出されるため、環境温度による抵抗変化がないので変動
せず、装置を動作させる環境温度にかかわらず一定の精
度でクエンチ検出を行うことができる。
【００１２】本発明において、第２の発生電圧が超電導
コイルの少なくとも２か所で検出されるように、超電導
コイルとクエンチ検出器とが接続されていることによ
り、第２の発生電圧を検出する領域でクエンチが発生し
た場合であっても、第２の発生電圧を検出することがで
き、クエンチを確実に検出することができる。
コイルの少なくとも２か所で検出されるように、超電導
コイルとクエンチ検出器とが接続されていることによ
り、第２の発生電圧を検出する領域でクエンチが発生し
た場合であっても、第２の発生電圧を検出することがで
き、クエンチを確実に検出することができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して具体
的に説明する。
的に説明する。
【００１４】図１は本発明にかかる超電導コイルのクエ
ンチ検出装置に使用する超電導コイルを示す正面図であ
る。また、図２は本発明にかかる超電導コイルのクエン
チ検出装置の回路図である。図中１０はＮｂＴｉからな
る超電導線を巻回してなる超電導コイルを示す。この超
電導コイル１０は、要素コイル１０ａを１２個積層して
なるものである。この超電導コイル１０には、第１の発
生電圧、すなわち超電導コイル全体の発生電圧を検出す
るための一対の電圧タップ１１ａと、第２の発生電圧、
すなわちリファレンス電圧を検出するための一対の電圧
タップ１１ｂが設けられている。具体的には、一対の電
圧タップ１１ａは、超電導コイル１０の外側の上下端に
設けられており、一対の電圧タップ１１ｂは、上から２
番目の要素コイル１０ａの外側の任意の部分に設けられ
ている。それぞれの電圧タップ１１ａ，１１ｂはクエン
チ検出器１２に接続されている。一方、超電導コイル１
０は、電源１３に接続されており、電源１３により励磁
されるようになっている。このようにして本発明にかか
るクエンチ検出装置は構成されている。
ンチ検出装置に使用する超電導コイルを示す正面図であ
る。また、図２は本発明にかかる超電導コイルのクエン
チ検出装置の回路図である。図中１０はＮｂＴｉからな
る超電導線を巻回してなる超電導コイルを示す。この超
電導コイル１０は、要素コイル１０ａを１２個積層して
なるものである。この超電導コイル１０には、第１の発
生電圧、すなわち超電導コイル全体の発生電圧を検出す
るための一対の電圧タップ１１ａと、第２の発生電圧、
すなわちリファレンス電圧を検出するための一対の電圧
タップ１１ｂが設けられている。具体的には、一対の電
圧タップ１１ａは、超電導コイル１０の外側の上下端に
設けられており、一対の電圧タップ１１ｂは、上から２
番目の要素コイル１０ａの外側の任意の部分に設けられ
ている。それぞれの電圧タップ１１ａ，１１ｂはクエン
チ検出器１２に接続されている。一方、超電導コイル１
０は、電源１３に接続されており、電源１３により励磁
されるようになっている。このようにして本発明にかか
るクエンチ検出装置は構成されている。
【００１５】このクエンチ検出装置において、電源１３
により超電導コイル１０が励磁されると、超電導コイル
１０の電圧タップ１１ａ間で第１の発生電圧Ｅ1 が生
じ、電圧タップ１１ｂ間でリファレンス電圧である第２
の発生電圧Ｅ2 が生じる。この第１および第２の発生電
圧Ｅ1 ，Ｅ2 は、クエンチ検出器１２において検出され
る。検出された第１および第２の発生電圧Ｅ1 ，Ｅ
2 は、クエンチ検出のために比較される。この場合、電
圧タップ１１ａ間と電圧タップ１１ｂ間のインダクタン
スはそれぞれ異なるために、第１および第２の発生電圧
Ｅ1 ，Ｅ2 の比較の際に補正が必要となる。クエンチ検
出器１２では、第１の発生電圧Ｅ1 と、第１の発生電圧
Ｅ1 と大きさが等しくなるように増幅され補正された第
２の発生電圧αＥ2 （α：比例定数）と、の差を算出す
る。この差Ｅ1 −αＥ2 がクエンチ発生と判断される臨
界値Ｅｑを超えたときに、クエンチが発生したと判断す
る。
により超電導コイル１０が励磁されると、超電導コイル
１０の電圧タップ１１ａ間で第１の発生電圧Ｅ1 が生
じ、電圧タップ１１ｂ間でリファレンス電圧である第２
の発生電圧Ｅ2 が生じる。この第１および第２の発生電
圧Ｅ1 ，Ｅ2 は、クエンチ検出器１２において検出され
る。検出された第１および第２の発生電圧Ｅ1 ，Ｅ
2 は、クエンチ検出のために比較される。この場合、電
圧タップ１１ａ間と電圧タップ１１ｂ間のインダクタン
スはそれぞれ異なるために、第１および第２の発生電圧
Ｅ1 ，Ｅ2 の比較の際に補正が必要となる。クエンチ検
出器１２では、第１の発生電圧Ｅ1 と、第１の発生電圧
Ｅ1 と大きさが等しくなるように増幅され補正された第
２の発生電圧αＥ2 （α：比例定数）と、の差を算出す
る。この差Ｅ1 −αＥ2 がクエンチ発生と判断される臨
界値Ｅｑを超えたときに、クエンチが発生したと判断す
る。
【００１６】第２の発生電圧Ｅ2 としては、超電導コイ
ル１０の電圧タップ１１ｂ間で生じたものを検出してい
るので、通電電流がジュール熱による損失を伴わず、常
電導物質からなるコイルを使用したときに得られる発生
電圧より正確である。また、電圧タップ１１ｂ間におい
ては、抵抗を考慮する必要がないため、温度変化による
抵抗の変化に起因する第２の発生電圧検出の不安定性が
なくなり、安定してクエンチを検出できる。
ル１０の電圧タップ１１ｂ間で生じたものを検出してい
るので、通電電流がジュール熱による損失を伴わず、常
電導物質からなるコイルを使用したときに得られる発生
電圧より正確である。また、電圧タップ１１ｂ間におい
ては、抵抗を考慮する必要がないため、温度変化による
抵抗の変化に起因する第２の発生電圧検出の不安定性が
なくなり、安定してクエンチを検出できる。
【００１７】さらに、超電導コイルの他にリファレンス
として常電導物質からなるコイルを用いる必要がないの
で、装置の小型化を図ることができる。
として常電導物質からなるコイルを用いる必要がないの
で、装置の小型化を図ることができる。
【００１８】本実施例では、第２の発生電圧Ｅ2 を１か
所で検出した場合について説明したが、図３に示すよう
に、電圧タップ２０ａおよび２０ｂを設け、電圧タップ
１１ａと電圧タップ２０ａとの間、並びに電圧タップ２
０ａと電圧タップ２０ｂとの間で２つの第２の発生電圧
を検出するようにしてもよい。これにより、電圧タップ
１１ａと電圧タップ２０ａとの間、または電圧タップ２
０ａと電圧タップ２０ｂとの間の一方の領域でクエンチ
が発生しても、他方の領域で検出される第２の発生電圧
を用いることによりクエンチを検出することができる。
所で検出した場合について説明したが、図３に示すよう
に、電圧タップ２０ａおよび２０ｂを設け、電圧タップ
１１ａと電圧タップ２０ａとの間、並びに電圧タップ２
０ａと電圧タップ２０ｂとの間で２つの第２の発生電圧
を検出するようにしてもよい。これにより、電圧タップ
１１ａと電圧タップ２０ａとの間、または電圧タップ２
０ａと電圧タップ２０ｂとの間の一方の領域でクエンチ
が発生しても、他方の領域で検出される第２の発生電圧
を用いることによりクエンチを検出することができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明した如く本発明の超電導コイル
のクエンチ検出装置は、超電導コイルの両端部との間で
第１の発生電圧を検出すると共に同じ超電導コイルの任
意の２点との間で第２の発生電圧を検出するように接続
されたクエンチ検出器とを具備し、第１および第２の発
生電圧との差が所定量となったときにクエンチを検出す
るので、安定して正確にしかも簡易に超電導コイルのク
エンチを検出できるものである。また、本発明の超電導
コイルのクエンチ検出装置は、第２の発生電圧をリファ
レンス電圧とするので、別にリファレンスを設置する必
要がなく、小型化が可能である。
のクエンチ検出装置は、超電導コイルの両端部との間で
第１の発生電圧を検出すると共に同じ超電導コイルの任
意の２点との間で第２の発生電圧を検出するように接続
されたクエンチ検出器とを具備し、第１および第２の発
生電圧との差が所定量となったときにクエンチを検出す
るので、安定して正確にしかも簡易に超電導コイルのク
エンチを検出できるものである。また、本発明の超電導
コイルのクエンチ検出装置は、第２の発生電圧をリファ
レンス電圧とするので、別にリファレンスを設置する必
要がなく、小型化が可能である。
【図１】本発明にかかる超電導コイルのクエンチ検出装
置に使用する超電導コイルを示す正面図。
置に使用する超電導コイルを示す正面図。
【図２】本発明にかかる超電導コイルのクエンチ検出装
置の一実施例の回路図。
置の一実施例の回路図。
【図３】本発明にかかる超電導コイルのクエンチ検出装
置の他の実施例の回路図。
置の他の実施例の回路図。
【図４】ブリッジ法によるクエンチ検出を説明するため
の回路図。
の回路図。
【図５】端子電圧法によるクエンチ検出を説明するため
の回路図。
の回路図。
１０…超電導コイル、１０ａ…要素コイル、１１ａ，１
１ｂ，２０ａ，２０ｂ…電圧タップ、１２…クエンチ検
出器、１３…電源。
１ｂ，２０ａ，２０ｂ…電圧タップ、１２…クエンチ検
出器、１３…電源。
Claims (2)
- 【請求項１】 超電導コイルと、前記超電導コイルを励
磁するための電源と、前記超電導コイルの両端部との間
で第１の発生電圧を検出すると共に前記超電導コイルの
任意の２点との間で第２の発生電圧を検出するように接
続されたクエンチ検出器とを具備し、第１および第２の
発生電圧との差が所定量となったときにクエンチを検出
することを特徴とする超電導コイルのクエンチ検出装
置。 - 【請求項２】 前記第２の発生電圧が前記超電導コイル
の少なくとも２か所で検出されるように、前記超電導コ
イルと前記クエンチ検出器とが接続されている請求項１
記載の超電導コイルのクエンチ検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21358293A JP2500364B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 超電導コイルのクエンチ検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21358293A JP2500364B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 超電導コイルのクエンチ検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0750208A true JPH0750208A (ja) | 1995-02-21 |
| JP2500364B2 JP2500364B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=16641592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21358293A Expired - Lifetime JP2500364B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 超電導コイルのクエンチ検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2500364B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008056314A1 (en) * | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Detecting quench in a magnetic resonance examination system |
-
1993
- 1993-08-06 JP JP21358293A patent/JP2500364B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008056314A1 (en) * | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Detecting quench in a magnetic resonance examination system |
| US8134368B2 (en) | 2006-11-10 | 2012-03-13 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Detecting quench in a magnetic resonance examination system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2500364B2 (ja) | 1996-05-29 |
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