JPH0835875A - 液体ヘリウム容器におけるレベル検出回路 - Google Patents
液体ヘリウム容器におけるレベル検出回路Info
- Publication number
- JPH0835875A JPH0835875A JP6171499A JP17149994A JPH0835875A JP H0835875 A JPH0835875 A JP H0835875A JP 6171499 A JP6171499 A JP 6171499A JP 17149994 A JP17149994 A JP 17149994A JP H0835875 A JPH0835875 A JP H0835875A
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- JP
- Japan
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- liquid helium
- superconducting wire
- heating
- detection circuit
- container
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 容器の種類などによらず常に理想的な通電を
行うことのできる液体ヘリウム容器におけるレベル検出
回路を提供する 【構成】 断熱容器１内に収容されている液体ヘリウム
に、下端部が接地された超電導線３が垂直に挿入されて
いる。超電導線３の上端部には発熱用抵抗４が接続され
ており、この超電導線３と抵抗４の直列回路にスイッチ
ングトランジスタ５を介して電源−ＶDDから電流が供給
される。制御回路８はＡ−Ｄ変換器９を介して送られて
くる検出回路６からの検出信号−Ｅx を監視し、測定開
始から変動し始めた検出信号が安定した時点で終了信号
を発生しトランジスタ５へ送って、抵抗４への電流の供
給を停止させる。
行うことのできる液体ヘリウム容器におけるレベル検出
回路を提供する 【構成】 断熱容器１内に収容されている液体ヘリウム
に、下端部が接地された超電導線３が垂直に挿入されて
いる。超電導線３の上端部には発熱用抵抗４が接続され
ており、この超電導線３と抵抗４の直列回路にスイッチ
ングトランジスタ５を介して電源−ＶDDから電流が供給
される。制御回路８はＡ−Ｄ変換器９を介して送られて
くる検出回路６からの検出信号−Ｅx を監視し、測定開
始から変動し始めた検出信号が安定した時点で終了信号
を発生しトランジスタ５へ送って、抵抗４への電流の供
給を停止させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体ヘリウム容器にお
ける液体ヘリウムレベル検出回路に関するものである。
ける液体ヘリウムレベル検出回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１は、超電導磁石などに使用される液
体ヘリウムの容器内の残量を検出する検出回路の一例を
示している。図において、断熱容器１内に収容されてい
る液体ヘリウム２に、下端部が接地された超電導線３が
垂直に挿入されている。超電導線３の上端部には発熱用
抵抗４が接続されており、この超電導線３と抵抗４の直
列回路にスイッチング回路５を介して電源−ＶDDから電
流が供給される。６は抵抗４と超電導線３の接続部Ａの
電位を検出する検出回路、７はスイッチング回路５をオ
ンオフするためのパルスを発生するパルス発生回路であ
る。
体ヘリウムの容器内の残量を検出する検出回路の一例を
示している。図において、断熱容器１内に収容されてい
る液体ヘリウム２に、下端部が接地された超電導線３が
垂直に挿入されている。超電導線３の上端部には発熱用
抵抗４が接続されており、この超電導線３と抵抗４の直
列回路にスイッチング回路５を介して電源−ＶDDから電
流が供給される。６は抵抗４と超電導線３の接続部Ａの
電位を検出する検出回路、７はスイッチング回路５をオ
ンオフするためのパルスを発生するパルス発生回路であ
る。
【０００３】上記構成において、超電導線３の液体ヘリ
ウムに浸っている部分はもちろん、浸っていない部分も
液体ヘリウムに浸っている部分からの熱伝導により４Ｋ
以下になり、超電導状態になっている。
ウムに浸っている部分はもちろん、浸っていない部分も
液体ヘリウムに浸っている部分からの熱伝導により４Ｋ
以下になり、超電導状態になっている。
【０００４】液体ヘリウムのレベルを検出するために
は、パルス発生器７からパルスを発生してスイッチング
回路５をオンとし、抵抗４及び超電導線３に電流を流
す。電流により抵抗４から発生した熱によって超電導線
３が上端部から暖められ、液体ヘリウムに浸っていない
部分は抵抗体となる。この超電導線３のヘリウムレベル
に応じた抵抗変化によって接続部Ａの電位Ｅx が変化す
るため、この電位が液体ヘリウムのレベルを表わす信号
として取得される。この様な液体レベルの測定は、所望
の周期で繰り返し行われる。
は、パルス発生器７からパルスを発生してスイッチング
回路５をオンとし、抵抗４及び超電導線３に電流を流
す。電流により抵抗４から発生した熱によって超電導線
３が上端部から暖められ、液体ヘリウムに浸っていない
部分は抵抗体となる。この超電導線３のヘリウムレベル
に応じた抵抗変化によって接続部Ａの電位Ｅx が変化す
るため、この電位が液体ヘリウムのレベルを表わす信号
として取得される。この様な液体レベルの測定は、所望
の周期で繰り返し行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】液体ヘリウムレベルを
正確に検出するためには、超電導線３の液体ヘリウムか
ら出ている部分のすべてが常電導状態になるように、抵
抗４への電流の通電時間及び通電電流値を適切に設定す
る必要がある。通電時間が短すぎると、超電導線３の液
体ヘリウムから出ている部分のすべてが常電導状態にな
らないし、長すぎると液体ヘリウムが無駄に蒸発してし
まう。
正確に検出するためには、超電導線３の液体ヘリウムか
ら出ている部分のすべてが常電導状態になるように、抵
抗４への電流の通電時間及び通電電流値を適切に設定す
る必要がある。通電時間が短すぎると、超電導線３の液
体ヘリウムから出ている部分のすべてが常電導状態にな
らないし、長すぎると液体ヘリウムが無駄に蒸発してし
まう。
【０００６】通電時間は、従来は実験により決めている
が、容器の大きさ、超電導線３及び抵抗４の特性のばら
つき、回路を構成するハードウェアの違いにより、容器
の種類などによらず常に理想的な通電を行うことは困難
であった。
が、容器の大きさ、超電導線３及び抵抗４の特性のばら
つき、回路を構成するハードウェアの違いにより、容器
の種類などによらず常に理想的な通電を行うことは困難
であった。
【０００７】本発明は、上述した点に鑑みてなされたも
のであり、容器の種類などによらず常に理想的な通電を
行うことのできる液体ヘリウム容器におけるレベル検出
回路を提供することを目的としている。
のであり、容器の種類などによらず常に理想的な通電を
行うことのできる液体ヘリウム容器におけるレベル検出
回路を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の液体ヘリウム容器におけるレベル検出回路
は、液体ヘリウム容器内に液体ヘリウムレベルに応じて
侵漬長さが変わるように配置される超電導線と、該超電
導線を上端部側から加熱するための加熱手段と、超電導
線の抵抗変化に起因する電気的変化を検出する検出手段
とを備えた液体ヘリウム容器におけるレベル検出回路で
あって、前記加熱手段による加熱が開始されてから前記
電気的変化検出手段の検出出力の時間的変化が基準値以
下になったことを検出して終了信号を発生する終了信号
発生手段とを設け、該終了信号に基づいて前記加熱手段
による加熱を停止させることを特徴としている。
め、本発明の液体ヘリウム容器におけるレベル検出回路
は、液体ヘリウム容器内に液体ヘリウムレベルに応じて
侵漬長さが変わるように配置される超電導線と、該超電
導線を上端部側から加熱するための加熱手段と、超電導
線の抵抗変化に起因する電気的変化を検出する検出手段
とを備えた液体ヘリウム容器におけるレベル検出回路で
あって、前記加熱手段による加熱が開始されてから前記
電気的変化検出手段の検出出力の時間的変化が基準値以
下になったことを検出して終了信号を発生する終了信号
発生手段とを設け、該終了信号に基づいて前記加熱手段
による加熱を停止させることを特徴としている。
【０００９】
【作用】本発明においては、加熱手段による加熱が開始
されてから前記電気的変化検出手段の検出出力の時間的
変化が基準値以下になったことを検出して終了信号を発
生する終了信号発生手段を設け、該終了信号に基づいて
前記加熱手段による加熱を停止させる。
されてから前記電気的変化検出手段の検出出力の時間的
変化が基準値以下になったことを検出して終了信号を発
生する終了信号発生手段を設け、該終了信号に基づいて
前記加熱手段による加熱を停止させる。
【００１０】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を詳
説する。図２は本発明の一実施例を示すブロック図であ
り、図１の従来例と同一の構成要素には同一の番号が付
されている。図２において、８は制御回路であり、所定
の周期で測定開始を指令する開始信号をパルス発生回路
７へ送り、さらに、Ａ−Ｄ変換器９を介して送られてく
る検出信号に基づいて測定終了を指令する終了信号をパ
ルス発生回路７へ送る。
説する。図２は本発明の一実施例を示すブロック図であ
り、図１の従来例と同一の構成要素には同一の番号が付
されている。図２において、８は制御回路であり、所定
の周期で測定開始を指令する開始信号をパルス発生回路
７へ送り、さらに、Ａ−Ｄ変換器９を介して送られてく
る検出信号に基づいて測定終了を指令する終了信号をパ
ルス発生回路７へ送る。
【００１１】図３は上記構成の動作説明のための波形図
である。ａは制御回路８から所定の周期で発生される測
定開始信号を示す。ｂはスイッチング回路５を介して抵
抗４及び超電導線３に供給される電流を示し、開始信号
に基づいて給電が開始されている。発熱を開始した抵抗
４からの熱によって暖められ始めた超電導線３は、上端
部から徐々に常電導状態になり始める。そのため、検出
回路６から得られる検出信号−Ｅx は図３ｃに示される
ように徐々に上昇し、やがて、液体ヘリウムに浸ってい
ない部分全部が常電導状態になった時点で一定値に安定
する。
である。ａは制御回路８から所定の周期で発生される測
定開始信号を示す。ｂはスイッチング回路５を介して抵
抗４及び超電導線３に供給される電流を示し、開始信号
に基づいて給電が開始されている。発熱を開始した抵抗
４からの熱によって暖められ始めた超電導線３は、上端
部から徐々に常電導状態になり始める。そのため、検出
回路６から得られる検出信号−Ｅx は図３ｃに示される
ように徐々に上昇し、やがて、液体ヘリウムに浸ってい
ない部分全部が常電導状態になった時点で一定値に安定
する。
【００１２】制御回路８はＡ−Ｄ変換器９を介して送ら
れてくるこの検出信号−Ｅx を監視しており、測定開始
から変動し始めた検出信号が安定した時点で終了信号
（図３ｄ）を発生すると共に、その時点の検出信号値を
保持し、保持した信号値に基づいて液体ヘリウムレベル
を決定する。終了信号に基づき、パルス発生回路７は図
３ａに示すように抵抗４への電流の供給を停止させ、１
回の測定が終了する。そして、このような測定が所定の
周期で繰り返し行われる。
れてくるこの検出信号−Ｅx を監視しており、測定開始
から変動し始めた検出信号が安定した時点で終了信号
（図３ｄ）を発生すると共に、その時点の検出信号値を
保持し、保持した信号値に基づいて液体ヘリウムレベル
を決定する。終了信号に基づき、パルス発生回路７は図
３ａに示すように抵抗４への電流の供給を停止させ、１
回の測定が終了する。そして、このような測定が所定の
周期で繰り返し行われる。
【００１３】図４は制御回路８における制御のフローを
示すフローチャートである。図４において、ステップ１
でタイマーが動作開始され、ステップ２で測定開始信号
が発生される。ステップ３において検出信号の初期値が
Ｅx1として読込まれる。ステップ４においてタイマーが
時間オーバーになるまでは、ステップ５で決められる所
定周期Ｔ毎に検出信号値をＥx2として読み込み（ステッ
プ６）、前回測定値Ｅx1との差（Ｅx2−Ｅx1）が基準値
Ｘ以下になったかどうか（Ｅx2−Ｅx1≦Ｘ）が判断され
る（ステップ７）。この条件が満足されるまではステッ
プ４からステップ７までが繰り返され、満足された時点
で最終の検出信号値が読み取られ（ステップ８）、測定
終了信号を発生させる（ステップ９）。
示すフローチャートである。図４において、ステップ１
でタイマーが動作開始され、ステップ２で測定開始信号
が発生される。ステップ３において検出信号の初期値が
Ｅx1として読込まれる。ステップ４においてタイマーが
時間オーバーになるまでは、ステップ５で決められる所
定周期Ｔ毎に検出信号値をＥx2として読み込み（ステッ
プ６）、前回測定値Ｅx1との差（Ｅx2−Ｅx1）が基準値
Ｘ以下になったかどうか（Ｅx2−Ｅx1≦Ｘ）が判断され
る（ステップ７）。この条件が満足されるまではステッ
プ４からステップ７までが繰り返され、満足された時点
で最終の検出信号値が読み取られ（ステップ８）、測定
終了信号を発生させる（ステップ９）。
【００１４】タイマーが時間オーバーになってもステッ
プ７の条件が満足されない場合、異常と判断され、ただ
ちに測定終了信号が発生され、電流の供給が停止され
る。
プ７の条件が満足されない場合、異常と判断され、ただ
ちに測定終了信号が発生され、電流の供給が停止され
る。
【００１５】この様に、本発明では、常に検出信号をモ
ニターし、検出信号が一定になった時点で加熱を停止し
て測定を終了するため、容器や回路を構成するハードウ
ェアの違いに関係なく、最小の液体ヘリウム蒸発量で液
体ヘリウムレベルを検出することができる。
ニターし、検出信号が一定になった時点で加熱を停止し
て測定を終了するため、容器や回路を構成するハードウ
ェアの違いに関係なく、最小の液体ヘリウム蒸発量で液
体ヘリウムレベルを検出することができる。
【００１６】なお、制御回路が指令して行うレベル測定
の周期は、長短２段階に選択可能であり、液体ヘリウム
充填時に測定間隔を短くすれば、液体ヘリウムが正常に
充填されているかを正確に監視することができる。それ
以外の時は、液体ヘリウムのレベル変化はゆっくりであ
るため、測定間隔を長くすれば測定による液体ヘリウム
の消費を極力少なくすることができる。
の周期は、長短２段階に選択可能であり、液体ヘリウム
充填時に測定間隔を短くすれば、液体ヘリウムが正常に
充填されているかを正確に監視することができる。それ
以外の時は、液体ヘリウムのレベル変化はゆっくりであ
るため、測定間隔を長くすれば測定による液体ヘリウム
の消費を極力少なくすることができる。
【００１７】充填時に短い測定間隔を選択し、充填が終
わっても長い測定間隔に戻し忘れるのを防止するため、
短い測定間隔が選択されたらタイマーを動作させ、所定
時間経過後は強制的に長い測定間隔に戻すようにすれ
ば、戻し忘れによる液体ヘリウムの無駄な消費を防止す
ることができる。
わっても長い測定間隔に戻し忘れるのを防止するため、
短い測定間隔が選択されたらタイマーを動作させ、所定
時間経過後は強制的に長い測定間隔に戻すようにすれ
ば、戻し忘れによる液体ヘリウムの無駄な消費を防止す
ることができる。
【００１８】本発明は、上述した実施例に限定されず変
形が可能である。例えば、上記実施例では、発熱用抵抗
４と超電導線３を直列接続して１つの電源から電流を供
給したが、超電導線を上端部から暖めるヒータへ加熱電
流を供給する電源と超電導線の抵抗変化を測定するため
に電流を供給する電源を別々に設ける方式のレベル検出
回路にも適用できる。
形が可能である。例えば、上記実施例では、発熱用抵抗
４と超電導線３を直列接続して１つの電源から電流を供
給したが、超電導線を上端部から暖めるヒータへ加熱電
流を供給する電源と超電導線の抵抗変化を測定するため
に電流を供給する電源を別々に設ける方式のレベル検出
回路にも適用できる。
【００１９】
【発明の効果】以上詳述したごとく、本発明では加熱手
段による加熱が開始されてから前記電気的変化検出手段
の検出出力の時間的変化が基準値以下になったことを検
出して終了信号を発生する終了信号発生手段を設け、該
終了信号に基づいて前記加熱手段による加熱を停止させ
るようにしたため、超電導線の加熱が足りなかったり、
加熱し過ぎたりすることなく、どんな容器であっても常
に適切な加熱を行うことができる。
段による加熱が開始されてから前記電気的変化検出手段
の検出出力の時間的変化が基準値以下になったことを検
出して終了信号を発生する終了信号発生手段を設け、該
終了信号に基づいて前記加熱手段による加熱を停止させ
るようにしたため、超電導線の加熱が足りなかったり、
加熱し過ぎたりすることなく、どんな容器であっても常
に適切な加熱を行うことができる。
【図１】 超電導磁石などに使用される液体ヘリウムの
容器内の残量を検出する検出回路の従来例を示す図であ
る。
容器内の残量を検出する検出回路の従来例を示す図であ
る。
【図２】 本発明の一実施例を示す図である。
【図３】 図２の実施例の動作を説明するための波形図
である。
である。
【図４】 制御回路における制御のフローを示すフロー
チャートである。
チャートである。
１ 断熱容器 ２ 液体ヘリウム ３ 超電導線 ４ 発熱用抵抗 ５ スイッチングトランジスタ ６ 検出回路 ８ 制御回路 ９ Ａ−Ｄ変換器
Claims (1)
- 【請求項１】 液体ヘリウム容器内に液体ヘリウムレベ
ルに応じて侵漬長さが変わるように配置される超電導線
と、該超電導線を上端部側から加熱するための加熱手段
と、超電導線の抵抗変化に起因する電気的変化を検出す
る検出手段とを備えた液体ヘリウム容器におけるレベル
検出回路であって、前記加熱手段による加熱が開始され
てから前記電気的変化検出手段の検出出力の時間的変化
が基準値以下になったことを検出して終了信号を発生す
る終了信号発生手段とを設け、該終了信号に基づいて前
記加熱手段による加熱を停止させることを特徴とするレ
ベル検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6171499A JPH0835875A (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 液体ヘリウム容器におけるレベル検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6171499A JPH0835875A (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 液体ヘリウム容器におけるレベル検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0835875A true JPH0835875A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=15924239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6171499A Withdrawn JPH0835875A (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 液体ヘリウム容器におけるレベル検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0835875A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7966878B2 (en) | 2004-06-21 | 2011-06-28 | Siemens Plc | Method for measuring liquid cryogen level using a level probe |
| CN112697228A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-23 | 华北有色工程勘察院有限公司 | 锚索孔注浆液体液面检测装置及检测方法 |
-
1994
- 1994-07-25 JP JP6171499A patent/JPH0835875A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7966878B2 (en) | 2004-06-21 | 2011-06-28 | Siemens Plc | Method for measuring liquid cryogen level using a level probe |
| CN112697228A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-23 | 华北有色工程勘察院有限公司 | 锚索孔注浆液体液面检测装置及检测方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011002 |