JPS5854514B2 - エキメンケイ - Google Patents
エキメンケイInfo
- Publication number
- JPS5854514B2 JPS5854514B2 JP50124918A JP12491875A JPS5854514B2 JP S5854514 B2 JPS5854514 B2 JP S5854514B2 JP 50124918 A JP50124918 A JP 50124918A JP 12491875 A JP12491875 A JP 12491875A JP S5854514 B2 JPS5854514 B2 JP S5854514B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid level
- resistance
- electrical resistance
- wire
- superconducting
- 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.)
- Expired
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、温度勾配の大きい悪環境の下でも液体ヘリ
ウムの液面を連続して検出することを可能にする超電導
材料を用いた液面計に関するものである。
ウムの液面を連続して検出することを可能にする超電導
材料を用いた液面計に関するものである。
従来、液体ヘリウムの液面を連続して検知するために、
■（バナジウム）やＴａ（タンタル）の細線を容器内に
垂直に張り、その抵抗変化から液面の位置を検知する液
面計が用いられていた。
■（バナジウム）やＴａ（タンタル）の細線を容器内に
垂直に張り、その抵抗変化から液面の位置を検知する液
面計が用いられていた。
すなわち、ＶやＴａの臨界温度は、それぞれ約４．３に
と５．３にであるから、液体ヘリウム（１気圧のとき４
．２ Ｋ ）に浸かっている部分は、電気抵抗零の超電
導状態を示し、ガス中の部分は、電気抵抗を持つ常電導
状態を示すことを利用して素子の電気抵抗の値から液面
の位置を検知する方法である。
と５．３にであるから、液体ヘリウム（１気圧のとき４
．２ Ｋ ）に浸かっている部分は、電気抵抗零の超電
導状態を示し、ガス中の部分は、電気抵抗を持つ常電導
状態を示すことを利用して素子の電気抵抗の値から液面
の位置を検知する方法である。
これらの材料の臨界温度は、液体ヘリウムの温度４．２
にときわめて近いため、液体ヘリウムの注入時、容器の
移動時、超電導マグイツトの運転時などのように容器内
の温度勾配が断えず変動する場合には、液面よりかなり
上の位置まで超電導状態になる。
にときわめて近いため、液体ヘリウムの注入時、容器の
移動時、超電導マグイツトの運転時などのように容器内
の温度勾配が断えず変動する場合には、液面よりかなり
上の位置まで超電導状態になる。
また、圧力上昇によって液温か５に程度にまで上昇する
から、そのような圧力変動の大きい場所での使用に制限
を受ける。
から、そのような圧力変動の大きい場所での使用に制限
を受ける。
さらに、これらの材料の臨界磁界は、数百〜数千ガウス
であるから高磁界を発生する超電導機器には、使用でき
ない。
であるから高磁界を発生する超電導機器には、使用でき
ない。
これらの欠点を解決する方法として、臨界温度、および
臨界磁界の高い合金系超電導線を用いた液面計がある。
臨界磁界の高い合金系超電導線を用いた液面計がある。
この種の材料として臨界磁界が７０〜９０ＫＧ、臨界温
度が約１０にのＮｂ −Ｚｒ合金が用いられていた。
度が約１０にのＮｂ −Ｚｒ合金が用いられていた。
この材料の臨界温度は、高いので、液面よりかなり上の
位置まで超電導状態になり、正しい液面を示さない。
位置まで超電導状態になり、正しい液面を示さない。
これをさけるために、素子に適当な電流を流し、その自
己発熱によって液面計上端で発生した常電導部分を液面
まで伝播させる方法がとられている。
己発熱によって液面計上端で発生した常電導部分を液面
まで伝播させる方法がとられている。
すなわち液による冷却は、ガスによる冷却の数十〜数百
倍であることを利用したものである。
倍であることを利用したものである。
この連続型液面計は、設計、製作、較正、測定などを考
慮すると液面の高さと抵抗の関係が直接関係にあること
が要求されるが、そのためには、常電導状態の比電気抵
抗が温度に関係なく、一定値を示すことが必要である。
慮すると液面の高さと抵抗の関係が直接関係にあること
が要求されるが、そのためには、常電導状態の比電気抵
抗が温度に関係なく、一定値を示すことが必要である。
しかし、実際に用いられる材料の比電気抵抗は、温亜に
依存して変わる。
依存して変わる。
第１図にＮｂ−２５ａｔＳＺｒ線（０，２５φ）の比電
気抵抗の温度依存性を示す。
気抵抗の温度依存性を示す。
図中、ρ。、ρｓｏｏはそれぞれ、臨界温度および３０
０Ｋに於ける比電気抵抗を表わす。
０Ｋに於ける比電気抵抗を表わす。
図から、明らかなように比電気抵抗の温度依存性は大き
く、液面計に用いた場合、液面の高さと抵抗の関係が直
線関係でなくなり、使用の際、容器毎に較正しなげれば
ならない不都合が生ずる（容器毎に温度勾配が異なるた
め）。
く、液面計に用いた場合、液面の高さと抵抗の関係が直
線関係でなくなり、使用の際、容器毎に較正しなげれば
ならない不都合が生ずる（容器毎に温度勾配が異なるた
め）。
これらの欠点は、液面計が長くなるほど助長される。
これらの欠点をなくすことを可能にするのが、本発明に
よるＮｂ−Ｔｉ合金線材である。
よるＮｂ−Ｔｉ合金線材である。
従来、Ｎｂ−Ｔｉ合金は、超電導マグイツト用線材とし
て用いられており、できるだけ大きな電流を安定に流す
ことが要求されていた。
て用いられており、できるだけ大きな電流を安定に流す
ことが要求されていた。
電流密度を増すために加工と熱処理の適当な組み合わせ
を施こすことが必要であり、特に熱処理が重要な働らぎ
をなすととが知られていた。
を施こすことが必要であり、特に熱処理が重要な働らぎ
をなすととが知られていた。
しかし、液面計として用いる場合には、大きな電流密度
は必要とせず、残留抵抗値ρ。
は必要とせず、残留抵抗値ρ。
が大きく、温度依存性の小さいことが要求される。
本発明によって、そのような線材を得ることが可能とな
りた。
りた。
すなわち、酸素を８００ ｐ、ｐ−ｍ乃至３０００ｐ、
ｐｏｍａむＮｂ−Ｔｉ合金を強加工することによって残
留抵抗は、増大し、温度依存性が著しく小さくなること
が判った。
ｐｏｍａむＮｂ−Ｔｉ合金を強加工することによって残
留抵抗は、増大し、温度依存性が著しく小さくなること
が判った。
第２図に酸素を１２５０ｐ、ｐ、ｍａんだＮｂ−５５ａ
ｔ％Ｔ ｉ合金を９９．９９５多冷間加工した線の比
電気抵抗の温度依存性を示す。
ｔ％Ｔ ｉ合金を９９．９９５多冷間加工した線の比
電気抵抗の温度依存性を示す。
冷間加工度は、次式で定義される値である。（盟毒著ｄ
析 加工後の断） ）−（面積Ｓ 冷間加工度−Ｘ １００多 （加工前の断面積Ｓ。
析 加工後の断） ）−（面積Ｓ 冷間加工度−Ｘ １００多 （加工前の断面積Ｓ。
）臨界温度附近でも３００にでの値ρ３００に比べて６
係しか減少しない。
係しか減少しない。
普通、液面計の置かれる容器内の上端と下端の温度差は
、数十度であるから。
、数十度であるから。
温度勾配による抵抗変化は、数多以下におさまり。
液面と液面計の抵抗との関係は、直線関係から太きくず
れない。
れない。
液面計として、先に述べた不都合が生じないためには、
抵抗変化が小さいほど、すなわちρ。
抵抗変化が小さいほど、すなわちρ。
／ρａＯＯの値が１に近いほどよい。測定上必要な積置
、許容誤差などを考慮すればρｌρ３００の値として０
．９０以上を必要とする。
、許容誤差などを考慮すればρｌρ３００の値として０
．９０以上を必要とする。
加工度が９９．９９５％のＮｂ−５５ａ ｔ ％Ｔ ｉ
合金の添加酸素量と抵抗比ρ。
合金の添加酸素量と抵抗比ρ。
／ρ３００の関係を第３図□示す。
酸素量が増すにつれて抵抗変化がぎわめで小さくなり、
ρ０／ρ３００の値は０．９４に近ずく。
ρ０／ρ３００の値は０．９４に近ずく。
第３図に示したのと同じ試料を焼鈍したときの抵抗比を
第４図に示す。
第４図に示す。
第５図は、酸素を２１５０ｐ、ｐ、ｒｒ６むＮｂ−５５
ａｔ％Ｔｉ合金の加工度と抵抗比の関係を示す。
ａｔ％Ｔｉ合金の加工度と抵抗比の関係を示す。
これらのことから、酸素を添加して極度に強加工したＮ
ｂ−Ｔｉの合金の抵抗の温度依存性がいかに小さいかが
判る。
ｂ−Ｔｉの合金の抵抗の温度依存性がいかに小さいかが
判る。
他の超電導合金、例えば、第１図に示したＮｂ ２５
ａｔ％Ｚｒ合金の場合、ρ０／ρ３００の値は０．６６
、焼鈍すると０．１１になり、この発明によるＮｂ−Ｔ
ｉ合金に比べてきわめて低い。
ａｔ％Ｚｒ合金の場合、ρ０／ρ３００の値は０．６６
、焼鈍すると０．１１になり、この発明によるＮｂ−Ｔ
ｉ合金に比べてきわめて低い。
この発明による抵抗の温度依存性の小さい材料は、Ｔｉ
の３有量が３０ａｔ％乃至７５ａｔ％の範囲で得ること
ができる。
の３有量が３０ａｔ％乃至７５ａｔ％の範囲で得ること
ができる。
また、第３元素としてＺｒやＴａを３ａｔ％乃至３０ａ
１％添加した材料でも同様の効果を得ることができるの
が判った。
１％添加した材料でも同様の効果を得ることができるの
が判った。
電気抵抗の温度依存性がきわめて小さいという新しい発
見によって信頼性の高い精密な液面計の製作が可能にな
った。
見によって信頼性の高い精密な液面計の製作が可能にな
った。
次ニ、実施例にしたがって、この発明を説明する。
直径２５關φから０．１４ｉｉφまで冷間加工（加工率
９９．９９５％）した酸素名有量１２５０ｐ−ｐ−ｍの
Ｎｂ −５５ａ ｔ％Ｔ ｉ超電導線の残留比電気抵抗
ρ。
９９．９９５％）した酸素名有量１２５０ｐ−ｐ−ｍの
Ｎｂ −５５ａ ｔ％Ｔ ｉ超電導線の残留比電気抵抗
ρ。
は、８５μΩα、抵抗比ρ。／ρ３００は０．９４であ
る。
る。
この線材を用いて測定長４０（ｍの液面計を製作した。
第６図に示すように垂直に張った超電導線１０両端に電
流端子２１．２２と電圧端子３１，３２を設け、測定電
流２００ｍＡを流す。
流端子２１．２２と電圧端子３１，３２を設け、測定電
流２００ｍＡを流す。
超電導線１の上端には、常電動部分発生用のヒータ４を
取り付けである。
取り付けである。
液面計の出力電圧■と液面の高さＨとの関係は、第７図
に示すようにＨ＝−９，０９Ｖ＋４０となり、きわめて
よい直線関係を示した。
に示すようにＨ＝−９，０９Ｖ＋４０となり、きわめて
よい直線関係を示した。
次に、他の実施例を述べる。
Ｎｂ−６０ａ ｔ’％Ｔ １−５ａ ｔ％Ｔａの超電導
線を前例と同様２０朋φから０．１４φまで冷間加工し
た。
線を前例と同様２０朋φから０．１４φまで冷間加工し
た。
得られた線材の残留抵抗ρ。は、９０μΩ−傭、抵抗比
は０．９５である。
は０．９５である。
この線材を用いて測定範囲６０ＣＩｒＬ用の液面計を製
作し、測定電流２００ｍＡで作動させた。
作し、測定電流２００ｍＡで作動させた。
出力電圧■ど液面の高さＨの関係は、Ｈ＝−８，５５Ｖ
＋６０の直線となった。
＋６０の直線となった。
第１図は、Ｎｂ−２５ａｔ％Ｚｒ合金線（０，２５朋φ
）の比電気抵抗の温度依存性を示す特性図。 第２図は、酸素を１２５０ ｐ、ｐ、ｍ 自んだＮｂ
−５５ａｔ％Ｔｉ合金を９９．９９５％冷間加工した線
（Ｏ１１４ｉｍφ）の比電気抵抗の温度依存性を示す特
性図、第３図は、加工度が９９．９９５％のＮｂ−５５
ａ ｔ ％Ｔ ｉ合金の添加酸素量と抵抗比ρ０／ρ３
００の関係を示す特性図、第４図は、加工後９００℃で
ｌｈｒ焼鈍したＮｂ−５５ａ ｔ％Ｔｉ含Ｔｉ添加酸素
量と、抵抗比ｐ。 ／ρｓｏｏの関係を示す特性図、第５図は、酸素を１２
５０ ｐ、ｐ、ｍ３むＮｂ−５５ａｔ％Ｔｉ合金の加工
度と抵抗比ρ０／ρ３００の関係を示す特性図、第６図
は１本発明の一実施例の液面計の回路構成を示す略図、
第７図は、この発明による液面計の特性図である。 図において、１は超電導線、２１．２２は電流端子、３
１，３２は電圧端子、４はヒータである。
）の比電気抵抗の温度依存性を示す特性図。 第２図は、酸素を１２５０ ｐ、ｐ、ｍ 自んだＮｂ
−５５ａｔ％Ｔｉ合金を９９．９９５％冷間加工した線
（Ｏ１１４ｉｍφ）の比電気抵抗の温度依存性を示す特
性図、第３図は、加工度が９９．９９５％のＮｂ−５５
ａ ｔ ％Ｔ ｉ合金の添加酸素量と抵抗比ρ０／ρ３
００の関係を示す特性図、第４図は、加工後９００℃で
ｌｈｒ焼鈍したＮｂ−５５ａ ｔ％Ｔｉ含Ｔｉ添加酸素
量と、抵抗比ｐ。 ／ρｓｏｏの関係を示す特性図、第５図は、酸素を１２
５０ ｐ、ｐ、ｍ３むＮｂ−５５ａｔ％Ｔｉ合金の加工
度と抵抗比ρ０／ρ３００の関係を示す特性図、第６図
は１本発明の一実施例の液面計の回路構成を示す略図、
第７図は、この発明による液面計の特性図である。 図において、１は超電導線、２１．２２は電流端子、３
１，３２は電圧端子、４はヒータである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超電導線の一部を被測１液中に浸し、その電気抵抗
値から上記被測液の液面レベルを測定するようにしたも
のに於いて、上記超電導線を、チタンとニオブからなる
超電導合金に酸素を８ｏ。 ｐ−ｐ−ｍ 乃至３０００ ｐ−ｐ−ｍ 添加し、
さらに強加工を施こすことによって得られた臨界温ｉＴ
ｃでの比電気抵抗ρ。 と３００にでの比電気抵抗ρ３００との比ρ０／ｐ
が０．９より大きい値を持つ超電導線としたことを特徴
とする液面計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50124918A JPS5854514B2 (ja) | 1975-10-17 | 1975-10-17 | エキメンケイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50124918A JPS5854514B2 (ja) | 1975-10-17 | 1975-10-17 | エキメンケイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5248996A JPS5248996A (en) | 1977-04-19 |
| JPS5854514B2 true JPS5854514B2 (ja) | 1983-12-05 |
Family
ID=14897342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50124918A Expired JPS5854514B2 (ja) | 1975-10-17 | 1975-10-17 | エキメンケイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5854514B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58166220A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-10-01 | Aisin Seiki Co Ltd | 液体ヘリウム液面計 |
-
1975
- 1975-10-17 JP JP50124918A patent/JPS5854514B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5248996A (en) | 1977-04-19 |
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