JPS6244214B2 - - Google Patents
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- JPS6244214B2 JPS6244214B2 JP55178974A JP17897480A JPS6244214B2 JP S6244214 B2 JPS6244214 B2 JP S6244214B2 JP 55178974 A JP55178974 A JP 55178974A JP 17897480 A JP17897480 A JP 17897480A JP S6244214 B2 JPS6244214 B2 JP S6244214B2
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- electromagnetic
- detector
- partial pressure
- electromagnetic detector
- vacuum
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
- G01M3/202—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material using mass spectrometer detection systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Description
本発明は電磁気検出器の破壊検知方法に係り、
特に、核融合装置の真空容器内に設置される電磁
気検出器の真空漏れを検出するに最適な破壊検知
方法に関する。 核融合装置等のプラズマ位置、形状、振動等を
測定するために電磁検出器が採用されている。か
かる電磁検出器はプラズマ電流等によつて作られ
る磁場変化を検出するサーチコイルの一種であ
り、第１図の如き構造を有している。 磁場を検出するためのコイル１はボビン２に巻
かれている。ここで磁場φ３がボビン２の長手方
向より到達するとすれば、検出端４のＡ〜Ｂ端子
間に発生する電位差Ｖは、比例定数をＣとすれ
ば、 Ｖ＝Ｃｄφ／ｄｔ ……(1) で表せる。したがつて電位差Ｖを測定すること
で、磁場の時間変化ｄφ／dtを知ることができ
る。そこで、このようなコイルを空間的に多数配
置すれば、プラズマ位置、形状、振動等を測定す
ることができる。 第２図は、円形断面の真空容器２１を有するト
ーラス型核融合装置の外観図を示し、そのＡ―
A′面断面図が第３図である。真空容器２１の外
壁２２又は内壁２３の各々に電磁気検出器３０を
設置し、更に、複数ケ所に設置される。内壁側に
電磁検出器を設置するのは、プラズマが動くこと
により生じる時間遅れに対処する為に設けられる
ものである。しかし、一般には電磁気検出器がプ
ラズマ３２に対する不純物源となりうるので、内
側でなく外壁側に設置される。この場合、電磁気
検出器の構造としては、第１図の構造またはコイ
ル１を保護する目的および静電シールドを持たせ
ることを目的として、シースを覆う構造のものと
する。しかしながら、どちらの構造としても真空
容器外に設置されることから真空容器２１の時定
数の影響を受けることになる。前述のようにプラ
ズマ３２の挙動を真空容器２１の時定数以下の時
間スケールで観測するには電磁気検出器３０を第
２図の様に真空容器内壁２３に設置しなければな
らない。電磁気検出器３０を真空容器２１の内部
に設置する場合、電磁気検出器３０のプラズマ３
２からの熱に対する保護、及び真空に対する保護
を行なう必要がある。 第４図は真空容器２１に設置される電磁気検出
器３０の構造を示すものである。コイル１はシー
ス４１内に嵌装され、筒状に形成されてフランジ
４２に取付けられる。コイル１の装填部分はセン
サ部４３を形成し、芯線４４の装架部分はケーブ
ル部４５を形成する。センサ部４３のコイル１と
シース４１間には、絶縁耐圧を上げる目的でアル
ゴン等の不活性ガス４６を封入する。さらにケー
ブル部４３の芯線４４とシース４１間には酸化マ
グネシウム等の絶縁粉末４５を装填して絶縁耐圧
を上げている。しかし、プラズマ３２の破壊等に
より真空容器２１と電磁気検出器３０のシース部
４１の間に電位差が発生し、放電したとすると薄
板で構成されたシース４１が破壊され、ケーブル
部４３の絶縁粉末４５を通してフランジ４２の外
方より大気が流入し、真空容器２１の真空度が低
下する。したがつてプラズマ電流、温度等のプラ
ズマ諸特性を悪化させる。さらに一般に大型装置
では、検出精度を上げる目的から真空容器内に百
数十本の電磁気検出器を配備している。したがつ
て上記の原因による真空度低下をおさえるために
は出来る限り速く正確に真空破壊を生じた電磁気
検出器を同定する必要がある。 従来から、上述の電磁気検出器３０のシース破
壊による真空度低下の検出には、真空容器２１に
取り付けた真空計あるいはコイル１とシース４１
間に充填した不活性ガス４６の検出のための質量
分析器等でガス分析を行なつて検出していた。し
かし前者の方法では、第４図におけるフランジ４
２とシース４１間の溶接不良によるものか、セン
サ部４３のシース４１の破壊による真空漏れかの
判断が不可能に近かつた。また後者の方法では、
前者の方法とは異なりセンサ部４３のシース４１
の破壊であることの証明にはなり得るが、どの検
出器が故障しているのかを見きわめることが即座
に出来ないという問題点があつた。 本発明の目的は、複数の電磁気検出器のいずれ
に破壊が生じたかを検出することのできる電磁気
検出器の破壊検知方法を提供するにある。 本発明は、電磁気検出器ごとにセンサ部に封入
するガスの分圧比を異ならせ、これをガス分析す
ることにより破壊された電磁気検出器を判定する
ようにしたものである。 第４図に示した電磁気検出器のコイル１とシー
ス４１との間に充填するガスをｎ種の気体状不活
性元素で構成するとともに各検出器に封入する混
合元素の分圧比を各検出器ごとに異ならせる。一
般に、この分圧比の取り得る値をｍ通りとする
と、混合が可能な組合せの数（Ｎ）は次式で与え
られる。 Ｎ＝n+o-2Ｃn-1 ………(2) （ここでＣは組合せの記号である） 例えば、不活性ガスとしてアルゴン及びネオン
の２種類（ｎ＝２）を考え、分圧比を20％ずつ変
化させた（ｍ＝６）場合を想定したとすると、(2)
式より組み合せの数はＮ＝６となり、６本までの
電磁気検出器に封入することが可能となる。本例
で例えばアルゴンを体積比にして20％、ネオンを
体積比にして80％の混合気体を用い、混合気体の
全圧を１気圧、電磁気検出器内の混合気体の容積
を10-6m3、真空容器の全体積を50m3、真空度を
7.6×10-6気圧とすると電磁気検出器のコイル１
とシース４１の間の破壊によるアルゴンの分圧は
４×10-9気圧となる。この値は例えば四重極質量
分析器等の質量分析器における検出感度１×
10-17気圧に比べて十分大きな値であり、感度良
く検出することが可能である。上述の例ではガス
の種数ｎ＝２であつたが、同様に126本の電磁気
検出器の漏洩を調べるためには、５種類のガスを
混合させればよい。 本発明に係るガス漏洩検出装置を示したのは第
５図である。 複数の電磁気検出器が設置される雰囲気中のガ
スを質量分析器５１（例えば、四重極質量分析
器）で分析され、その分析スペクトルは除算回路
５２に入力される。この場合、質量数は元素を示
し、ピーク値は元素の存在比に対応した値を示
す。ここで例えば、混合気体としてアルゴン及び
ネオンを用いたとすると、質量20のアルゴンのピ
ーク値ａ、質量４０のネオンのピーク値ｂとし
て、ａ／（ａ＋ｂ）あるいは、ｂ／（ａ＋ｂ）を
求める。メモリ回路５３には例えば下表に示す形
式に諸量が予め書込まれている。
特に、核融合装置の真空容器内に設置される電磁
気検出器の真空漏れを検出するに最適な破壊検知
方法に関する。 核融合装置等のプラズマ位置、形状、振動等を
測定するために電磁検出器が採用されている。か
かる電磁検出器はプラズマ電流等によつて作られ
る磁場変化を検出するサーチコイルの一種であ
り、第１図の如き構造を有している。 磁場を検出するためのコイル１はボビン２に巻
かれている。ここで磁場φ３がボビン２の長手方
向より到達するとすれば、検出端４のＡ〜Ｂ端子
間に発生する電位差Ｖは、比例定数をＣとすれ
ば、 Ｖ＝Ｃｄφ／ｄｔ ……(1) で表せる。したがつて電位差Ｖを測定すること
で、磁場の時間変化ｄφ／dtを知ることができ
る。そこで、このようなコイルを空間的に多数配
置すれば、プラズマ位置、形状、振動等を測定す
ることができる。 第２図は、円形断面の真空容器２１を有するト
ーラス型核融合装置の外観図を示し、そのＡ―
A′面断面図が第３図である。真空容器２１の外
壁２２又は内壁２３の各々に電磁気検出器３０を
設置し、更に、複数ケ所に設置される。内壁側に
電磁検出器を設置するのは、プラズマが動くこと
により生じる時間遅れに対処する為に設けられる
ものである。しかし、一般には電磁気検出器がプ
ラズマ３２に対する不純物源となりうるので、内
側でなく外壁側に設置される。この場合、電磁気
検出器の構造としては、第１図の構造またはコイ
ル１を保護する目的および静電シールドを持たせ
ることを目的として、シースを覆う構造のものと
する。しかしながら、どちらの構造としても真空
容器外に設置されることから真空容器２１の時定
数の影響を受けることになる。前述のようにプラ
ズマ３２の挙動を真空容器２１の時定数以下の時
間スケールで観測するには電磁気検出器３０を第
２図の様に真空容器内壁２３に設置しなければな
らない。電磁気検出器３０を真空容器２１の内部
に設置する場合、電磁気検出器３０のプラズマ３
２からの熱に対する保護、及び真空に対する保護
を行なう必要がある。 第４図は真空容器２１に設置される電磁気検出
器３０の構造を示すものである。コイル１はシー
ス４１内に嵌装され、筒状に形成されてフランジ
４２に取付けられる。コイル１の装填部分はセン
サ部４３を形成し、芯線４４の装架部分はケーブ
ル部４５を形成する。センサ部４３のコイル１と
シース４１間には、絶縁耐圧を上げる目的でアル
ゴン等の不活性ガス４６を封入する。さらにケー
ブル部４３の芯線４４とシース４１間には酸化マ
グネシウム等の絶縁粉末４５を装填して絶縁耐圧
を上げている。しかし、プラズマ３２の破壊等に
より真空容器２１と電磁気検出器３０のシース部
４１の間に電位差が発生し、放電したとすると薄
板で構成されたシース４１が破壊され、ケーブル
部４３の絶縁粉末４５を通してフランジ４２の外
方より大気が流入し、真空容器２１の真空度が低
下する。したがつてプラズマ電流、温度等のプラ
ズマ諸特性を悪化させる。さらに一般に大型装置
では、検出精度を上げる目的から真空容器内に百
数十本の電磁気検出器を配備している。したがつ
て上記の原因による真空度低下をおさえるために
は出来る限り速く正確に真空破壊を生じた電磁気
検出器を同定する必要がある。 従来から、上述の電磁気検出器３０のシース破
壊による真空度低下の検出には、真空容器２１に
取り付けた真空計あるいはコイル１とシース４１
間に充填した不活性ガス４６の検出のための質量
分析器等でガス分析を行なつて検出していた。し
かし前者の方法では、第４図におけるフランジ４
２とシース４１間の溶接不良によるものか、セン
サ部４３のシース４１の破壊による真空漏れかの
判断が不可能に近かつた。また後者の方法では、
前者の方法とは異なりセンサ部４３のシース４１
の破壊であることの証明にはなり得るが、どの検
出器が故障しているのかを見きわめることが即座
に出来ないという問題点があつた。 本発明の目的は、複数の電磁気検出器のいずれ
に破壊が生じたかを検出することのできる電磁気
検出器の破壊検知方法を提供するにある。 本発明は、電磁気検出器ごとにセンサ部に封入
するガスの分圧比を異ならせ、これをガス分析す
ることにより破壊された電磁気検出器を判定する
ようにしたものである。 第４図に示した電磁気検出器のコイル１とシー
ス４１との間に充填するガスをｎ種の気体状不活
性元素で構成するとともに各検出器に封入する混
合元素の分圧比を各検出器ごとに異ならせる。一
般に、この分圧比の取り得る値をｍ通りとする
と、混合が可能な組合せの数（Ｎ）は次式で与え
られる。 Ｎ＝n+o-2Ｃn-1 ………(2) （ここでＣは組合せの記号である） 例えば、不活性ガスとしてアルゴン及びネオン
の２種類（ｎ＝２）を考え、分圧比を20％ずつ変
化させた（ｍ＝６）場合を想定したとすると、(2)
式より組み合せの数はＮ＝６となり、６本までの
電磁気検出器に封入することが可能となる。本例
で例えばアルゴンを体積比にして20％、ネオンを
体積比にして80％の混合気体を用い、混合気体の
全圧を１気圧、電磁気検出器内の混合気体の容積
を10-6m3、真空容器の全体積を50m3、真空度を
7.6×10-6気圧とすると電磁気検出器のコイル１
とシース４１の間の破壊によるアルゴンの分圧は
４×10-9気圧となる。この値は例えば四重極質量
分析器等の質量分析器における検出感度１×
10-17気圧に比べて十分大きな値であり、感度良
く検出することが可能である。上述の例ではガス
の種数ｎ＝２であつたが、同様に126本の電磁気
検出器の漏洩を調べるためには、５種類のガスを
混合させればよい。 本発明に係るガス漏洩検出装置を示したのは第
５図である。 複数の電磁気検出器が設置される雰囲気中のガ
スを質量分析器５１（例えば、四重極質量分析
器）で分析され、その分析スペクトルは除算回路
５２に入力される。この場合、質量数は元素を示
し、ピーク値は元素の存在比に対応した値を示
す。ここで例えば、混合気体としてアルゴン及び
ネオンを用いたとすると、質量20のアルゴンのピ
ーク値ａ、質量４０のネオンのピーク値ｂとし
て、ａ／（ａ＋ｂ）あるいは、ｂ／（ａ＋ｂ）を
求める。メモリ回路５３には例えば下表に示す形
式に諸量が予め書込まれている。
【表】
上表において、＃０〜＃５はメモリのアドレス
に１対１に対応している。ａ及びｂは前述のアル
ゴンおよびネオンの存在比を示すものである。一
致回路５４は、除算回路５２の出力とメモリ回路
５３からの出力とを比較し、一致したアドレス
（即ち電磁気検出器の番号）を表示回路５５に出
力し、該表示回路５５はアドレスに対応する電磁
気検出器の番号を表示する。 以上は、自動的に故障検出器を判定する例であ
るが、オペレータが質量分析器の分析結果を判定
することも勿論可能である。 以上より明らかなように本発明によれば、真空
破壊の生じた電磁気検出器を速座に同定すること
ができる。
に１対１に対応している。ａ及びｂは前述のアル
ゴンおよびネオンの存在比を示すものである。一
致回路５４は、除算回路５２の出力とメモリ回路
５３からの出力とを比較し、一致したアドレス
（即ち電磁気検出器の番号）を表示回路５５に出
力し、該表示回路５５はアドレスに対応する電磁
気検出器の番号を表示する。 以上は、自動的に故障検出器を判定する例であ
るが、オペレータが質量分析器の分析結果を判定
することも勿論可能である。 以上より明らかなように本発明によれば、真空
破壊の生じた電磁気検出器を速座に同定すること
ができる。
第１図は電磁気検出器用コイルの概略構造図、
第２図はトーラス型核融合装置の外観図、第３図
は第２図の装置Ａ―A′面断面図、第４図は電磁
気検出器の正面断面図、第５図は本発明に係るガ
ス漏洩検出装置のブロツク図である。 １…コイル、２…ボビン、２１…真空容器、３
０…電磁気検出器、４１…シース、４６…不活性
ガス、４７…絶縁粉末、５１…質量分析器、５２
…除算回路、５３…メモリ回路、５４…一致回
路、５５…表示回路。
第２図はトーラス型核融合装置の外観図、第３図
は第２図の装置Ａ―A′面断面図、第４図は電磁
気検出器の正面断面図、第５図は本発明に係るガ
ス漏洩検出装置のブロツク図である。 １…コイル、２…ボビン、２１…真空容器、３
０…電磁気検出器、４１…シース、４６…不活性
ガス、４７…絶縁粉末、５１…質量分析器、５２
…除算回路、５３…メモリ回路、５４…一致回
路、５５…表示回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 核融合装置等の真空容器内に設置されプラズ
マ電流等によつて生成される磁場変化を検出する
密閉構造の複数の電磁気検出器において、該複数
の電磁気検出器ごとに分圧比を変えた複数の気体
状不活性元素を封入し、当該電磁気検出器の破壊
時に漏洩する前記封入ガスを質量分析し、その分
析結果と予め知られる前記分圧比との比較により
破壊された検出器を判定する電磁気検出器の破壊
検知方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記比較
は、前記質量分析の結果得られる漏洩ガスの分圧
比と予め前記各電磁気検出器ごとに設定された分
圧比のメモリ内容との比較によることを特徴とす
る電磁気検出器の破壊検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55178974A JPS57103029A (en) | 1980-12-19 | 1980-12-19 | Detecting method for defective electromagnetic detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55178974A JPS57103029A (en) | 1980-12-19 | 1980-12-19 | Detecting method for defective electromagnetic detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57103029A JPS57103029A (en) | 1982-06-26 |
| JPS6244214B2 true JPS6244214B2 (ja) | 1987-09-18 |
Family
ID=16057905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55178974A Granted JPS57103029A (en) | 1980-12-19 | 1980-12-19 | Detecting method for defective electromagnetic detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57103029A (ja) |
-
1980
- 1980-12-19 JP JP55178974A patent/JPS57103029A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57103029A (en) | 1982-06-26 |
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