WO2022124377A1 - 気泡率センサ、これを用いた流量計および極低温液体移送管 - Google Patents

気泡率センサ、これを用いた流量計および極低温液体移送管 Download PDF

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    • G01N27/226—Construction of measuring vessels; Electrodes therefor

Definitions

  • the present disclosure relates to a void fraction sensor for measuring the porosity of an ultra-low temperature liquid such as liquid hydrogen, a flow meter using the sensor, and an ultra-low temperature liquid transfer tube.
  • liquid hydrogen is an extremely low temperature (boiling point -253 ° C) liquid, and has a feature that bubbles (voids) are immediately generated because the heat conduction is very high and the latent heat is small. Therefore, the liquid hydrogen is a so-called two-phase flow in which gas and liquid are mixed in the transfer pipe.
  • Non-Patent Document 1 proposes a capacitance type void rate meter (capacitance type void fraction sensor) that measures a capacitance using a pair of electrodes.
  • the bubble ratio sensor of the present disclosure includes an insulating inner tube having a through hole for flowing a low-temperature liquid, at least a pair of electrodes mounted on the outer peripheral surface of the inner tube, and a heat insulating layer covering the outer peripheral side of the inner tube. And prepare.
  • the current meter of the present disclosure measures the flow rate of the ultra-low temperature liquid flowing in the through hole of the inner pipe, and measures the bubble ratio sensor and the flow velocity of the ultra-low temperature liquid flowing in the through hole. It is equipped with a current meter.
  • the present disclosure also provides an ultra-low temperature liquid transfer pipe equipped with the above flow meter.
  • FIG. 1 shows the bubble ratio sensor 1 according to the embodiment of the present disclosure. ..
  • the bubble ratio sensor 1 has an insulating inner tube 2 having a through hole 3 through which liquid hydrogen flows, and an even number (two in this embodiment) mounted on the outer surface of the inner tube 2. ) Is provided with the electrode 4.
  • annular portion 5 is attached to the outer peripheral portions of both ends of the inner pipe 2, and the outer pipe 6 is joined to the outer peripheral portion of the annular portion 5.
  • the outer tube 6 has a first insertion hole 7 that opens in the radial direction.
  • a first airtight terminal 8 is provided in the first insertion hole 7, and a conduction pin 9 individually connected to the electrode 4 is fixed in the first insertion hole 7.
  • the insulating inner tube 2 means an inner tube having a volume resistivity value of 10 10 ⁇ ⁇ m or more at 20 ° C.
  • the outer pipe 6 is provided with a vacuum exhaust valve 15 (for example, a needle valve for vacuum exhaust), and a vacuum space 10 (heat insulating layer) is formed between the inner pipe 2 and the outer pipe 6.
  • a vacuum exhaust valve 15 for example, a needle valve for vacuum exhaust
  • a vacuum space 10 heat insulating layer
  • the heat insulating performance for the inner pipe 2 is ensured.
  • the generation of bubbles due to the influence of the outside air temperature is suppressed, so that the measurement accuracy of the bubble rate is improved. That is, if the heat insulating performance is not sufficient between the inside and the outside of the inner pipe 2 through which the cryogenic liquid such as liquid nitrogen flows, the bubbles generated in the inner pipe 2 due to the influence of the external temperature cannot be sufficiently controlled. Therefore, it becomes difficult to accurately measure the bubble ratio of the ultra-low temperature liquid.
  • the first airtight terminal 8 suppresses the leakage of liquid hydrogen from the inner pipe 2 to the outside, the measurement accuracy of the bubble ratio is further improved.
  • the inner tube 2 is preferably made of ceramics, for example, ceramics containing aluminum oxide as a main component.
  • ceramics containing aluminum oxide as a main component.
  • the inner tube 2 having excellent mechanical properties can be obtained while the raw material price and the production cost are relatively low.
  • the inner tube 2 When the inner tube 2 is made of ceramics containing aluminum oxide as a main component, it may contain, for example, silicon, magnesium and calcium. When these elements are converted into oxides out of the total 100% by mass of the components constituting the ceramics, for example, SiO 2 is 0.3% by mass to 1% by mass, MgO is 0.1% by mass to 0.4% by mass. , CaO is 0.04% by mass to 0.08% by mass.
  • the inner tube 2 is preferably made of low thermal expansion ceramics.
  • the low thermal expansion ceramics refer to ceramics having a linear expansion coefficient of 0 ⁇ 20 ppb / K or less at 22 ° C. Since the low thermal expansion ceramics have a low coefficient of linear expansion, the risk of damage is reduced even if they are subjected to thermal shock by a cryogenic liquid containing liquid hydrogen.
  • the main crystal phase is cordierite
  • the subcrystal phase contains alumina, mullite and sapphirine
  • the grain boundary phase contains an amorphous phase containing Ca. ..
  • the crystal phase ratio of the main crystal phase is 95% by mass or more and 97.5% by mass or less
  • the crystal phase ratio of the sub-crystal phase is 2.5% by mass or more and 5% by mass or less
  • the content of Ca in the total amount is 25% by mass or more and 5% by mass or less. It is 0.4% by mass or more and 0.6% by mass or less in terms of CaO, and further contains zirconia, and the content of zirconia in the total amount is 0.
  • It is preferably 1% by mass or more and 1.0% by mass or less. Since the relative permittivity of the ceramics forming the inner tube 2 becomes close to the relative permittivity of the ultra-low temperature liquid and the high frequency characteristics are improved, the measurement accuracy of the bubble ratio is further improved.
  • the inner tube 2 may be made of, for example, silicon nitride or ceramics containing sialon as a main component. Since these ceramics have high mechanical strength and thermal shock resistance, the risk of breakage is reduced even if they are subjected to thermal shock.
  • the ceramics contain calcium oxide, aluminum oxide and oxides of rare earth elements, and contain calcium oxide and aluminum oxide with respect to a total of 100% by mass of the oxides of calcium oxide, aluminum oxide and rare earth elements.
  • the amounts are 0.3% by mass or more and 1.5% by mass or less, 14.2% by mass or more and 48.8% by mass or less, respectively, and the balance is the oxide of the rare earth element.
  • the main component of ceramics means a component that occupies 60% by mass or more of the total 100% by mass of the components constituting the ceramics.
  • the main component is preferably a component that accounts for 95% by mass or more of the total 100% by mass of the components constituting the ceramics.
  • the components constituting the ceramics may be obtained by using an X-ray diffractometer (XRD).
  • XRD X-ray diffractometer
  • the content of each component can be determined by determining the content of the elements constituting the component using a fluorescent X-ray analyzer (XRF) or an ICP emission spectroscopic analyzer after identifying the component and converting it into the identified component. good.
  • the relative density of ceramics is, for example, 92% or more and 99.9% or less.
  • the relative density is expressed as a percentage (ratio) of the apparent density of the ceramics obtained in accordance with JIS R1634-198 with respect to the theoretical density of the ceramics.
  • Ceramics have closed pores, and the value obtained by subtracting the average value of the equivalent circle diameter of the closed pores from the average value of the distance between the centers of gravity of the adjacent closed pores (hereinafter, this value is referred to as the distance between the closed pores) is 8 ⁇ m. It may be 18 ⁇ m or more.
  • the closed pores are independent of each other.
  • the closed pores When the distance between the closed pores is 8 ⁇ m or more, the closed pores exist in a relatively dispersed state, so that the mechanical strength is high. On the other hand, when the distance between the closed pores is 18 ⁇ m or less, even if a cold shock is repeatedly applied and microcracks originating from the contour of the closed pores occur, there is a high probability that the extension will be blocked by the surrounding closed pores. Become. From this, if the distance between the closed pores is 8 ⁇ m or more and 18 ⁇ m or less, the inner tube 2 made of this ceramic can be used for a long period of time.
  • the skewness of the circle-equivalent diameter of the closed pores may be larger than the skewness of the distance between the centers of gravity of the closed pores.
  • the skewness is an index (statistic) indicating how much the distribution is distorted from the normal distribution, that is, the left-right symmetry of the distribution.
  • the skewness is larger than 0, the tail of the distribution is on the right side.
  • the distribution is symmetrical, and when the skewness is less than 0, the tail of the distribution is toward the left side.
  • the skewness of the circle-equivalent diameter of the closed pores is larger than the skewness of the circle-equivalent diameter of the closed pores.
  • the mode is located to the left (zero side) of the mode of the distance between the centers of gravity. That is, there are many closed pores having a small equivalent circle diameter, and these closed pores are more sparsely present, so that the inner pipe 2 has both mechanical strength and cold heat impact resistance.
  • the skewness of the circle-equivalent diameter of the closed pores is 1 or more, and the skewness of the distance between the centers of gravity of the closed pores is 0.6 or less.
  • the difference between the skewness of the circle-equivalent diameter of the closed pores and the skewness of the distance between the centers of gravity of the closed pores is 0.4 or more.
  • the ceramic member is polished on a copper plate from one end face of the ceramic member in the axial direction using diamond abrasive grains having an average particle size D50 of 3 ⁇ m. Then, by polishing with a tin plate using diamond abrasive grains having an average particle size D 50 of 0.5 ⁇ m, a polished surface having an arithmetic average roughness Ra of 0.2 ⁇ m or less in the roughness curve is obtained.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the polished surface is the same as the above-mentioned measuring method. Observe the polished surface at a magnification of 200 times and select an average range, for example, an area of 7.2 x 10 4 ⁇ m 2 (horizontal length 310 ⁇ m, vertical length 233 ⁇ m). The area is photographed with a CCD camera to obtain an observation image.
  • the distance between the centers of gravity of the dispersion measurement is used to open the pores.
  • the distance between the centers of gravity may be obtained.
  • the image analysis software "A image-kun” is described, the image analysis software manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd. is shown.
  • the threshold value which is an index indicating the lightness and darkness of the image may be 165, the lightness may be dark, the small figure removal area may be 1 ⁇ m 2 , and the noise removal filter may be omitted.
  • the threshold value may be adjusted according to the brightness of the observed image, the brightness is darkened, the binarization method is manual, the small figure removal area is 1 ⁇ m 2 , and the noise removal filter is provided.
  • the threshold value may be adjusted so that the marker appearing in the observation image matches the shape of the closed pores.
  • the equivalent circle diameter of the closed pores the equivalent circle diameter of the open pores may be obtained by a method called particle analysis for the above observation image.
  • the setting conditions may be the same as the setting conditions used for obtaining the distance between the centers of gravity of the closed pores.
  • the skewness of the equivalent circle diameter and the distance between the centers of gravity of the closed pores may be obtained by using the function Skew provided in Excel (registered trademark, Microsoft Corporation), respectively.
  • Aluminum oxide powder (purity of 99.9% by mass or more), which is the main component, and magnesium hydroxide, silicon oxide, and calcium carbonate powders are put into a pulverizing mill together with a solvent (ion-exchanged water) to prepare the powder. After pulverizing until the average particle size (D 50 ) becomes 1.5 ⁇ m or less, an organic binder and a dispersant for dispersing aluminum oxide powder are added and mixed to obtain a slurry.
  • a solvent ion-exchanged water
  • the content of the magnesium hydroxide powder is 0.3 to 0.42% by mass
  • the content of the silicon oxide powder is 0.5 to 0.8% by mass
  • the content is 0.06 to 0.1% by mass
  • the balance is aluminum oxide powder and unavoidable impurities.
  • the organic binder are acrylic emulsions, polyvinyl alcohols, polyethylene glycols, polyethylene oxides and the like.
  • a columnar molded body is formed by pressurizing the molding pressure to 78 MPa or more and 118 MPa or less using a uniaxial press molding device or a cold hydrostatic pressure press molding device. obtain. If necessary, the molded body is formed with dents that become recesses after firing by cutting.
  • the molded body is fired with the firing temperature set to 1580 ° C. or higher and 1780 ° C. or lower and the holding time set to 2 hours or longer and 4 hours or lower to obtain an inner tube made of ceramics.
  • the molded product may be fired at a firing temperature of 1600 ° C. or higher and 1760 ° C. or lower and a holding time of 2 hours or longer and 4 hours or shorter.
  • the surface of the ceramic member facing the pipeline may be ground to obtain a ground surface. Further, the surface of the recess in which the electrode is provided may be ground to form the bottom surface.
  • the inner pipe 2 preferably has an inner diameter of 50 mm or more.
  • the annular portion 5 is, for example, a Fernico alloy, Fe—Ni alloy, Fe—Ni—Cr—Ti—Al alloy, Fe—Cr—Al alloy, Fe—Co—Cr alloy, Fe—Co alloy, Fe—Co—. It is preferably formed of C alloy or austenite-based stainless steel having a nickel content of 10.4% by mass or more.
  • the outer diameter of the annular portion 5 is preferably 1 mm or more with respect to the outer diameter of the inner pipe 2, preferably 10 mm or more with respect to the outer diameter of the inner pipe 2, in order to obtain sufficient heat insulating performance. It is preferably 200 mm or less, preferably 100 mm or less with respect to the outer diameter of the tube 2.
  • the annular portion 5 is airtightly joined to the outer peripheral surface of the metallized inner tube 2 by brazing.
  • the outer tube 6 is preferably formed of, for example, a metal such as austenitic stainless steel (for example, SUS316L) having a nickel content of 10.4% by mass or more, ceramics such as silicon nitride and sialon.
  • a metal such as austenitic stainless steel (for example, SUS316L) having a nickel content of 10.4% by mass or more, ceramics such as silicon nitride and sialon.
  • the first airtight terminal 8 constitutes a so-called hermetic connector, and is a disk-shaped first having a conduction pin 9 and a first pin hole (not shown) for inserting the conduction pin 9 in the thickness direction.
  • a ceramic substrate 17 and a first annular body 18 surrounding the outer peripheral surface of the first ceramic substrate 17 are provided.
  • the first annular body 18 functions as a sleeve for holding the first ceramic substrate 17, and for example, a Fernico alloy, Fe—Ni alloy, Fe—Ni—Cr—Ti—Al alloy, Fe—Cr—Al alloy, Fe.
  • -It is preferably made of austenite-based stainless steel having a Co—Cr alloy, Fe—Co alloy, Fe—Co—C alloy or nickel content of 10.4% by mass or more.
  • austenitic stainless steels having a nickel content of 10.4% by mass or more include SUS310S, SUS316L, SUS316LN, SUS316J1L, and SUS317L.
  • the electrode 4 can be formed of, for example, copper foil, aluminum foil, or the like.
  • the electrode 4 can be formed on the outer peripheral surface of the inner tube 2 by, for example, a vacuum vapor deposition method, a metallizing method, an active metal method, or the like. Further, a metal plate serving as an electrode 29 may be adhered to the bottom surface of the recess 28, which will be described later.
  • the thickness of the electrodes 41 and 42 is preferably 10 ⁇ m or more, preferably 20 ⁇ m or more, and 1 mm or less, preferably 2 mm or less.
  • a metal pipe 20 having a flange portion 19 is arranged at both ends of the inner pipe 2, and the annular portion 5 and the flange portion 19 are welded or brazed.
  • the metal tube 20 may be a liquid hydrogen transfer tube for transferring liquid hydrogen.
  • the bubble rate sensor 11 of this embodiment has a structure in which the inner tube 21 is surrounded by the housing 22 and the outside of the housing 22 is covered with the outer tube 26.
  • the housing 22 has a second insertion hole 23 that opens in the radial direction on the outer peripheral surface, and further has a connecting hole 24 that opens along the axial direction of the inner pipe 21 and communicates with the through hole 31 of the inner pipe 21. ..
  • Metal pipes 25 communicating with the through holes 31 of the inner pipe 21 via the connecting holes 24 are arranged at both ends of the housing 22.
  • the inner tube 21 has a recess 28 that opens toward the outside, and an electrode 29 is attached to the bottom surface of the recess 28. Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, the inner tube 21 is composed of an even number of divisible (four in this embodiment) ceramic members 21a, 21b, 21c, 21d arranged in the circumferential direction.
  • the side surfaces thereof are overlapped with each other, and an annular bundling body 30 is mounted on the outer peripheral surface to bind the ceramic members 21a, ... 21d.
  • the housing 22 is attached to the outer peripheral side of the inner pipe 21. In other words, the housing 22 is provided to accommodate the divisible inner pipe 21.
  • the housing 22 includes a frame body portion 22a for accommodating the inner tube 21 and a lid portion 22b for sealing the opening of the frame body portion 22a.
  • the frame body portion 22a and the lid portion 22b are joined by welding or brazing.
  • the frame body portion 22a and the lid portion 22b each have an opening that communicates with the through hole of the inner tube 21, and the metal tube 25 communicates with the through hole through each opening of the frame body portion 22a and the lid portion 22b. Welded or braided to each.
  • the inner pipe 21 has a substantially quadrangular cross section, and has a shape in which the corner portion 211 is chamfered (C surface processed or R surface processed). Therefore, since the annular bundling body 30 presses the chamfered corners 211, the ceramic members 21a, ... 21d can be firmly bound.
  • the binding body 30 include a strip-shaped flexible plastic film and a metal strip. At that time, both ends of the binding body 30 are joined by a joining means such as heat fusion or welding.
  • the ceramic members 21a, ... 21d constituting the inner tube 21 are formed of low thermal expansion ceramics or ceramics containing aluminum oxide, silicon nitride or sialon as a main component, similarly to the inner tube 2 described above. good.
  • At least one of the ceramic members 21a, ... 21d may have closed pores, and the distance between the closed pores may be 8 ⁇ m or more and 18 ⁇ m.
  • the annular portion 51 is located on the outer side in the axial direction of the housing 22.
  • the annular portion 51 has a shaft hole on the same axis as the inner pipe 21, and is welded or brazed to the outer peripheral surface of the metal pipe 25 inserted through the shaft hole.
  • An outer pipe 26 is joined to the outer peripheral portion of the annular portion 51.
  • the outer tube 26 has a first insertion hole 27 that opens in the radial direction on the outer peripheral surface.
  • a first airtight terminal 81 for fixing a conduction pin 91 individually connected to each electrode 29 is provided in the first insertion hole 27.
  • the first airtight terminal 81 has a disk shape having a conduction pin 91 and a first pin hole (not shown) for inserting the conduction pin 91 in the thickness direction, similarly to the first airtight terminal 8 described above. It is composed of a first ceramic substrate 50 and a first annular body 52 surrounding the outer peripheral surface of the first ceramic substrate 50.
  • the second insertion hole 23 provided on the outer peripheral surface of the housing 22 is also provided with a second airtight terminal 82 for fixing the conduction pin 91 in the second insertion hole.
  • the second airtight terminal 82 includes a conduction pin 91, a disk-shaped second ceramic substrate 50'provided with a second pin hole (not shown) for inserting the conduction pin 91 in the thickness direction, and a second. It is composed of a second annular body 52'that surrounds the outer peripheral surface of the ceramic substrate 50'.
  • the outer pipe 26 is provided with a vacuum exhaust valve 15 (for example, a needle valve for vacuum exhaust), and forms a vacuum space 100 (heat insulating layer) between the housing 22 and the outer pipe 26.
  • a vacuum exhaust valve 15 for example, a needle valve for vacuum exhaust
  • the space between the inner pipe 21 and the housing 22 may also be a vacuum space. Since the vacuum space 100 is located between the housing 22 and the outer pipe 26 in this way, the vaporization of liquid hydrogen due to the outside air temperature is suppressed, the heat insulating performance for the inner pipe 21 is improved, and bubbles are generated. It is suppressed and the measurement accuracy of the bubble ratio is improved.
  • Others are the same as those of the embodiment shown in FIG. 1, and detailed description thereof will be omitted.
  • FIGS. 4 to 6 modifications to the embodiments shown in FIGS. 2 and 3A and 3B are shown in FIGS. 4 to 6.
  • the same members as the constituent members of the bubble rate sensor 11 shown in FIGS. 2 and 3A and 3B are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the metal pipe 25' is directly joined to the inner pipe 21'.
  • the frame body portion 22a ′ and the lid portion 22b ′ constituting the housing 22 ′ are integrally formed with the metal tube 25 ′ or joined to the metal tube 25 ′.
  • the outer tube 26' is joined to the outer peripheral surface of the housing 22'. The joining can be performed, for example, by welding or brazing.
  • a vacuum exhaust valve 15 is provided on the outer pipe 26', and a vacuum space 100' (insulation layer) is formed between the inner pipe 21'and the outer pipe 26'.
  • the inner tube 21' is composed of four ceramic members 21a', 21b', 21c', 21d', and is integrally joined by a binding body 30'. Details are as shown in FIGS. 3A and 3B.
  • the inner tube is not limited to a substantially quadrangular cross section, and the cross-sectional shape may be a circle or another polygon.
  • the number of ceramic members constituting the inner pipe is an even number, for example, 2, 4, 6, or 8. This is because at least a pair of opposing electrodes are required to measure the capacitance, and each electrode is attached to a ceramic member.
  • the electrodes are provided on at least a pair of ceramic members facing each other. It may be just.
  • This current meter measures the flow rate of liquid hydrogen flowing in the inner tubes 2, 21, 21', and the above-mentioned bubble ratio sensors 1, 11, 111 and the ultra-low temperature liquid (not shown) are through holes 3; A current meter for measuring the flow velocity flowing in the 31 is provided.
  • the bubble rate sensors 1, 11, 111 and the current meter are attached to a liquid hydrogen transfer pipe (hereinafter, may be abbreviated as a transfer pipe) (not shown).
  • the electrostatic capacity of the liquid hydrogen is measured by the bubble ratio sensors 1, 11 and 111, and the density d of the liquid hydrogen is determined from this. (Kg / m 3 ) can be obtained.
  • the flow meter further includes an arithmetic unit to which the bubble rate sensors 1, 11, 111 and the current meter are connected in order to perform the above calculation.
  • the flow rate of liquid hydrogen can be easily measured, which facilitates management when a large amount of liquid hydrogen is industrially transferred.
  • the bubble ratio sensors 1, 11, 111 of liquid hydrogen and the flow meter using the same have been described, but other ultra-low temperature liquids such as liquid nitrogen (-196 ° C) and liquid helium (-269 ° C) have been described.
  • liquid nitrogen -196 ° C
  • liquid helium -269 ° C
  • Liquefied natural gas -162 ° C.
  • liquid argon -186 ° C.
  • the cryogenic liquid in the present disclosure means a liquid that liquefies at a cryogenic temperature of -162 ° C or lower. It was
  • the bubble rate sensor of the present disclosure is not limited to the above embodiment, and various changes and improvements can be made within the scope of the present disclosure.

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Abstract

本開示の気泡率センサは、低温液体を流すための貫通孔を有する絶縁性の内管と、該内管の外周面に装着された少なくとも一対の電極と、前記内管の外周側を覆う断熱層とを備える。本開示の流量計は、前記内管の貫通孔内を流れる極低温液体の流量を測定するものであって、上記の気泡率センサと、前記極低温液体が前記貫通孔内を流れる流速を測定する流速計とを備える。

Description

気泡率センサ、これを用いた流量計および極低温液体移送管
　本開示は、液体水素等の極低温液体の気泡率を測定するための気泡率センサ（void fraction sensor）、これを用いた流量計および極低温液体移送管に関する。
　近時、温室効果ガスの排出削減に伴い、有力なエネルギー貯蔵媒体として水素の利用が注目されている。特に、液体水素は、体積効率が高く長期保存が可能であるため、その利用技術が種々開発されている。しかし、液体水素を大量に取り扱う場合に必要となる流量の正確な計測方法が工業的に確立されていなかった。その主な理由は、液体水素が非常に気化しやすく気体と液体の比率の変化が大きな流体である為である。
　すなわち、液体水素は、極低温（沸点-２５３℃）の液体であり、熱伝導が非常に高く潜熱が小さいため、すぐに気泡（ボイド）が発生するという特徴がある。そのため、液体水素は、移送用の配管内では、気液混合した、いわゆる二相流となっている。
　従って、気泡の含有割合の変化が大きいため、配管内を流れる液体水素の流量を測定するには、通常の液体のように流速を測定するだけでは、正確な流量を知ることはできない。
　そこで、気液二相流の気相体積割合を示す気泡率を計測する気泡率計の開発が進められている。このような気泡率計として、非特許文献１では、一対の電極を用いて静電容量を測定する静電容量型ボイド率計（capacitance type void fraction sensor）が提案されている。
Norihide MAENO、他５名、「Void Fraction Measurement of Cryogenic Two Phase Flow Using a Capacitance Sensor」, Trans. JSASS Aerospace Tech. Japan, Vol. 12, No. ists29, pp. Pa_101-Pa_107, 2014
　本開示の気泡率センサは、低温液体を流すための貫通孔を有する絶縁性の内管と、該内管の外周面に装着された少なくとも一対の電極と、内管の外周側を覆う断熱層とを備える。
　本開示の流量計は、内管の貫通孔内を流れる極低温液体の流量を測定するものであって、上記の気泡率センサと、前記極低温液体が前記貫通孔内を流れる流速を測定する流速計とを備える。
　また、本開示は、上記流量計を備えた極低温液体移送管を提供するものである。
本開示の一実施形態に係る気泡率センサを示す概略断面図である。 本開示の他の実施形態に係る気泡率センサを示す概略断面図である。 図２に示す内管の組立構造を示す断面図である。 図３Ａにおける分割可能なセラミック部材を示す説明図 図２に示す気泡率センサの変形例を示す一部破断斜視図である。 図４に示す内管とその周辺の構造を示す一部破断斜視図である。 図４に示す内管を示す斜視図である。
　以下、本開示の実施形態に係る気泡率センサを説明する。なお、以下の説明では、極低温液体として液体水素を用いた場合の気泡率を測定するための気泡率センサについて説明する
　図１は本開示の一実施形態に係る気泡率センサ１を示している。図１に示すように、この気泡率センサ１は、液体水素が流れる貫通孔３を有する絶縁性の内管２と、該内管２の外面に装着された偶数個（本実施形態では２個）の電極４とを備える。
　さらに、内管２の両端外周部には環状部５が取付けられており、この環状部５の外周部に外管６が接合されている。外管６は、径方向に開口する第１挿通孔７を有する。第１挿通孔７には第１気密端子８が設けられており、電極４に個別に接続する導通ピン９を第１挿通孔７内で固定している。
　絶縁性の内管２とは、２０℃における体積固有抵抗値が１０１０Ω・ｍ以上である内管をいう。
　外管６には、真空排気弁１５（例えば、真空排気用のニードル弁）が設けられており、内管２と外管６との間に真空空間１０（断熱層）を形成している。このように、内管２の外周側に真空空間１０が位置しているので、内管２に対する断熱性能が確保される。その結果、外気温度の影響による気泡の発生が抑制されるため、気泡率の測定精度が向上する。すなわち、液体窒素等の極低温液体が流れる内管２の内部と外部との間で断熱性能が十分ではないと、外部温度の影響により内管２内で発生する気泡を十分に制御できない。そのため、極低温液体の気泡率を精度良く測定することが困難になる。
　また、第１気密端子８によって、内管２から外部への液体水素のリークが抑制されるため、気泡率の測定精度がさらに向上する。
　内管２は、セラミックス、例えば、酸化アルミニウムを主成分とするセラミックスからなるのがよい。酸化アルミニウムが主成分であると、原料価格や作製コストが比較的安価でありながら、優れた機械的特性を有する内管２にすることができる。
　内管２が酸化アルミニウムを主成分とするセラミックスからなる場合、例えば、珪素、マグネシウムおよびカルシウムを含んでいてもよい。セラミックスを構成する成分の合計１００質量％のうち、これら元素を酸化物に換算すると、例えば、ＳｉＯ２は０．３質量％～１質量％、ＭｇＯは０．１質量％～０．４質量％、ＣａＯは０．０４質量％～０．０８質量％である。
　アノーサイト（ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８）を含んでいてもよい。アノーサイトは、酸化アルミニウムよりも線膨張率が小さいため、アノーサイトを含んでいると、耐熱衝撃性を向上させることができる。特に、内管２は、低熱膨張セラミックスからなるのがよい。低熱膨張セラミックスとしては、２２℃における線膨張率が０±２０ｐｐｂ／Ｋ以下のセラミックスをいう。低熱膨張セラミックスは、線膨張率が低いので、液体水素を含む極低温液体によって熱衝撃を受けても破損のおそれが低減する。
　具体的には、低熱膨張セラミックスは、主結晶相がコージェライトであり、副結晶相としてアルミナ、ムライトおよびサフィリンを含み、粒界相にＣａを含む非晶質相が存在しているのがよい。主結晶相の結晶相比率は９５質量％以上９７．５質量％以下であり、副結晶相の結晶相比率が２．５質量％以上５質量％以下であり、全量中に対するＣａの含有量がＣａＯ換算で０．４質量％以上０．６質量％以下であり、さらにジルコニアを含み、全量中に対するジルコニアの含有量が０． １質量％以上１．０質量％以下であるのが好ましい。極低温液体の比誘電率に内管２を形成するセラミックスの比誘電率が近くなり、高周波特性がよくなるので、気泡率の測定精度がさらに向上する。
　低熱膨張セラミックスにおける結晶相およびその比率は、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折装置により、回折角２θ＝８～１００°の範囲を解析対象として、リートベルト法を用いて解析すればよい。
　また、内管２は、例えば、窒化珪素またはサイアロンを主成分とするセラミックスからなるものであってもよい。これらのセラミックスは、機械的強度および耐熱衝撃性がいずれも高いので、熱衝撃を受けても破損のおそれが低減する。
　具体的には、上記セラミックスは、酸化カルシウム，酸化アルミニウムおよび希土類元素の酸化物を含み、酸化カルシウム，酸化アルミニウムおよび希土類元素の酸化物の合計１００質量％に対して、酸化カルシウムおよび酸化アルミニウムの含有量がそれぞれ０．３質量％以上１．５質量％以下，１４．２質量％以上４８．８質量％以下であり、残部が前記希土類元素の酸化物である。前記窒化珪素は、組成式がＳｉ６－ＺＡｌＺＯＺＮ８－Ｚ（ｚ＝０．１～１）で表されるβ－サイアロンであり、平均結晶粒径が２０μｍ以下（但し、０μｍを除く。）である。
　セラミックスにおける主成分とは、セラミックスを構成する成分の合計１００質量％のうち、６０質量％以上を占める成分をいう。特に、主成分は、セラミックスを構成する成分の合計１００質量％のうち、９５質量％以上を占める成分であるとよい。セラミックスを構成する成分は、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて求めればよい。各成分の含有量は、成分を同定した後、蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）またはＩＣＰ発光分光分析装置を用いて、成分を構成する元素の含有量を求め、同定された成分に換算すればよい。
　セラミックスの相対密度は、例えば、９２％以上９９．９％以下である。相対密度は、セラミックスの理論密度に対する、ＪＩＳ Ｒ １６３４－１９９８に準拠して求められたセラミックスの見掛密度の百分率（割合）として表される。
　セラミックスは、閉気孔を有し、隣り合う閉気孔の重心間距離の平均値から閉気孔の円相当径の平均値を差し引いた値（以下、この値を閉気孔間の間隔という。）が８μｍ以上１８μｍであってもよい。閉気孔は互いに独立している。
　閉気孔間の間隔が８μｍ以上の場合、閉気孔が比較的分散された状態で存在するため、機械的強度が高くなる。一方、閉気孔間の間隔が１８μｍ以下の場合、冷熱衝撃が繰り返し与えられ、閉気孔の輪郭を起点とするマイクロクラックが発生したとしても、周囲の閉気孔により、その伸展が遮られる確率が高くなる。このことから、閉気孔間の間隔が８μｍ以上１８μｍ以下であると、このセラミックスからなる内管２を長期間に亘って用いることができる。
　閉気孔の円相当径の歪度は、閉気孔の重心間距離の歪度よりも大きくてもよい。ここで、歪度とは、分布が正規分布からどれだけ歪んでいるか、即ち、分布の左右対称性を示す指標（統計量）であり、歪度が０より大きい場合、分布の裾は右側に向かい、歪度が０の場合、分布は左右対称となり、歪度が０より小さい場合、分布の裾は左側に向かう。
　閉気孔の円相当径および閉気孔の重心間距離のそれぞれのヒストグラムを重ね合わせると、閉気孔の円相当径の歪度は、閉気孔の重心間距離の歪度より大きい場合、円相当径の最頻値は、重心間距離の最頻値よりも左側（ゼロ側）に位置する。即ち、円相当径の小さい閉気孔が多く、しかも、これらの閉気孔がより疎らに存在することになり、機械的強度と耐冷熱衝撃性とを兼ね備えた内管２とすることができる。
　例えば、閉気孔の円相当径の歪度は１以上であり、閉気孔の重心間距離の歪度は０．６以下である。閉気孔の円相当径の歪度と、閉気孔の重心間距離の歪度との差は、０．４以上である。
　閉気孔の重心間距離および円相当径を求めるには、まず、セラミック部材の一方の端面から軸方向に向かって、平均粒径Ｄ５０が３μｍのダイヤモンド砥粒を用いて銅盤にて研磨する。その後、平均粒径Ｄ５０が０．５μｍのダイヤモンド砥粒を用いて錫盤にて研磨することにより、粗さ曲線における算術平均粗さＲａが０．２μｍ以下である研磨面を得る。
　研磨面の算術平均粗さＲａは、上述した測定方法と同じである。 
研磨面を２００倍の倍率で観察し、平均的な範囲を選択して、例えば、面積が７．２×１０４μｍ２（横方向の長さが３１０μｍ、縦方向の長さが２３３μｍ）となる範囲をＣＣＤカメラで撮影して、観察像を得る。
　この観察像を対象として、例えば、画像解析ソフト「Ａ像くん(ｖｅｒ２．５２)」（登録商標、旭化成エンジニアリング（株）製）を用いて分散度計測の重心間距離法という手法で閉気孔の重心間距離を求めればよい。以下、画像解析ソフト「Ａ像くん」と記載した場合、旭化成エンジニアリング（株）製の画像解析ソフトを示す。 
　この手法の設定条件としては、例えば、画像の明暗を示す指標であるしきい値を１６５、明度を暗、小図形除去面積を１μｍ２、雑音除去フィルタを無とすればよい。なお、観察像の明るさに応じて、しきい値は調整すればよく、明度を暗、２値化の方法を手動とし、小図形除去面積を１μｍ２および雑音除去フィルタを有とした上で、観察像に現れるマーカーが閉気孔の形状と一致するように、しきい値を調整すればよい。閉気孔の円相当径は、上記観察像を対象として、粒子解析という手法で開気孔の円相当径を求めればよい。設定条件は、閉気孔の重心間距離を求めるのに用いた設定条件と同じにすればよい。閉気孔の円相当径および重心間距離の歪度は、それぞれＥｘｃｅｌ（登録商標、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）に備えられている関数Ｓｋｅｗを用いて求めればよい。
　このようなセラミックスによって形成される内管の製造方法の一例について説明する。内管を形成するセラミックスの主成分が酸化アルミニウムである場合について説明する。
　主成分である酸化アルミニウム粉末（純度が９９．９質量％以上）と、水酸化マグネシウム、酸化珪素および炭酸カルシウムの各粉末とを粉砕用ミルに溶媒（イオン交換水）とともに投入して、粉末の平均粒径（Ｄ５０）が１．５μｍ以下になるまで粉砕した後、有機結合剤と、酸化アルミニウム粉末を分散させる分散剤とを添加、混合してスラリーを得る。
　ここで、上記粉末の合計１００質量％における水酸化マグネシウム粉末の含有量は０．３～０．４２質量％、酸化珪素粉末の含有量は０．５～０．８質量％、炭酸カルシウム粉末の含有量は０．０６～０．１質量％であり、残部が酸化アルミニウム粉末および不可避不純物である。有機結合剤は、例えば、アクリルエマルジョン、ポリビニールアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド等である。
　次に、スラリーを噴霧造粒して顆粒を得た後、１軸プレス成形装置あるいは冷間静水圧プレス成形装置を用いて、成形圧を７８ＭＰａ以上１１８ＭＰａ以下として加圧することにより柱状の成形体を得る。成形体には、必要に応じて切削加工により、焼成後に凹部となる凹みが形成される。
　焼成温度を１５８０℃以上１７８０℃以下、保持時間を２時間以上４時間以下として成形体を焼成してセラミックスからなる内管を得る。閉気孔の間隔が８μｍ以上１８μｍであるセラミックスを得るには、焼成温度を１６００℃以上１７６０℃以下、保持時間を２時間以上４時間以下として成形体を焼成すればよい。管路に対向するセラミック部材の面を研削して研削面としてもよい。また、電極が設けられる凹部の面を研削して底面としたりしてもよい。なお、内管２は、内径が５０ｍｍ以上であるのがよい。
　環状部５は、例えば、フェルニコ系合金、Ｆｅ－Ｎｉ合金、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｒ－Ｔｉ－Ａｌ合金、Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｃｒ合金、Ｆｅ－Ｃｏ合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｃ合金またはニッケルの含有量が１０．４質量％以上であるオーステナイト系ステンレス鋼等から形成されるのがよい。環状部５の外径は、十分な断熱性能を得るうえで、内管２の外径に対して１ｍｍ以上、好ましくは、内管２の外径に対して１０ｍｍ以上であるのがよく、内管２の外径に対して２００ｍｍ以下、好ましくは１００ｍｍ以下であるのがよい。環状部５はメタライズされた内管２の外周面にろう付けによって気密に接合される。
　外管６は、例えばニッケルの含有量が１０．４質量％以上であるオーステナイト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３１６Ｌ）等の金属、窒化珪素、サイアロン等のセラミックス等から形成されるのがよい。
　第１気密端子８は、いわゆるハーメチックコネクタを構成しており、導通ピン９と、該導通ピン９を挿入するための第１ピン孔（図示しない)を厚み方向に備えた円板状の第１セラミック基板１７と、該第１セラミック基板１７の外周面を囲繞する第１環状体１８と、を備える。第１環状体１８は、第１セラミック基板１７を保持するスリーブとして機能し、例えば、フェルニコ系合金、Ｆｅ－Ｎｉ合金、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｒ－Ｔｉ－Ａｌ合金、Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｃｒ合金、Ｆｅ－Ｃｏ合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｃ合金またはニッケルの含有量が１０．４質量％以上であるオーステナイト系ステンレス鋼からなるのがよい。これにより液体水素による脆化が発生しにくくなるので、長期間に亘って気泡率の測定精度を維持することができる。
　ニッケルの含有量が１０．４質量％以上であるオーステナイト系ステンレス鋼としては、例えばＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６ＬＮ、ＳＵＳ３１６Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ３１７Ｌ等がある。
　電極４は、例えば銅箔、アルミニウム箔等で形成することができる。内管２の外周面に電極４を形成するには、例えば真空蒸着法、メタライズ法、活性金属法等で行うことができる。また、後述する凹部２８の底面に、電極２９となる金属板を接着してもよい。電極４１、４２の厚さは、いずれも１０μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上で、１ｍｍ以下、好ましくは２ｍｍ以下であるのがよい。
　内管２の両端には、フランジ部１９を有する金属管２０が配置され、環状部５とフランジ部１９とが溶接またはろう接されてなる。このように、内管２に金属管２０を接続することで、外部からの衝撃に対して破壊しにくくなるとともに、環状部５とフランジ部１９とが溶接またはろう接されることで、内管２から外部への液体水素のリークが抑制されるため、気泡率の測定精度がさらに向上する。なお、金属管２０は、液体水素を移送するための液体水素移送管であってもよい。
　次に、本開示の他の実施形態を図２および図３に基づいて説明する。この実施形態の気泡率センサ１１は、内管２１を筐体２２で囲繞し、この筐体２２の外側を外管２６で覆った構造を有する。筐体２２は、径方向に開口する第２挿通孔２３を外周面に有し、さらに内管２１の軸方向に沿って開口し、内管２１の貫通孔３１と連通する連結孔２４を有する。この連結孔２４を介して内管２１の貫通孔３１と連通する金属管２５が筐体２２の両端に配置される。
　内管２１は、外部に向かって開口する凹部２８を有し、該凹部２８の底面に電極２９が装着されている。また、内管２１は、図３Ａ、３Ｂに示すように、周方向に配列された分割可能な偶数個（本実施形態では４個）のセラミック部材２１a、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄからなる。
　これらのセラミック部材２１a、・・・２１ｄから内管２１を組み立てるには、それらの側面同士を重ね合わせ、外周面上に環状の結束体３０を装着してセラミック部材２１a、・・・２１ｄを結束して内管２１を形成する。この状態で、内管２１の外周側に筐体２２を取り付ける。換言すると、筐体２２は分割可能な内管２１を収容するために設けられている。
　すなわち、筐体２２は、内管２１を収容する枠体部２２ａと、該枠体部２２ａの開口を封止する蓋部２２ｂとを備える。結束されたセラミック部材２１a、・・・２１ｄを枠体部２２ａ内に収容後、枠体部２２ａと蓋部２２ｂとを溶接またはろう接によって接合する。枠体部２２ａおよび蓋部２２ｂは、内管２１の貫通孔に連通する開口をそれぞれ有し、該各開口を介して貫通孔と連通するように金属管２５が枠体部２２ａおよび蓋部２２ｂにそれぞれ溶接またはろう接されている。
　内管２１は、図３Ａ、３Ｂに示すように、断面が略四角形で構成されており、その角部２１１が面取り加工（Ｃ面加工またはＲ面加工）された形状を有する。そのため、環状の結束体３０は、面取り加工された角部２１１を圧接するので、各セラミック部材２１a、・・・２１ｄを強固に結束することができる。結束体３０としては、例えば帯状の可撓性プラスチックフィルムや金属帯等が挙げられる。その際、結束体３０は両端を熱融着や溶接等の接合手段で接合される。
　なお、内管２１を構成するセラミック部材２１a、・・・２１ｄは、前記した内管２と同様に、低熱膨張セラミックスまたは酸化アルミニウム、窒化珪素もしくはサイアロンを主成分とするセラミックスから形成されるのがよい。
　セラミック部材２１a、・・・２１ｄの少なくともいずれかは、閉気孔を有し、閉気孔間の間隔が８μｍ以上１８μｍであってもよい。
　図２に戻って、筐体２２の軸方向外側には環状部５１が位置する。環状部５１は、内管２１と同一軸心上に軸孔を有し、この軸孔に挿通された金属管２５の外周面に溶接またはろう接されている。環状部５１の外周部には外管２６が接合される。外管２６は外周面に、径方向に開口する第１挿通孔２７を有する。
　第１挿通孔２７内には、各電極２９に個別に接続する導通ピン９１を固定するための第１気密端子８１が設けられる。第１気密端子８１は、前記した第１気密端子８と同様に、導通ピン９１と、該導通ピン９１を挿入するための第１ピン孔（図示しない）を厚み方向に備えた円板状の第１セラミック基板５０と、該第１セラミック基板５０の外周面を囲繞する第１環状体５２と、から構成されている。
　また、筐体２２の外周面に設けられた第２挿通孔２３にも、同様に導通ピン９１を前記第２挿通孔内で固定する第２気密端子８２が設けられている。この第２気密端子８２は、導通ピン９１と、該導通ピン９１を挿入するための第２ピン孔（図示しない）を厚み方向に備えた円板状の第２セラミック基板５０´と、第２セラミック基板５０´の外周面を囲繞する第２環状体５２´と、から構成されている。
　外管２６には、真空排気弁１５（例えば、真空排気用ニードル弁）が設けられており、筐体２２と外管２６との間に真空空間１００（断熱層）を形成している。このとき、内管２１と筐体２２との間の空間も真空空間であってもよい。このように、筐体２２と外管２６との間に真空空間１００が位置しているので、外気温度による液体水素の気化が抑制され、内管２１に対する断熱性能が向上し、気泡の発生が抑制され、気泡率の測定精度が向上する。その他は、図１に示した実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。
　次に、図２および図３Ａ、３Ｂに示す実施形態の変形例を図４～図６に示す。なお、図２および図３Ａ、３Ｂに示す気泡率センサ１１の構成部材と同じ部材には同一符号を付して説明を省略する。
　この変形例の気泡率センサ１１１は、図４に示すように、内管２１´に金属管２５´が直接接合される。また、筐体２２´を構成する枠体部２２a´と蓋部２２ｂ´は、金属管２５´と一体に形成するか、または金属管２５´に接合されている。外管２６´は筐体２２´の外周面に接合されている。接合は、例えば、溶接またはろう付け等によって行うことができる。
　外管２６´には真空排気弁１５が設けられ、内管２１´と外管２６´との間に真空空間１００´（断熱層）が形成される。
　図５および図６に示すように、内管２１´は４個のセラミック部材２１a´、２１ｂ´、２１ｃ´、２１ｄ´から構成され、結束体３０´で一体に接合されている。詳細は図３Ａ、３Ｂに示した通りである。
　なお、本開示では、内管は断面が略四角形に限定されるものではなく、断面形状が円形や他の多角形であってもよい。その際、内管を構成するセラミック部材の数は偶数個であり、例えば２個、４個、６個、８個である。静電容量を測定するためには、少なくとも対向する一対の電極を必要とし、各電極はそれぞれセラミック部材に取り付けられているからである。
　また、静電容量は、対向する電極間で測定されるので、偶数個のセラミック部材の全てに電極が設けられていなくても、互いに対向する少なくとも一対のセラミック部材に電極がそれぞれ設けられているだけでもよい。
　次に、本開示の実施形態に係る流量計について説明する。この流量計は、内管２、２１、２１´内を流れる液体水素の流量を測定するものであり、前記した気泡率センサ１、１１、１１１と、図示しない、極低温液体が貫通孔３、３１内を流れる流速を測定する流速計とを備える。気泡率センサ１、１１、１１１および流速計は、図示しない液体水素移送管（以下、移送管と略称する場合がある。）に取り付けられている。
　貫通孔３、３１内を流れる液体水素は、気液混合した二相流となっているので、気泡率センサ１、１１、１１１で液体水素の静電容量を測定し、これから液体水素の密度ｄ（ｋｇ／ｍ３）を求めることができる。
　そして、流速計で求めた液体水素の流速（ｍ／秒）をｖ、貫通孔３、３１’の断面積（ｍ２）をａとしたとき、次式によって流量Ｆ（ｋｇ／秒）が求められる。
　　Ｆ＝ｄ×ｖ×ａ
　流量計は、上記演算を行うために、気泡率センサ１、１１、１１１および流速計が接続された演算装置をさらに備えている。これにより、液体水素の流量測定を簡単に行うことができるので、工業的に液体水素を大量移送する場合に管理が容易になる。
　以上の説明では、液体水素の気泡率センサ１、１１、１１１およびこれを用いる流量計について述べたが、他の極低温液体、例えば、液体窒素（－１９６℃）、液体ヘリウム（－２６９ ℃)、液化天然ガス（-１６２℃）、液体アルゴン（－１８６℃）等（括弧内は液化温度を示す。）に対しても同様に適用可能である。よって、本開示における極低温液体とは、－１６２℃以下の極低温で液化するものをいう。　
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の気泡率センサは、上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内で種々の変更や改良が可能である。
　１、１１、１１１　気泡率センサ
　２、２１、２１´　内管
　　２１a、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ　セラミック部材
　　２１a´、２１ｂ´、２１ｃ´、２１ｄ´　セラミック部材
　　２１１　角部
　３、３１　貫通孔
　４、２９　電極
　５　環状部
　６　　外管
　７　　第１挿通孔
　８、８１　第１気密端子
　８２　　第２気密端子
　９、９１　導通ピン
１０、１００、１００´　真空空間
１５　　真空排気弁
１７，５０　　第１セラミック基板
１８、５２　　第１環状体
１９　　フランジ部
２０、２５、２５´　金属管
２２、２２´　筐体
　２２ａ、２２ａ´　枠体部
　２２ｂ、２２ｂ´　蓋部
２３　　第２挿通孔
２４　　連結孔
２６、２６´　外管
２７　　第１挿通孔
２８　　凹部
２９　　電極
３０　　結束体
５０´　第２セラミック基板
５１　　環状部
５２´　第２環状体
 

Claims (15)

  1. 　極低温液体を流すための貫通孔を有する絶縁性の内管と、該内管の外面に装着された少なくとも一対の電極と、前記内管の外周側を覆う断熱層とを備えた、気泡率センサ。
  2. 　前記内管の両端部に設けられる環状部と、
    　該環状部の外周部に接合され、第１挿通孔を有する外管と、
    　前記第１挿通孔内に設けられ、前記電極に個別に接続する導通ピンを前記第１挿通孔内で固定する第１気密端子と、を備え、
    　前記断熱層は、前記内管と前記外管との間に位置する真空空間である、請求項１に記載の気泡率センサ。
  3. 　前記第１気密端子は、前記導通ピンと、該導通ピンを挿入するための第１ピン孔を厚み方向に備えた円板状のセラミック基板と、該セラミック基板の外周面を囲繞する環状体と、を備え、該環状体はフェルニコ系合金、Ｆｅ－Ｎｉ合金、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｒ－Ｔｉ－Ａｌ合金、Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｃｒ合金、Ｆｅ－Ｃｏ合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｃ合金またはニッケルの含有量が１０．４質量％以上であるオーステナイト系ステンレス鋼からなる、請求項２に記載の気泡率センサ。
  4. 　フランジ部を有する金属管を前記内管の少なくともいずれか一端に備え、前記環状部と前記フランジ部とが溶接またはろう接されてなる、請求項２または３に記載の気泡率センサ。
  5. 　前記内管は、周方向に配列された分割可能な偶数個のセラミック部材からなり、
    　前記内管を囲繞し、第２挿通孔と、前記内管の前記貫通孔と連通する連結孔とを有する筐体と、
    　該筐体の外側に位置し、前記内管と同一軸心上に軸孔を有する環状部と、
    　該環状部の外周部に接合され、第１挿通孔を有する外管と、
    　前記電極に個別に接続する導通ピンを前記第１挿通孔内で固定する第１気密端子と、
    　前記導通ピンを前記第２挿通孔内で固定する第２気密端子と、を備えてなり、
    　前記真空空間は、少なくとも前記外管と前記筐体との間に位置する、請求項１に記載の気泡率センサ。
  6. 　前記第１気密端子および前記第２気密端子は、いずれも、前記導通ピンと、該導通ピンを挿入するためのピン孔を厚み方向に備えた円板状のセラミック基板と、該セラミック基板の外周面を囲繞する環状体と、を有し、該環状体はフェルニコ系合金、Ｆｅ－Ｎｉ合金、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｒ－Ｔｉ－Ａｌ合金、Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｃｒ合金、Ｆｅ－Ｃｏ合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｃ合金またはニッケルの含有量が１０．４質量％以上であるオーステナイト系ステンレス鋼からなる、請求項５に記載の気泡率センサ。
  7. 　前記内管は、外部に向かって開口する凹部を有し、該凹部の底面に前記電極が装着されてなる、請求項５～６のいずれかに記載の気泡率センサ。
  8. 　偶数個の前記セラミック部材のうち、互いに対向する少なくとも一対のセラミック部材に前記電極がそれぞれ設けられている、請求項５～７のいずれかに記載の気泡率センサ。
  9. 　前記内管の外周側に、前記セラミック部材を結束する環状の結束体を装着してなる、請求項５～８のいずれかに記載の気泡率センサ。
  10. 　前記内管の端面および外側面の少なくともいずれかは、前記筐体の内面に当接されてなる、請求項５～９のいずれかに気泡率センサ。
  11. 　前記筐体は、前記内管を収容する枠体部と、該枠体部の開口を封止する蓋部とを備え、前記枠体部および前記蓋部は前記内管の貫通孔に連通する開口をそれぞれ有し、該各開口を介して前記貫通孔と連通するように金属管が前記枠体部および前記蓋部に溶接またはろう接されてなる、請求項５～１０のいずれかに記載の気泡率センサ。
  12. 　前記環状部は、前記金属管に溶接またはろう接されてなる、請求項１１に記載の気泡率センサ。
  13. 　前記内管は、低熱膨張セラミックスからなる、請求項１～１２のいずれかに記載の気泡率センサ。
  14. 　前記内管の貫通孔内を流れる極低温液体の流量を測定する流量計であって、請求項１～１３のいずれかに記載の気泡率センサと、前記極低温液体が前記貫通孔内を流れる流速を測定する流速計とを備えた流量計。
  15. 　請求項１４に記載の流量計を備えた極低温液体移送管。
     
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