JPH01187422A - 低温用温度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、低温或いは極低温を測定するための低温用温
度計に関するものである。

［従来の技術］ 従来、−膜内に低温或いは極低温の温度を広範囲に正確
に測定し得る温度計は殆ど知られていない。−１００℃
程度の低温用温度計には、ＳｉＣ結晶、５ｎＳｅ薄膜か
ら成るサーミスタが用いられているが、この低温度用温
度計は時定数が３０〜６０秒と長く、正確な温度測定が
難しいという欠点がある。

また極低温用の温度計としては、Ｇｅ半導体素子を使用
した抵抗式温度計がある。この抵抗式温度計はその電気
抵抗を四端子法で測定することにより、温度を間接的に
検出するものである。しかし、このＧｅ半導体素子はカ
プセル内にヘリウムガスを封入しているため、熱伝導率
が小さく正確な温度測定が難しい。更に、カプセル内の
配線には熱の侵入を抑えるために、極めて細いリード線
が使用されているので、過大電流が僅かでも流れると断
線してしまう虞れがある。

常温から高温測定が可能な温度計が従来までに種々製造
されているのに対して、このように低温から極低温まで
の広範囲の温度測定を正確になし得る温度計は、現在の
ところ皆無と云ってよい。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上述の欠点を解消し、低温度の温度検
知部分に超伝導材を用いて、低温から極低温までの広範
囲の温度が測定できる低温用温度計を提供することにあ
る。

［発明の概要］ 上述の目的を達成するための本発明の要旨は、低温にお
ける超伝導臨界温度が互いに異なる複数個の超伝導材を
配設し、これらの超伝導材を並列的又は直列的に接続す
るように電極を設け、これらの電極間を流れる電流値を
基に低温測定を行うことを特徴とする低温用温度計であ
る。

［発明の実施例］ 本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は低温用温度計１の平面図、第２図は断面図であ
る。図面において、例えば金属製の基板２上に薄膜状の
超伝導材３〜６がコーティングされ、これらの超伝導材
３〜６は互いに超伝導臨界温度が異なり、隣接した状態
で配列されている。

超伝導材３〜６には、例えば２３にで臨界温度に達する
Ｎｂ３Ｇｅから成る超伝導材３．３０にで臨界温度に達
するＬａ−Ｂａ−Ｃｕ−０系のセラミ−／　り、或いは
Ｙ：０．４、Ｂａ：０．６、Ｃｕｂ：２．２２のような
組成比の超伝導材４、更に９８にで臨界温度に達するＹ
−Ｂａ−Ｃｕ−０系の四元合金から成る超伝導材５．１
２３にで臨界温度に達するＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の同様
に四元合金から成る超伝導材６が用いられている。

これらの超伝導材３〜６の両端には、超伝導材３〜６が
並列的に接続されるように電極７．８が接続され、更に
電極７．８にはそれぞれリード線９ａ、９ｂが接続され
、超伝導材３〜６と電極７．８を保護する目的でエポキ
シ樹脂等に代表される合成樹脂被覆部材１０がオーバー
コーテイングされている。この合成樹脂被覆部材１０は
電極７．８とリード線９ａ、９ｂを固着する目的を併せ
持つ材料が選択されている。また、基板２には熱伝導性
が良いＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ或いはステンレス等の熱伝導性
の良好な合金を用いることが好適である。

また、９８に−１２３にの間の任意の臨界温度を得る場
合には、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の組成比を種々選択する
ことによって、目的とする温度の検出を可能とする超伝
導材を得ることができる。

更に、前記以外の超伝導材においても、合金の組成比を
変更することによって所望の臨界温度とすることが可能
である。従って、低温領域での温度を測定するためには
、種々の組成と組成比を持ったセラミック又は結晶から
成る超伝導材を用いればよいことになる。

第３図は低温用温度計１を被測定物Ｓの表面に接着して
温度測定を行う場合を示し、各超伝導材３〜６がそれぞ
れ定められた臨界温度に達すると、該当する超伝導材３
〜６の抵抗が零になる。

従って、臨界温度に対応した超伝導材の面積抵抗が減少
した分だけ電流が流れるので、この電流値を測定するこ
とによって温度計測が可能となり、この場合の印加電圧
は各種電池等による微小電流で充分である。更に、リー
ド線９ａ、９ｂも超伝導材とすると電流損失が無くなる
ので、使用する電池の寿命は著しく延長され、温度計と
しても延命され経済的なメリットがある。

本実施例によって得られる低温用温度計１の温度測定範
囲は、第１表の通りである。

第１表 超伝導材　　　　　　　　　温度Ｋ Ｎｂ３Ｇｅ　　　　　　　　　　　　　２３Ｌ　ａ　：
０．４、Ｂ　ａ　：０．６、Ｃｕ　Ｏ：２．２２　３０
Ｙ、Ｂａ２　、Ｃｕ２０７　　　　　　９８Ｙ　：０．
４、Ｂ　ａ　：０．ｆ３、Ｃｕｏ：２．２２　１２３即
ち、第１表に示すように、この低温用温度計１は２３に
という液体水素温度（２０Ｋ）近くまでの低温から、１
２３Ｋ（−１５０℃）までの低温に至るまでの温度を測
定することができる。

先の実施例では、超伝導材を４種類選定して、測定温度
を４点とした場合の実施例を示したが、例えばＬａ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−０系、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の超伝導材の組
成比を変化させることにより、超伝導材の臨界温度が著
しく変化することを利用して、測定温度範囲内における
測定点を増加し、測定をより連続的とすることができる
。例えば、　Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の超伝導材の場合に
は、９８に〜１２３にとの広範囲の温度測定を可能にし
ているので、組成比を変化させることによって例えば５
に毎の臨界温度を有する超伝導材を造れば、先の実施例
の４種類の超伝導材を更に４種類増やし、８ステツプの
温度測定が可能となる。

また、第４図に示すようにＮｂ３Ｓｎから成る超伝導材
１１を用いて液体水素温度２０Ｋを、Ｌａ：１．８５、
Ｓｒ：０．５、ＣｕＯ２から成る超伝導材１２を用いて
液体窒素温度７７Ｋを測定するための超伝導材１１．１
２を筒状の二層構造とした二点計測用の低温用温度計が
得られる。

この場合は回路的には超伝導材１１．１２を直列的に接
続して、その両側に電極１３．１４を設けた状態となる
。なお、超伝導材１１．１２の臨界温度はそれぞれ１８
Ｋ、５６にである。

上述の実施例のように、特定の臨界温度温度を有する多
数点の超伝導材を任意に配設することにより、低温から
極低温の多点温度計測が可能になる。また、他の任意の
形状の低温用温度計を目的に応じて造ることもできる。

なお、寸法的にも超伝導材は数ＪＬｍの幅のものが使用
でき、極めて小型の低温用温度計が実現できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る低温用温度計は、超伝
導材の種類、組成比、面積抵抗比の変化を任意に選択す
ることによって、−１００℃以下の極低温度までを測定
することが可能になる。また、測定温度ステップは超伝
導材の種類と組成比を変えることにより面積抵抗の変化
に基づき、任意に多数ステップの温度測定を可能とし、
殆ど連続して低温度から極低温までの温度を測定するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る低温用温度計の実施例を示し、第１
図は平面図、第２図は第１図のＩ−ｎ線に沿った断面図
、第３図は測温状態の斜視図、第４図は円形温度計の断
面図である。 符号１は温度計、２は基板、３〜６．１１．１２は超伝
導材、７．８．１３．１４は電極、９ａ、９ｂはリード
線、ｌＯは合成樹脂被覆部材である。 特許出願人　　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、低温における超伝導臨界温度が互いに異なる複数個
   の超伝導材を配設し、これらの超伝導材を並列的又は直
   列的に接続するように電極を設け、これらの電極間を流
   れる電流値を基に低温測定を行うことを特徴とする低温
   用温度計。