JPH0194219A - 酸化物超電導体抵抗液面計 - Google Patents
酸化物超電導体抵抗液面計Info
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- JPH0194219A JPH0194219A JP25296287A JP25296287A JPH0194219A JP H0194219 A JPH0194219 A JP H0194219A JP 25296287 A JP25296287 A JP 25296287A JP 25296287 A JP25296287 A JP 25296287A JP H0194219 A JPH0194219 A JP H0194219A
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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。
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」
この発明は、液体窒素等の液化カスの液面を検知する酸
化物超電導体抵抗液面計に関する。
化物超電導体抵抗液面計に関する。
［従来技術おにびその問題点」
液化ガスの液面を計測する最も単純な方法としては、カ
ラス製ノコワー瓶の銀鏡膜の一部を取り除いてスリット
を設（Ｊ、このスリットを通して肉眼で確認する方法が
あるが、このような確認方法では、メタル製のジュワー
瓶、コンテナなどの不透明な容器に収容した液化ガスの
液面を確認することは基本的にできない欠点がある。
ラス製ノコワー瓶の銀鏡膜の一部を取り除いてスリット
を設（Ｊ、このスリットを通して肉眼で確認する方法が
あるが、このような確認方法では、メタル製のジュワー
瓶、コンテナなどの不透明な容器に収容した液化ガスの
液面を確認することは基本的にできない欠点がある。
このような直接肉眼で計ることができない場合の液面測
定方法として、例えば、カーボン抵抗法、白金抵抗法な
どのような温度差による素子の電気抵抗変化を利用する
方法がある。
定方法として、例えば、カーボン抵抗法、白金抵抗法な
どのような温度差による素子の電気抵抗変化を利用する
方法がある。
カーホン抵抗法は、ラジオカーボン抵抗が、同じ温度で
も、冷却効率の違いに上り液相中の方が気相中よりも電
気抵抗が大きいことを利用して液面を測定する方法であ
る。この方法で液面測定を行う場合には、素子に電流を
流して抵抗を測定するが、この場合、電流が小さずぎろ
とガス中で充分な温度」二昇が得られず、また、電流か
大きずぎても液中の冷却が不十分になるために大きな抵
抗の差か現れない。このため、このカーホン抵抗法にお
いては、それぞれのラン才力−ホン抵抗について最適の
条件を決めなければならない。また、ラジオカーボン抵
抗を利用した液面計として（」、第３図に示すようにラ
ジオカーボン抵抗Ｒを設置して単に液面が所定の水準よ
り高いか低いかを検知するものもあるが、この他に、第
４図に示すように連続的に液面を測定できるものもある
。この後者の液面計は、複数のラジオカーボン抵抗Ｒが
、温度勾配を充分に大きくしてより感度を」二げるため
の螺旋状導線 ρを介して上下に直列に連結されている
。したがって、形状が複雑になると共に、感度の良い測
定を行うための条件を求めることが困難になる欠点があ
る。
も、冷却効率の違いに上り液相中の方が気相中よりも電
気抵抗が大きいことを利用して液面を測定する方法であ
る。この方法で液面測定を行う場合には、素子に電流を
流して抵抗を測定するが、この場合、電流が小さずぎろ
とガス中で充分な温度」二昇が得られず、また、電流か
大きずぎても液中の冷却が不十分になるために大きな抵
抗の差か現れない。このため、このカーホン抵抗法にお
いては、それぞれのラン才力−ホン抵抗について最適の
条件を決めなければならない。また、ラジオカーボン抵
抗を利用した液面計として（」、第３図に示すようにラ
ジオカーボン抵抗Ｒを設置して単に液面が所定の水準よ
り高いか低いかを検知するものもあるが、この他に、第
４図に示すように連続的に液面を測定できるものもある
。この後者の液面計は、複数のラジオカーボン抵抗Ｒが
、温度勾配を充分に大きくしてより感度を」二げるため
の螺旋状導線 ρを介して上下に直列に連結されている
。したがって、形状が複雑になると共に、感度の良い測
定を行うための条件を求めることが困難になる欠点があ
る。
一方、白金抵抗法は、ラジオカーボン抵抗の代わりに白
金などの純金属を用いる方法であって、例えば第５図に
示すような構成の装置を用いる。
金などの純金属を用いる方法であって、例えば第５図に
示すような構成の装置を用いる。
この白金抵抗法では、液面検地素子の金属の張られた領
域において連続的な液面計測を行うことができるが、白
金自体の正の温度係数がカーボン抵抗より小さいため、
感度が低い欠点がある。
域において連続的な液面計測を行うことができるが、白
金自体の正の温度係数がカーボン抵抗より小さいため、
感度が低い欠点がある。
なお、これらカーボン抵抗法および白金抵抗法で使用す
る抵抗はいずれも液体窒素温度前後では急激な電気抵抗
変化を示さないため、このようなような方法で液体窒素
の液面を検知することば困難であり、検知できたとして
も精度が悪く、精度を上げるためには種々の工夫が必要
であった。
る抵抗はいずれも液体窒素温度前後では急激な電気抵抗
変化を示さないため、このようなような方法で液体窒素
の液面を検知することば困難であり、検知できたとして
も精度が悪く、精度を上げるためには種々の工夫が必要
であった。
また、従来、液体ｌ＼リウムの液面を検知する［］的で
金属または金属間化合物からなる超電導体を利用し、臨
界温度（＝１近の微少な温度変化に対応して生じる電気
抵抗変化を液面検知に利用するようにしたものもあるが
、従来の超電導体は臨界温度が２３に以下と非常に低く
、そのため２３に以上の温度の液体の液面を検知するこ
とが不可能な問題があった。
金属または金属間化合物からなる超電導体を利用し、臨
界温度（＝１近の微少な温度変化に対応して生じる電気
抵抗変化を液面検知に利用するようにしたものもあるが
、従来の超電導体は臨界温度が２３に以下と非常に低く
、そのため２３に以上の温度の液体の液面を検知するこ
とが不可能な問題があった。
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、最近に
なって種々発見されつつある臨界温度の高い酸化物超電
導体を利用して、液体窒素の液面を高精度で検知するこ
とを目的としている。
なって種々発見されつつある臨界温度の高い酸化物超電
導体を利用して、液体窒素の液面を高精度で検知するこ
とを目的としている。
「問題点を解決するための手段」
この発明は、液面検知抵抗が液化ガスの液面」−の気相
中に位置しているときと同液面検知抵抗か上記液化カス
の液面下の液相中に位置しているときとてこの液面検知
抵抗の電気抵抗か異なることを利用して」二足液化ガス
の液面を検知する抵抗液−３＝ 面計において、」二足液面検知抵抗を酸化物超電導体か
ら構成したものである。
中に位置しているときと同液面検知抵抗か上記液化カス
の液面下の液相中に位置しているときとてこの液面検知
抵抗の電気抵抗か異なることを利用して」二足液化ガス
の液面を検知する抵抗液−３＝ 面計において、」二足液面検知抵抗を酸化物超電導体か
ら構成したものである。
「実施例」
以下、この発明について第１図に示すような液体窒素用
の酸化物超電導体抵抗液面計の一実施例を挙げて詳細に
説明する。
の酸化物超電導体抵抗液面計の一実施例を挙げて詳細に
説明する。
この実施例の酸化物超電導体抵抗液面計は、Ｙ−Ｂａ−
Ｃｕ−０系酸化物超電導体からなるテープ状の液面検知
抵抗１をジコ、ワー瓶の内面に長さ方向を」二下に延在
させて貼り付けて使用するものであって、この液面検知
抵抗１の上端部にマンガニン線２が巻き付けられると共
にこのマンガニン線２の一端が上記液面検知抵抗１の」
二端部に接続され、このマンガニン線２の他端および」
二足液面検知抵抗Ｉの下端部が上記液面検知抵抗１に電
流を流す回路３に接続され、この回路３に電流計４、可
変抵抗５、電源６が直列に設けられたものである。上記
液面検知抵抗１の上端部よりやや下の位置およびこの液
面検知抵抗１の下端部には、Ｌ記回路３と並列な回路７
が接続され、この回路７に＝４− は電圧計８が設けられている。
Ｃｕ−０系酸化物超電導体からなるテープ状の液面検知
抵抗１をジコ、ワー瓶の内面に長さ方向を」二下に延在
させて貼り付けて使用するものであって、この液面検知
抵抗１の上端部にマンガニン線２が巻き付けられると共
にこのマンガニン線２の一端が上記液面検知抵抗１の」
二端部に接続され、このマンガニン線２の他端および」
二足液面検知抵抗Ｉの下端部が上記液面検知抵抗１に電
流を流す回路３に接続され、この回路３に電流計４、可
変抵抗５、電源６が直列に設けられたものである。上記
液面検知抵抗１の上端部よりやや下の位置およびこの液
面検知抵抗１の下端部には、Ｌ記回路３と並列な回路７
が接続され、この回路７に＝４− は電圧計８が設けられている。
このような液面検知抵抗ｌを作成する場合には、例えば
、イッＩ・リウム酸化物粉末と）＜リウム酸化物粉末と
酸化銅粉末を所定の比率で混合して混合粉末を作成し、
必要に応じてこの混合粉末を仮焼し、これにプレス加工
を施して幅２ ｍｍ、厚さ０５１１ｍのテープ状に成形
した後、空気中において９００℃で６時間熱処理して焼
結した酸化物超電導体とする。
、イッＩ・リウム酸化物粉末と）＜リウム酸化物粉末と
酸化銅粉末を所定の比率で混合して混合粉末を作成し、
必要に応じてこの混合粉末を仮焼し、これにプレス加工
を施して幅２ ｍｍ、厚さ０５１１ｍのテープ状に成形
した後、空気中において９００℃で６時間熱処理して焼
結した酸化物超電導体とする。
また、この液面検知抵抗ｌを作成する他の方法としては
、上記混合粉末をキャリヤーガスと共にプラズマト−チ
から噴出させて下地テープ−４−に吹き付（Ｊ、次いで
これを焼結して酸化物超電導体とするようにしたものも
ある。
、上記混合粉末をキャリヤーガスと共にプラズマト−チ
から噴出させて下地テープ−４−に吹き付（Ｊ、次いで
これを焼結して酸化物超電導体とするようにしたものも
ある。
なお、この酸化物超電導体は、その熱処理温度および熱
処理時間を一定にした場合でも組成および製造方法によ
って臨界温度が異なり、その組成をＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝０
．５：０．５：ｌとした場合には、例えば第２図におい
て■、■に示したような温度−抵抗特性を示し、組成を
Ｙ ：Ｂａ：ｃ’ｕ＝ ０ 、３５０６５・Ｉどした場
合には、■に示したような温度−抵抗特性を示す。」二
足■と■との温度−抵抗特性の違いは製造方法の違いに
よるもので、液体窒素用の酸化物超電導体液面計に用い
る場合には、臨界温度が７７Ｋ（窒素の沸点）を示して
いる■の温度−抵抗特性のものを使用する。なお、」二
足■に示したような温度−抵抗特性の酸化物超電導体を
得るには、酸化物超電導体の組成を必ずしも上記組成と
する必要はなく、酸化物超電導体の組成をＹ ：Ｂ ａ
：Ｃｕ−（０，５±０．２）：（０，５±０．２）：（
１±０．２）の範囲とすれば良い。
処理時間を一定にした場合でも組成および製造方法によ
って臨界温度が異なり、その組成をＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝０
．５：０．５：ｌとした場合には、例えば第２図におい
て■、■に示したような温度−抵抗特性を示し、組成を
Ｙ ：Ｂａ：ｃ’ｕ＝ ０ 、３５０６５・Ｉどした場
合には、■に示したような温度−抵抗特性を示す。」二
足■と■との温度−抵抗特性の違いは製造方法の違いに
よるもので、液体窒素用の酸化物超電導体液面計に用い
る場合には、臨界温度が７７Ｋ（窒素の沸点）を示して
いる■の温度−抵抗特性のものを使用する。なお、」二
足■に示したような温度−抵抗特性の酸化物超電導体を
得るには、酸化物超電導体の組成を必ずしも上記組成と
する必要はなく、酸化物超電導体の組成をＹ ：Ｂ ａ
：Ｃｕ−（０，５±０．２）：（０，５±０．２）：（
１±０．２）の範囲とすれば良い。
このような酸化物超電導体抵抗液面計を用いてンコワー
瓶に収容されている液化窒素の液面を測定する場合には
、まず、ジコワー瓶の内面に固定されている液面検知抵
抗Ｉに電流を流す。このように七ると、マンカニン線２
が発熱し、これにより液面検知抵抗１の上端部か加熱さ
れてこの」二端部に常電導状態の芽ができる。そして、
この常電導状態が液面検知抵抗１内を下方へ伝播し、こ
のとき、液相中と気相中との冷却効率の違いのため、常
電導状態がちょうど液面で止まり、液相中では完全に超
電導状態を保つ。次いで、電流計４および電圧計８が示
している電流値および電圧値から液面検知抵抗１の抵抗
値を求め、この抵抗値から液化窒素の液面を求める。こ
の場合、液面検知抵抗Ｉの超電導部分の電気抵抗が０で
あると共に、常電導部分の温度依存性が小さいために」
二足抵抗値と常電導部分との関係がほぼリニアな関係に
なるので、液化窒素の液面が」二足抵抗値から容易に求
められる。
瓶に収容されている液化窒素の液面を測定する場合には
、まず、ジコワー瓶の内面に固定されている液面検知抵
抗Ｉに電流を流す。このように七ると、マンカニン線２
が発熱し、これにより液面検知抵抗１の上端部か加熱さ
れてこの」二端部に常電導状態の芽ができる。そして、
この常電導状態が液面検知抵抗１内を下方へ伝播し、こ
のとき、液相中と気相中との冷却効率の違いのため、常
電導状態がちょうど液面で止まり、液相中では完全に超
電導状態を保つ。次いで、電流計４および電圧計８が示
している電流値および電圧値から液面検知抵抗１の抵抗
値を求め、この抵抗値から液化窒素の液面を求める。こ
の場合、液面検知抵抗Ｉの超電導部分の電気抵抗が０で
あると共に、常電導部分の温度依存性が小さいために」
二足抵抗値と常電導部分との関係がほぼリニアな関係に
なるので、液化窒素の液面が」二足抵抗値から容易に求
められる。
なお、この酸化物超電導体抵抗液面計では、液面検知抵
抗Ｉをテープ状に形成したが、線状または棒状に形成し
ても良く、また、スパッタリングなどの方法を用いてジ
コワー瓶の内面に薄膜として形成しても良い。
抗Ｉをテープ状に形成したが、線状または棒状に形成し
ても良く、また、スパッタリングなどの方法を用いてジ
コワー瓶の内面に薄膜として形成しても良い。
また、この酸化物超電導体抵抗液面計では、液面検知抵
抗１をＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の酸化物超電導体から構成
したか、この他のＡ −Ｂ −Ｃ−Ｄ系の酸化物超電導
体から構成することもてきる。ただし、ＡはＹ、Ｓｃ、
Ｌａ、Ｙｂ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｄｙ等の周期律表第■ａ族元
索のうち１種あるいは２種以」二を表し、■３はＳｒ、
Ｂａ、Ｃａ等の周期律表第Ｈａ族元索のうち１種あるい
は２種以上を表し、ＣはＣｕ。
抗１をＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の酸化物超電導体から構成
したか、この他のＡ −Ｂ −Ｃ−Ｄ系の酸化物超電導
体から構成することもてきる。ただし、ＡはＹ、Ｓｃ、
Ｌａ、Ｙｂ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｄｙ等の周期律表第■ａ族元
索のうち１種あるいは２種以」二を表し、■３はＳｒ、
Ｂａ、Ｃａ等の周期律表第Ｈａ族元索のうち１種あるい
は２種以上を表し、ＣはＣｕ。
Ａｇ、Ａｕの周期律表第１１３族元素のうちＣｕあるい
はＣｕを含む２種以上を表し、ＤはＯ，Ｓ、Ｓｅ等の周
期律表第ｖ＋ｂ族元素およびＦ、ＣＩ、Ｂｒ等の周期律
表第■ｂ族元索のうちＯあるいは０を含む２種以上を表
す。そして、これら種々の元素を組み合わせることによ
って種々の臨界温度を有するＡ −Ｂ−Ｃ−Ｄ系の酸化
物超電導体を構成することができ、これら酸化物超電導
体から構成された種々の液面検知抵抗を用いろことによ
って液体ネオンなど多くの種類のの低温液体の液面を測
定することができ、特に、周期律表第■ｂ族元素を含む
酸化物超電導体から液面検知抵抗を構成した場合には臨
界温度を液体窒素温度より低くすることができるので、
液体アルゴン、液体フッ素、液体酸素、液化メタンなど
のような比較的高温の液体の液面を測定上ることらでき
る。
はＣｕを含む２種以上を表し、ＤはＯ，Ｓ、Ｓｅ等の周
期律表第ｖ＋ｂ族元素およびＦ、ＣＩ、Ｂｒ等の周期律
表第■ｂ族元索のうちＯあるいは０を含む２種以上を表
す。そして、これら種々の元素を組み合わせることによ
って種々の臨界温度を有するＡ −Ｂ−Ｃ−Ｄ系の酸化
物超電導体を構成することができ、これら酸化物超電導
体から構成された種々の液面検知抵抗を用いろことによ
って液体ネオンなど多くの種類のの低温液体の液面を測
定することができ、特に、周期律表第■ｂ族元素を含む
酸化物超電導体から液面検知抵抗を構成した場合には臨
界温度を液体窒素温度より低くすることができるので、
液体アルゴン、液体フッ素、液体酸素、液化メタンなど
のような比較的高温の液体の液面を測定上ることらでき
る。
「実験例 １
一８＝
酸化物超電導体抵抗液面計を用いて液体窒素の底からの
液面位置を測定し、その測定値を実際の液面位置おにび
カーボン抵抗液面計、白金抵抗液面計を用いて測定した
測定値と比較した。以下に「発明の効果」 この発明の酸化物超電導体抵抗液面計によれば、液面検
知抵抗を超電導体から構成したので、この液面検知抵抗
が低温液体に接触していない時に有限の比較的大きな電
気抵抗を生じさせるこ七ができると共に低温液体に接触
したときに電気抵抗を０にすることができ、これにより
気相中での電気抵抗と液相中での電気抵抗との差を非常
に大きくすることができる。このため、液面計に特別な
工夫を施す必要がなくなり、低温液体を収容する容器内
に１−記液面検知抵抗を固定するだｊすで、この容器内
の低温液体の液面を精密に測定することができる。また
、上記液面検知抵抗を構成する超電導体を酸化物超電導
体から構成したので、液面検知抵抗を臨界温度の高い超
電導体から構成することができ、これにより液体窒素な
どの各種の低温液体の液面を精密に測定ずろことができ
る。
液面位置を測定し、その測定値を実際の液面位置おにび
カーボン抵抗液面計、白金抵抗液面計を用いて測定した
測定値と比較した。以下に「発明の効果」 この発明の酸化物超電導体抵抗液面計によれば、液面検
知抵抗を超電導体から構成したので、この液面検知抵抗
が低温液体に接触していない時に有限の比較的大きな電
気抵抗を生じさせるこ七ができると共に低温液体に接触
したときに電気抵抗を０にすることができ、これにより
気相中での電気抵抗と液相中での電気抵抗との差を非常
に大きくすることができる。このため、液面計に特別な
工夫を施す必要がなくなり、低温液体を収容する容器内
に１−記液面検知抵抗を固定するだｊすで、この容器内
の低温液体の液面を精密に測定することができる。また
、上記液面検知抵抗を構成する超電導体を酸化物超電導
体から構成したので、液面検知抵抗を臨界温度の高い超
電導体から構成することができ、これにより液体窒素な
どの各種の低温液体の液面を精密に測定ずろことができ
る。
第１図、第２図は、この発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図は酸化物超電導体抵抗液面計−月− の概略構成図、第２図はＹ−Ｂａ−Ｃｕ −０系酸化物
超電導体の温度−抵抗特性を示すグラフである。 第３図ないし第５図は、従来の抵抗液面計を示す図であ
って、第３図はラノオカーボン抵抗液面計の概略構成図
、第４図は連続液面測定用ラジオカーボン抵抗液面計の
概略構成図、第５図は白金抵抗液面計の概略構成図であ
る。 Ｉ 液面検知抵抗。
て、第１図は酸化物超電導体抵抗液面計−月− の概略構成図、第２図はＹ−Ｂａ−Ｃｕ −０系酸化物
超電導体の温度−抵抗特性を示すグラフである。 第３図ないし第５図は、従来の抵抗液面計を示す図であ
って、第３図はラノオカーボン抵抗液面計の概略構成図
、第４図は連続液面測定用ラジオカーボン抵抗液面計の
概略構成図、第５図は白金抵抗液面計の概略構成図であ
る。 Ｉ 液面検知抵抗。
Claims (1)
- 液面検知抵抗が液化ガスの液面上の気相中と同液面下の
液相中に位置している場合において電気抵抗が異なるこ
とを利用して上記液面を検知する抵抗液面計において、
上記液面検知抵抗を酸化物超電導体から構成したことを
特徴とする酸化物超電導体抵抗液面計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25296287A JPH0194219A (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | 酸化物超電導体抵抗液面計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25296287A JPH0194219A (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | 酸化物超電導体抵抗液面計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0194219A true JPH0194219A (ja) | 1989-04-12 |
Family
ID=17244579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25296287A Pending JPH0194219A (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | 酸化物超電導体抵抗液面計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0194219A (ja) |
-
1987
- 1987-10-07 JP JP25296287A patent/JPH0194219A/ja active Pending
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