| 研究分担者 |
種田 雅信 (株)神戸製鋼所, 研究員
大平 勝秀 三菱重工業(株), 研究室主任
久保田 裕巳 九州大学, 工学部, 助手 (10117103)
笠尾 大作 九州大学, 工学部, 助手 (20037972)
高田 保之 九州大学, 工学部, 助教授 (70171444)
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| 研究概要 |
2.177[K]以下のヘリウムIIの温度域専用の超伝導線電気抵抗式液面計用超伝導センサに関し,測定精度および冷媒の経済性の観点から調査・検討した.線材が臨界温度以下にあるとき電気抵抗が零になる性質を利用し,超伝導状態になっていない部分の電気抵抗により液位を測定するこの方式では,測定精度を高めるには常伝導状態にある超伝導線の電気抵抗が大きくかつ電気抵抗の温度変化率が小さい材料が必要になる.しかしながら,通常の超伝導材料は常伝導温度域で電気抵抗率が温度によりかなり変化し,高精度の液面測定が難しいことが明らかになった.このためこれらの性質を有する他の材料(材料A)と超伝導材料(材料B)とを組み合わせた構造(材料Aの線材の外側に材料Bをコ-ティング)を考え,それらがもつ長所を利用する液面計を検討した.この構造では,電気抵抗を測定するための電流が常伝導温度域では材料Aを,超伝導温度域では材料Bを流れるのが望ましく,材料Aと材料Bの間では電気接続が良好で,かつ材料Bは測定精度を高くするためにできるだけ薄くコ-ティングできることが必要である.材料Aとしてモレキュロイ,ハステロイおよびマンガニン線を,材料Bとしてインジウムを選択した.モレキュロイとハステロイは材料Aとしては最適の材料であると考えられたが,インジウムのコ-ティングができず,電気接続の点で問題が生じた.この原因は酸化膜の存在によると考え,種々の還元法を試みているが,今のところ解決していない.今後スパッタリングなどの他のコ-ティング法を検討していく.材料Aにマンガニン線を用いた場合はコ-ティングが可能であった.モレキュロイやハステロイに比べ,電気抵抗および電気抵抗の温度変化率の点で少し劣るが,2〜3[mm]程度の液位の測定精度は可能であると考えられる.
超伝導方式と異なる2つの方式の液面計(浮力式および超音波式)の試作に取りかかっている.浮力式では液体ちっ素および液体ヘリウム中での測定を行い,精度1[mm]の測定ができた.
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