JP3219558B2 - 極低温流体用密度計 - Google Patents
極低温流体用密度計Info
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- JP3219558B2 JP3219558B2 JP17666193A JP17666193A JP3219558B2 JP 3219558 B2 JP3219558 B2 JP 3219558B2 JP 17666193 A JP17666193 A JP 17666193A JP 17666193 A JP17666193 A JP 17666193A JP 3219558 B2 JP3219558 B2 JP 3219558B2
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- electrode
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は密度の不均一な極低温流
体(例えばスラッシュ水素等)貯槽などに設置される極
低温流体用密度計に関する。
体(例えばスラッシュ水素等)貯槽などに設置される極
低温流体用密度計に関する。
【0002】
【従来の技術】密度の不均一な極低温流体として固体水
素と液体水素が混合したスラッシュ水素がある。図4は
従来の密度計を設置したスラッシュ水素製造試験用デュ
ワーの1例である。1はスラッシュ水素容器であり、中
空二重構造となっており、真空断熱層2により周囲から
スラッシュ水素3への侵入熱を低減する。4は液体窒素
容器であり、スラッシュ水素容器1と同様に真空断熱層
5を持つ中空二重構造である。
素と液体水素が混合したスラッシュ水素がある。図4は
従来の密度計を設置したスラッシュ水素製造試験用デュ
ワーの1例である。1はスラッシュ水素容器であり、中
空二重構造となっており、真空断熱層2により周囲から
スラッシュ水素3への侵入熱を低減する。4は液体窒素
容器であり、スラッシュ水素容器1と同様に真空断熱層
5を持つ中空二重構造である。
【0003】液体窒素容器4内には液体窒素6が充填さ
れており、周囲常温部からの侵入熱は液体窒素6の蒸発
潜熱として吸収されるため、内部に設置されたスラッシ
ュ水素容器1への侵入熱が低減される。スラッシュ水素
容器1及び液体窒素容器4はスラッシュ水素の製造状況
を観察するため透明なガラス製となっている。また輻射
熱を低減するため外表面には、観察窓となる部分を除い
てアルミ蒸着など輻射率を低くする加工が施されてい
る。液体窒素容器4はゴムバンド8により支持台7に固
定されている。また、スラッシュ水素容器1はゴムバン
ド10により上部フランジ9に固定され、上部フランジ
9はロッド11により支持台7に固定されている。
れており、周囲常温部からの侵入熱は液体窒素6の蒸発
潜熱として吸収されるため、内部に設置されたスラッシ
ュ水素容器1への侵入熱が低減される。スラッシュ水素
容器1及び液体窒素容器4はスラッシュ水素の製造状況
を観察するため透明なガラス製となっている。また輻射
熱を低減するため外表面には、観察窓となる部分を除い
てアルミ蒸着など輻射率を低くする加工が施されてい
る。液体窒素容器4はゴムバンド8により支持台7に固
定されている。また、スラッシュ水素容器1はゴムバン
ド10により上部フランジ9に固定され、上部フランジ
9はロッド11により支持台7に固定されている。
【0004】12はシールド板であり、上部フランジ9
からスラッシュ水素容器1への侵入熱を低減する。13
は液体水素供給用の配管、14は真空引き用の配管であ
る。
からスラッシュ水素容器1への侵入熱を低減する。13
は液体水素供給用の配管、14は真空引き用の配管であ
る。
【0005】スラッシュ水素は真空引き用の配管14を
図示しない真空ポンプに接続し、スラッシュ水素容器1
内部を間欠的に減圧、昇圧することにより製造される
(間欠減圧法)。15は攪拌機、16は攪拌機駆動用の
モーターであり、間欠減圧法により生成された固体水素
と液体水素をかき混ぜ、シャーベット状のスラッシュ水
素を製造する。20は静電容量型密度計用電極であり、
支持ロッド23により上部フランジ9から釣り下げら
れ、スラッシュ水素3中に設置される。
図示しない真空ポンプに接続し、スラッシュ水素容器1
内部を間欠的に減圧、昇圧することにより製造される
(間欠減圧法)。15は攪拌機、16は攪拌機駆動用の
モーターであり、間欠減圧法により生成された固体水素
と液体水素をかき混ぜ、シャーベット状のスラッシュ水
素を製造する。20は静電容量型密度計用電極であり、
支持ロッド23により上部フランジ9から釣り下げら
れ、スラッシュ水素3中に設置される。
【0006】次に、図4に示す従来の密度計としての静
電容量型密度計の詳細構造を図5に基づき説明する。
電容量型密度計の詳細構造を図5に基づき説明する。
【0007】上下に絶縁体製の保持枠21a、21bが
あり、その間に対向する電極20a、20bが鉛直に配
置される。保持枠21a、21bは固定ロッド22a、
22bで電極を挟むように固定される。上部の保持枠2
1aは支持ロッド23にてスラッシュ水素容器1の上部
フランジ9に釣り下げられる。
あり、その間に対向する電極20a、20bが鉛直に配
置される。保持枠21a、21bは固定ロッド22a、
22bで電極を挟むように固定される。上部の保持枠2
1aは支持ロッド23にてスラッシュ水素容器1の上部
フランジ9に釣り下げられる。
【0008】電極20a、20bには図示しないリード
線が接続されており、交流電圧が印加され、発生する交
流電流が測定される。
線が接続されており、交流電圧が印加され、発生する交
流電流が測定される。
【0009】以下密度の計測法について述べる。
【0010】電極20a、20b間に挟まれたスラッシ
ュ水素3の誘電率をε、静電容量をCとすると次式が成
立する。
ュ水素3の誘電率をε、静電容量をCとすると次式が成
立する。
【0011】C=Coε+Cd (1) ここにCo、Cdは電極形状などによって定まる常数。
【0012】一方、静電容量Cを持つ電極間に周波数f
の交流電圧Eを印加すると、流れる交流電流Iとの間に
は式(2)が成立する。
の交流電圧Eを印加すると、流れる交流電流Iとの間に
は式(2)が成立する。
【0013】C=I/(2πfE) (2) 従って静電容量Cが求められ、式(1)を変形した ε=(C−Cd)/Co (3) により誘電率εが求められる。
【0014】密度ρは、誘電率εと密度ρの関係として
予め求められている物性値表、またはClausius−Mossot
tiの式 ρ=(pε−1)/(ε+2) (4) を用いて求めることができる。なおpは常数であり、お
よそ1となる。
予め求められている物性値表、またはClausius−Mossot
tiの式 ρ=(pε−1)/(ε+2) (4) を用いて求めることができる。なおpは常数であり、お
よそ1となる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置には次
のような問題点があった。 (1)スラッシュ水素の様な固相と液相の混合物では、
密度の大きい固相は密度の小さい液相より下方へ沈降
し、攪拌機で攪拌しても完全に一様な状態にすることは
困難である。従って密度が不均一となるため、局所的な
密度を計測することになり全体の平均密度を計測するこ
とができない。 (2)周囲からスラッシュ水素等極低温流体への輻射熱
を遮断するため、ガラス製容器の外表面はアルミ蒸着等
により輻射率を低くする必要があり、製造コストが高く
なる。
のような問題点があった。 (1)スラッシュ水素の様な固相と液相の混合物では、
密度の大きい固相は密度の小さい液相より下方へ沈降
し、攪拌機で攪拌しても完全に一様な状態にすることは
困難である。従って密度が不均一となるため、局所的な
密度を計測することになり全体の平均密度を計測するこ
とができない。 (2)周囲からスラッシュ水素等極低温流体への輻射熱
を遮断するため、ガラス製容器の外表面はアルミ蒸着等
により輻射率を低くする必要があり、製造コストが高く
なる。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。
するため次の手段を講ずる。
【0017】すなわち、極低温流体用密度計として、密
度の不均一な極低温流体を入れる容器と、上記容器の内
側面に沿い対向して配置され、外面が輻射率の低い鏡面
状にされるとともに、下辺が上記容器の低面近くに配置
され、上辺が上記容器に入れられた極低温流体の液面下
近くに配置された第1電極および第2電極とを設け、上
記容器内の極低温流体の大部分が上記第1電極と第2電
極との間に存在するようにした。
度の不均一な極低温流体を入れる容器と、上記容器の内
側面に沿い対向して配置され、外面が輻射率の低い鏡面
状にされるとともに、下辺が上記容器の低面近くに配置
され、上辺が上記容器に入れられた極低温流体の液面下
近くに配置された第1電極および第2電極とを設け、上
記容器内の極低温流体の大部分が上記第1電極と第2電
極との間に存在するようにした。
【0018】
【作用】上記手段において、容器内に入れられた密度の
不均一な極低温流体は、その密度に応じて変る誘電率を
持っている。従って第1電極と第2電極間の静電容量が
計られると、第1電極と第2電極間に存在する流体の平
均誘電率、すなわち平均密度に対応した値が得られる。
つまり流体の平均密度が計測できる。
不均一な極低温流体は、その密度に応じて変る誘電率を
持っている。従って第1電極と第2電極間の静電容量が
計られると、第1電極と第2電極間に存在する流体の平
均誘電率、すなわち平均密度に対応した値が得られる。
つまり流体の平均密度が計測できる。
【0019】第1電極と第2電極の形状・配置は、それ
らの間に容器内の流体の大部分が存在するようになって
いるため、容器内の流体全体のより正確な平均密度が計
測できる。また、容器の内側面に沿い対向して配置さ
れ、上辺が容器に入れられた極低温流体の液面近くに配
置され、下辺が容器の底面近くに配置された電極の外面
が鏡面上に磨かれたものにされているため、輻射率が低
く外部から極低温流体へ侵入する侵入熱が低減される。
さらには、容器外面にアルミ蒸着を行なうなどして輻射
率を低くするための加工を施す必要がなく、コスト低減
を計ることができる。
らの間に容器内の流体の大部分が存在するようになって
いるため、容器内の流体全体のより正確な平均密度が計
測できる。また、容器の内側面に沿い対向して配置さ
れ、上辺が容器に入れられた極低温流体の液面近くに配
置され、下辺が容器の底面近くに配置された電極の外面
が鏡面上に磨かれたものにされているため、輻射率が低
く外部から極低温流体へ侵入する侵入熱が低減される。
さらには、容器外面にアルミ蒸着を行なうなどして輻射
率を低くするための加工を施す必要がなく、コスト低減
を計ることができる。
【0020】
【実施例】本発明の一実施例を図1〜図3により説明す
る。
る。
【0021】なお、従来例で説明した部分は、同一の番
号をつけ説明を省略し、この発明に関する部分を主体に
説明する。
号をつけ説明を省略し、この発明に関する部分を主体に
説明する。
【0022】図1にて、スラッシュ水素3を入れるスラ
ッシュ水素容器1の底面aと同じ形状の外面を持つ絶縁
体製の下部保持台31が、容器1の下面に接して設けら
れる。その上に電極30が配置される。電極30の上辺
にはリング状の絶縁体製の上部保持枠32が配置され
る。
ッシュ水素容器1の底面aと同じ形状の外面を持つ絶縁
体製の下部保持台31が、容器1の下面に接して設けら
れる。その上に電極30が配置される。電極30の上辺
にはリング状の絶縁体製の上部保持枠32が配置され
る。
【0023】電極30部の詳細を図2、図3に示す。第
1電極30a、第2電極30bは、その外側面が、容器
1の内側面に沿う形状に作られる。そしてこれらは対向
するとともに外側面が容器1の内側面に接して配置さ
れ、下部保持台31と上部保持枠32で固定される。
1電極30a、第2電極30bは、その外側面が、容器
1の内側面に沿う形状に作られる。そしてこれらは対向
するとともに外側面が容器1の内側面に接して配置さ
れ、下部保持台31と上部保持枠32で固定される。
【0024】このとき対向辺間には所定の隙間cがあけ
られている。また電極30a、30bの下辺dはできる
だけ容器1の底面aに近く、上辺eは、容器内のスラッ
シュ水素3の液面bの下面近くにあるよう配置される。
られている。また電極30a、30bの下辺dはできる
だけ容器1の底面aに近く、上辺eは、容器内のスラッ
シュ水素3の液面bの下面近くにあるよう配置される。
【0025】また電極30a、30bの外面は鏡面状に
磨かれている。
磨かれている。
【0026】さらに第1電極30aと第2電極30bは
図示しない静電容量計につながれる。
図示しない静電容量計につながれる。
【0027】以上において、第1電極30aと第2電極
30bの静電容量が計られると、第1電極30aと第2
電極30b間に存在するスラッシュ水素3の平均誘電率
ε、すなわち平均密度に対応した値が得られる。つまり
スラッシュ水素3の平均密度が測定できる。
30bの静電容量が計られると、第1電極30aと第2
電極30b間に存在するスラッシュ水素3の平均誘電率
ε、すなわち平均密度に対応した値が得られる。つまり
スラッシュ水素3の平均密度が測定できる。
【0028】第1電極30aと第2電極30bの形状・
配置は、それらの間に容器1内の流体の大部分が存在す
るようになっているため、混合状態が悪くても、容器1
内のスラッシュ水素3のより正確な平均密度が測定でき
る。
配置は、それらの間に容器1内の流体の大部分が存在す
るようになっているため、混合状態が悪くても、容器1
内のスラッシュ水素3のより正確な平均密度が測定でき
る。
【0029】また電極30a、30b間には隙間cをあ
けているため、外部から内部のスラッシュ水素3を観察
できる。さらに電極30a、30bの外面が鏡面状にな
っているため、輻射率が低く外部からの侵入熱が低減さ
れる。また別途アルミ蒸着などする必要がなく、コスト
低減が計れる。
けているため、外部から内部のスラッシュ水素3を観察
できる。さらに電極30a、30bの外面が鏡面状にな
っているため、輻射率が低く外部からの侵入熱が低減さ
れる。また別途アルミ蒸着などする必要がなく、コスト
低減が計れる。
【0030】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、容器内の密度の不均一な極低温流体全体の平均密度
をよりよく測定することができ、しかも、容器外面の輻
射率を低くする加工が不要になり、精度が高く安価な密
度計を提供することができる。
ば、容器内の密度の不均一な極低温流体全体の平均密度
をよりよく測定することができ、しかも、容器外面の輻
射率を低くする加工が不要になり、精度が高く安価な密
度計を提供することができる。
【図1】本発明の一実施例の全体構成断面図である。
【図2】同実施例の電極部の分解図である。
【図3】同実施例の電極部の斜視図である。
【図4】従来例の全体構成断面図である。
【図5】同従来例の電極部の詳細図である。
1 スラッシュ水素容器 2,5 真空断熱層 3 スラッシュ水素 4 液体窒素容器 6 液体窒素 7 支持台 8,10 ゴムバンド 9 上部フランジ 11 上部フランジ支持ロッド 12 シールド板 13 液体水素供給配管 14 真空引き口 15 攪拌機 16 モーター 20,20a,20b 密度計用電極 21a,21b 保持枠 22a,22b 固定ロッド 23 密度計支持ロッド 30,30a,30b 密度計用電極 31 下部保持台 32 上部保持枠
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 9/00 - 9/36 G01N 27/22 JICSTファイル(JOIS)
Claims (1)
- 【請求項1】 密度の不均一な極低温流体を入れる容器
と、上記容器の内側面に沿い対向して配置され、外面が
鏡面状にされるともに、下辺が上記容器の低面近くに配
置され、上辺が上記極低温流体の液面下近くに配置され
た第1電極および第2電極とを備え、上記容器内の極低
温流体の大部分が上記第1電極と第2電極との間に存在
するように構成されてなることを特徴とする極低温流体
用密度計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17666193A JP3219558B2 (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | 極低温流体用密度計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17666193A JP3219558B2 (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | 極低温流体用密度計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0735670A JPH0735670A (ja) | 1995-02-07 |
JP3219558B2 true JP3219558B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=16017495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17666193A Expired - Fee Related JP3219558B2 (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | 極低温流体用密度計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3219558B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101123238B1 (ko) * | 2011-08-26 | 2012-03-21 | 한국지질자원연구원 | 전기전도성을 이용한 적설량 및 강설량 측정장치 |
CN116529567A (zh) * | 2020-12-09 | 2023-08-01 | 京瓷株式会社 | 气泡率传感器及使用其的流量计和极低温液体移送管 |
EP4261532A1 (en) * | 2020-12-09 | 2023-10-18 | Kyocera Corporation | Void fraction sensor, flowmeter employing same, and cryogenic liquid transfer tube |
-
1993
- 1993-07-16 JP JP17666193A patent/JP3219558B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0735670A (ja) | 1995-02-07 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010710 |
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