JPS6127697B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液体ナトリウム等の液体金属の液位
を検出する誘導形液面計に関する。

原子炉系に於ける液体ナトリウム等の液位を検
出する液面計として、第１図に示すような、誘導
形液面計がある。この誘導形液面計１は、ボビン
３に一次コイル４及び二次コイル５を同軸的に巻
装した結合インダクタンスをシース６内に収納
し、前記一次コイルを交流電流７で励磁したとき
に前記二次コイルに誘起される電圧８が、第２図
に示すような直線的な電圧V₂と液位Ｌとの関係
があるため前記シース周囲の液体金属２の液位を
検出するものである。この種の液面計は構造が簡
単で堅牢な反面、その二次コイルの誘起電圧V₂
の値が雰囲気温度の影響を受ける欠点がある。即
ち、二次コアル誘起電圧をV₂、液体金属の液位
をＬとした場合、 V₂＝Ａ―BL (1) と表わされる。（ただしＡ，Ｂは定数）液面計の
雰囲気温度が変化すると、液体金属及びシースの
導電率が変化するから、それらの内部に誘起する
渦電流の大きさ、位相、分布等のパターンが変わ
る。その結果上記(1)式に於ける定数Ａ，Ｂが変化
する。つまり定数Ａ，Ｂが温度に依存して変化す
るため、二次コイルル誘起電圧V₂も温度変化の
影響を受ける。こうして二次コイルの誘貴電圧が
雰囲気温度の影響を受けると、特に原子炉系に於
いては正確な液位の検出が困難である。しかし雰
囲気温度例えば200℃，400℃，600℃と一次コイ
ルに励磁する交流周波数例えば1KHz〜100KHzと
の関係は、第３図に示すように、所定の周波数
_１もしくは_２であれば、温度変化に対する液面
計の液面検出誤差を最小とすることがでる。すな
わち液面計の伝達インピーダンス△Ｚを略一定と
すことができる。

しかし液面計の長手方向の温度分布は液体の深
度、すなわち液面近くと液面から遠くなる深い位
置とでは大きな温度差があり、に液面近くではそ
の変化割合が強く、従来用いられていた液面計で
あつては、伝達インピーダンス△Ｚが略一定とな
る温度範囲を越えてしまい、正確な液位の測定が
できなかつた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は雰囲気温度の変化および液面計の
温度分布の不均一性に対しても液体金属の液位を
正確に検出することができる誘導形液面計を提供
するものである。

本発明は、液面計の一次コイルを励磁する交流
電源周波数を、前記液面計の周囲に液体金属が存
在する場合と存在しない場合の前記液面計の伝達
インピーダンスの差が液面計の雰囲気温度変化に
対して略一定となるような値に設定上記一次コイ
ルに結合する二次コイルを分割して検出すべき液
体金属の液位の位置にこの２次コイルの２分した
コイル間の中心部を一致させて固定配置して上記
目的を達成している。

以下本発明を図面を参照して説明する。

第４図は本発明を適用する誘導形液面計の一例
を示している。なお第４図に示した要部以外は第
１図に示した液面計と共通するため、第１図を参
照して説明する。

本発明の誘導形液面計１１はそれを構成する有
底円筒状ステンレス鋼製シース１６が、液体金
属、例えば液体ナトリウム１２内に浸漬されてい
る。シース１６内に配置されたボビン１３には、
一次コイル１４が巻装され、又この一次コイル１
４の周囲には上下一対をなす二次コイル１５ａ，
１５ｂが同軸的に巻装されている。一次コイル１
４は、第５図に示すように、交流電源１７によつ
て励磁される。又一対の二次コイル１５ａ，１５
ｂは差動的に接続されており、その差動出力端子
２０からは、二次コイル１５ａの誘起電圧Ｖ_2aと
二次コイル１５ｂの誘起電圧Ｖ_2bの差△V₂（＝Ｖ
_2a―Ｖ_2b）が得られる。誘導電圧の差△V₂と液体
ナトリウム１２の液位Ｌの関は、第６図に示すよ
うになる。即ち、一対の二次コイル１５ａ，１５
ｂの接触面ａ―a′に液体ナトリウム１２の液面が
到達したときに、二次コイル１５ａ，１５ｂの誘
起電圧の差△V₂がピークとなる。従つて、この
ピークを検出すれ液体ナトリウム１２液面のａ―
a′面への到達を検知できる。この液面計１１にお
いては、誘起電圧差△V₂は第(1)式における定数
Ｂのみの関数となる。その為に定数大間関面計１
１の雰囲気温度Ｔに依存しても、液面の検出に影
響はない。上記定数Ｂは、 Ｂ＝△Ｚ・I₁ (2) と表わされる。ただし△Ｚは、液面計１１の周囲
に液体ナトリウム１２が存在する場合存在しない
場合の液面計１１の伝達インピーダンスの差であ
る。この液面計１１に於いても、△Ｚが温度変化
に対して略一定となるような一次コイル１４の電
流I₁周波数を設定すれば、雰囲気温度Ｔの変化
によらず液体ナトリウム１の液面を正確に検出す
ることがでる。すなわち上述した二次コイルａ―
a′面の範囲の温度分布は、その長手方向のコイル
長が短いため、略均一となることから、所定の温
度範囲内で所定の周波数を用いて正確な液位検出
を行なうことができる。

以上詳述した本発明によれば、誘導形液面計の
一次コイルを励磁する交流電源周波数を、前記液
面計の周囲に液体金属が存在する場合と存在しな
い場合の前記液面計の伝達インピーダンスの差が
前記液面計の雰囲気温度変化に対して略一定とな
るような値に設定され、しかも二次コイルを分割
して、検出部位に固定配置して液位を一点で検出
するために、液面計の雰囲気温度の変化に対して
も、また温度分布に不均一部があつても、検出さ
れる信号のピーク値が変化しないことから、簡単
な構成のピーク値検出器を用いても、液体金属の
液位を正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の誘導形液面計の一例を示す縦断
面図、第２図は第１図の液面計における液位と二
次コイル誘起電圧の関係を示す特性、第３図は第
１図の液面計において雰囲気温度をパラメータと
した一次コイル電流の周波数と伝達インピーダン
ス差△Ｚの関係を示す特性曲線図、第４図は本発
明を適用する誘導形液面計の例の液面計本件要部
を示す縦断面図、第５図は同回路図、第６図は第
５図に於ける出力端子と液位の関係を示す特性曲
線図である。 １，１１…誘導形液面計、２，１２…液面ナト
リウム、１，１４…一次コイル、５，１５ａ，１
５ｂ…二次コイル、６，１６…シース、７，１７
…交流電源、８…電圧検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シースと、このシース内に収納されかつ相互
   に同軸的に配置された一次コイル及び二次コイル
   と、前記一次コイルを交流電流で励磁する交流電
   源とを具備し、前記交流電源の周波数を、前記シ
   ースの周囲に前記液体金属が存在する場合と存在
   しない場合の伝達インピーダンスの差が前記シー
   スの周囲の雰囲気温度変化に対して略一定となる
   値に設定して、前記二次コイルに誘起される電圧
   から前記シース周囲の液体金属の液位を検出する
   誘導形液面計において、前記二次コイルを２分割
   し、この２分割した各コイルを前記一次コイルの
   上下に同軸的に巻装し、かつ前記２分割したコイ
   ルを差動的に接続し、かつ検出すべき前記液体金
   属の液位の位置に前記二次コイルの２分割したコ
   イル間中心位置を一致させて固定配置して構成し
   たことを特徴とする誘導形液面計。