(57)【要約】    【課題】  低温容器内の配管のガス漏れ箇所を正確に、しかも迅速に同定することができる低温容器内の配管のガス漏れ箇所検査システムを提供する。    【解決手段】  低温容器内の配管のガス漏れ箇所検査システムにおいて、検査の対象となる低温容器内の配管系統に常磁性物質からなる液化ガスを流しながら、直流磁場を印加し、その検査箇所を高感度磁気センサーで測定し、ガス漏れ箇所を同定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査の対象となる低温容器内の配管系統に常磁性物質からなる液化ガスを流しながら、直流磁場を印加し、その検査箇所を高感度磁気センサーで測定し、ガス漏れ箇所を同定することを特徴とする低温容器内の配管のガス漏れ箇所検査システム。
【請求項２】
請求項１記載の低温容器内の配管のガス漏れ箇所検査システムにおいて、前記高感度磁気センサーは、ＳＱＵＩＤ磁気センサーであることを特徴とする低温容器内の配管のガス漏れ箇所検査システム。
【請求項３】
請求項１記載の低温容器内の配管のガス漏れ箇所検査システムにおいて、前記低温容器が超電導コイルを内蔵する外槽容器であることを特徴とする低温容器内の配管のガス漏れ箇所検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に配管を有する低温容器内で配管からガス漏れが発生した場合に、そのガス漏れ箇所を特定できる低温容器内の配管のガス漏れ箇所検査システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、低温容器内の配管のガス漏れ検査は、ヘリウムリークディテクターを用いて行っている。この原理は、ガス漏れが生じていると考えられる配管系統にヘリウムガスを流し、漏れ出てきたところをヘリウムリークディテクターで探知するシステムである（下記非特許文献１参照）。
【０００３】
なお、一般的なヘリウムリーク検査法は以下の通りである。
（１）真空吹付法
被試験体内部を真空に排気し、外部よりヘリウムを吹き付け、漏れ箇所より被試験体内部へ進入したヘリウムを検出することにより測定する。
（２）フード法
ヘリウムを詰めたビニール袋で覆った被試験体を真空排気し、漏れ箇所より被試験体内部へ入ったヘリウムを検出することにより測定する。
（３）スニファ法
強度あるいはその他の理由で被試験体を真空に排気できない場合、被試験体内部にヘリウム（またはヘリウムと他のガスの混合気体）を加圧圧入し、漏れ箇所から流出するヘリウムをプローブで吸入し検出することにより測定する。
（４）ポンピング法
あらかじめポンピング装置を用いヘリウムを加圧封入した被試験体をチャンバー内に入れ、真空差圧にて流出したヘリウムを検出することにより測定する。気密封止された小型量産部品のリークテストに用いることができる。
【非特許文献１】物理工学実験４「真空技術」，堀越源一著，東京大学出版会，Ｐ１３０−１３８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来のガス漏れ検査システムでは、ヘリウムリークディテクターを予想されるガス漏れ箇所付近に近づけることが可能である場合には、ガス漏れ箇所を当然ながら同定できる。しかし、容器内でガス漏れが発生した場合には、配管系統の何れかの箇所でガスが漏れているか否かは判断できるが、その詳細な箇所まではヘリウムリークディテクターを近づけることができないため判別不能である。したがって、低温容器内でガス漏れが起こるような損傷が発生した場合には、容器を開けて確認する方法しかなかった。
【０００５】
本発明は、上記状況に鑑みて、低温容器内の配管のガス漏れ箇所を正確に、しかも迅速に測定することができる低温容器内の配管のガス漏れ箇所検査システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕低温容器内の配管のガス漏れ箇所検査システムにおいて、検査の対象となる低温容器内の配管系統に常磁性物質からなる液化ガスを流しながら、直流磁場を印加し、その検査箇所を高感度磁気センサーで測定し、ガス漏れ箇所を同定することを特徴とする。
【０００７】
〔２〕上記〔１〕記載の低温容器内の配管のガス漏れ箇所検査システムにおいて、前記高感度磁気センサーは、ＳＱＵＩＤ磁気センサーであることを特徴とする。
【０００８】
〔３〕上記〔１〕記載の低温容器内の配管のガス漏れ箇所検査システムにおいて、前記低温容器が超電導コイルを内蔵する外槽容器であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００１０】
（１）低温容器内の配管のガス漏れが発生した場合に、正確な損傷箇所を早い段階で明らかにすることができるので、修復を早期に実施することができる。
【００１１】
（２）常磁性物質からなる液化ガスは、常温ではもちろん気化することから、配管系統を汚損することなく検査が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
低温容器内の配管のガス漏れ箇所検査システムにおいて、検査の対象となる低温容器内の配管系統に常磁性物質からなる液化ガスを流しながら、直流磁場を印加し、その検査箇所をＳＱＵＩＤ磁気センサーで測定し、ガス漏れ箇所を同定する。よって、低温容器内の配管のガス漏れが発生した場合に、正確な故障箇所を早い段階で明らかにすることができるので、修復を早期に実施することができる。特に、常磁性物質からなる液化ガスは、常温ではもちろん気化することから、配管系統を汚損することなく検査が可能である。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
本発明の低温容器内の配管のガス漏れ箇所検査システムの原理は以下の通りである。
（１）常磁性物質からなる液化ガス（例えば、液体酸素、液体空気）は、直流磁場中では磁化する。
（２）正常な配管系統に常磁性物質からなる液化ガスを流した場合には、直流磁場を印加することにより配管に沿って流体が流れている状態を高感度磁気センサーで観測できる。つまり、配管系統に損傷がある場合に常磁性物質からなる液化ガスを流すと、直流磁場を印加することにより配管の損傷箇所から常磁性物質からなる液化ガスが漏れだす様子が磁気センサーで観測できる。したがって、配管系統の漏れ箇所を正確に検出することができる。
【００１５】
図１は本発明の実施例を示す低温容器内の配管のガス漏れ箇所検査システムの模式図である。
【００１６】
この図において、１は外槽容器、２は外槽容器１内に配置される第１の液室、３はその第１の液室２内に配置される超電導コイル、４はその第１の液室２内の第１の液化ガス、５は気化ガスの吸込口、６は気化ガスの吐出口、７は冷凍器、８は圧縮機ユニット、１１は常磁性物質からなる液化ガスを供給する液化ガスボンベ、１２は配管、１３はその配管１２に接続される第２の液室、１４はその第２の液室１３内の第２の液化ガス、２１は直流磁場発生装置、２２はＳＱＵＩＤ（超電導量子干渉素子：Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）磁気センサー、２３はＳＱＵＩＤ磁気センサー２２に接続される計測装置である。ここで、直流磁場発生装置２１及びＳＱＵＩＤ磁気センサー２２は外槽容器１の外部から常磁性物質からなる液化ガスを封入した配管１２に沿って移動させながら配管１２のガス漏れ位置を同定（特定）する。
【００１７】
このように、ガス漏れ検査の際には、低温容器としての外槽容器１に配置される配管１２に常磁性物質からなる液化ガスを供給する液化ガスボンベ１１を接続し、常磁性物質からなる液化ガスを供給する。そして、直流磁場発生装置２１によって直流磁場を印加しながら、ＳＱＵＩＤ磁気センサー２２によって常磁性物質からなる液化ガスの状態を画像化して配管１２からの常磁性物質からなる液化ガスの漏れがないか否かを測定する。
【００１８】
図２は本発明のガス漏れ箇所検査システムによって測定した健全な配管の場合の測定例を示す図であり、図３は配管の一部に常磁性物質からなる液化ガス漏れが測定された例を示す図である。
【００１９】
配管１２に沿って、直流磁場発生装置２１で直流磁場を印加しながら、常磁性物質からなる液化ガスの状態をＳＱＵＩＤ磁気センサー２２で測定をすると、配管１２にガス漏れ箇所がない場合には、図２に示すように、常磁性物質からなる液化ガスの流路が配管１２に沿って正規に画像化できる。図２における３１は配管１２内の常磁性物質からなる液化ガスの流れが健全な状態を示すＳＱＵＩＤ磁気センサー２２の画像である。この画像３１から分かるように、ガス漏れが発生していない場合は、配管１２に沿った部分しか常磁性物質からなる液化ガスは観測されていない。
【００２０】
一方、例えば、配管１２の一部の箇所Ａで、常磁性物質からなる液化ガスの漏れがある場合は、図３の画像３２に示すように、常磁性物質からなる液化ガスが配管１２から漏れ出す様子が視認できるため、この箇所Ａで配管１２が破損していることが分かる。
【００２１】
図４は本発明の実施例を示す直流磁場発生装置・高感度磁気センサーの模式図である。
【００２２】
この図において、４１はＳＱＵＩＤ磁気センサー、４２はＳＱＵＩＤ磁気センサー４１のリード線、４３はそのリード線４２に接続される計測装置、４４は配管内の常磁性物質からなる液化ガスに直流磁場を印加する直流磁場発生装置である。
【００２３】
本発明では、低温容器としての外槽容器１の外側から配管１２に沿って測定することになるために、常磁性物質からなる液化ガスの測定は精度が高いことが要求される。そのために、本発明では、ＳＱＵＩＤ磁気センサー４１を用いる。
【００２４】
このＳＱＵＩＤ磁気センサーは、地磁気の５０００万分の１以下の磁場を検出することができる高感度の磁気センサーである。特徴としては、（１）超電導の量子化現象を利用しており、従来の磁気センサーに対して３桁以上の高い感度を有している。（２）直流から数十ｋＨｚまでの幅広い周波数領域を検出可能である。すなわち、検出感度が周波数に依存しない。（３）高い空間分解能がある。高温超電導薄膜を用いたＳＱＵＩＤの開発により、液体窒素温度（７７．３Ｋ）での動作が可能である。
【００２５】
なお、上記したように、測定のターゲットとなる液化ガスは、常磁性物質からなる液化ガスであり、かかる常磁性物質からなる液化ガスとしては、液体酸素や液体空気などが挙げられる。
【００２６】
また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の低温容器内の配管のガス漏れ箇所検査システムは、迅速なガス漏れ箇所の同定が必要な超電導磁石などの配管系統の管理・保守などに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例を示す低温容器内の配管のガス漏れ箇所検査システムの模式図である。
【図２】本発明のガス漏れ箇所検査システムによって測定した健全な配管の場合の測定例を示す図である。
【図３】本発明のガス漏れ箇所検査システムによって測定した配管の一部に常磁性物質からなる液化ガス漏れが測定された例を示す図である。
【図４】本発明の実施例を示す直流磁場発生装置・高感度磁気センサーの模式図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    外槽容器
２    第１の液室
３    超電導コイル
４    第１の液化ガス
５    気化ガスの吸込口
６    気化ガスの吐出口
７    冷凍器
８    圧縮機ユニット
１１    常磁性物質からなる液化ガスを供給する液化ガスボンベ
１２    配管
１３    第２の液室
１４    第２の液化ガス
２１，４４    直流磁場発生装置
２２，４１    ＳＱＵＩＤ磁気センサー
２３，４３    計測装置
３１，３２    画像
４２    ＳＱＵＩＤ磁気センサーのリード線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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