一种扭转式超导带材临界电流检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种扭转式超导带材临界电流检测装置，包括测试单元和低温单元；低温单元包括冷却介质存储容器和低温杜瓦；低温杜瓦包括低温杜瓦壳体和位于该壳体顶端的低温杜瓦法兰；低温杜瓦法兰设有竖向贯通其上的铜电流引线、位于其上表面的旋转把手；测试单元包括与数据采集控制系统连接的信号接头，与铜电流引线通过导线连接的旋转接触式电流引线单元；低温杜瓦壳体内由横向与竖向支架件组成的支架，横向和纵向支架之间的背景磁场磁体，超导带材扭转单元和带弹簧的紧固部件。本发明专利技术提供的检测装置功能齐全，使用方便快捷，效率高，精度高，可以获得不同扭转截距，对不同温度，不同磁场大小下扭转式单根或多根超导带材临界电流特性进行测量。

【技术实现步骤摘要】
一种扭转式超导带材临界电流检测装置
本专利技术涉及一种超导带材临界电流检测装置，具体涉及一种单根或多根并联超导带材在不同扭转截距下超导带材临界电流检测装置。
技术介绍
近年来，随着高温超导材料制备技术的不断进步，一系列性能优异的超导材料被制造出来，单根超导带材自场下的临界电流可以近似达到100A，为应用超导技术的发展奠定了基础。但是，随着人们对大载流电力装置需求的逐渐增加，单根超导带材的载流量已经不能满足实际应用的需要，而多根超导带材简单并绕的结构，会因导线支路间微小漏电抗而引起很大的环流，增加交流损耗，导致磁场分布不均匀，从而降低超导带材的临界电流，所以具有高载流量、低交流损耗等良好超导性能的超导复合带材是未来的发展趋势，关于复合超导体临界电流测量是研究其载流性能的基础实验支撑。不同于常规的超导带材临界电流装置，本专利技术设计了一种转式超导带材临界电流检测装置，它通过在低温杜瓦中安装超导带材扭转单元，背景磁场磁体，真空机组及旋转接触式电流引线单元，综合考虑环境温度、背景磁场的影响因素，针对不同扭转节距绕制的复合超导带材开展临界电流特性测量，从而获得较全面的扭转式复合超导带材的临界电流性能参数，为扭转式超导复合带材的设计和实际应用提供依据。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供一种单根或多根并联超导带材在不同扭转截距下超导带材临界电流检测装置，测试方便快捷，效率高，精度高，可以获得不同扭转截距、不同温度、不同磁场大小下扭转式单根或多根超导带材临界电流特性测量。为了达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种扭转式超导带材临界电流检测装置包括测试单元和低温单元；低温单元包括冷却介质存储容器(13)和低温杜瓦；低温杜瓦包括低温杜瓦壳体(10)和位于该壳体顶端的低温杜瓦法兰(11)；低温杜瓦法兰(11)设有竖向贯通其上的铜电流引线(2)、背景磁场磁体电流引线(4)和位于其上表面的旋转把手(1)；测试单元包括低温杜瓦法兰上与数据采集控制系统连接的信号接头(12)，与铜电流引线(2)通过导线连接的旋转接触式电流引线单元(3)；低温杜瓦壳体(10)纵向设有横向(15)与竖向(16)支架件组成的支架，贯通横向支架件(15)间设有背景磁场磁体(7)，与旋转接触式电流引线单元(3)尾端连接的横向支架件(15)下表面的轴向上设有超导带材扭转单元(8)。一种扭转式超导带材临界电流检测装置的第一优选方案，旋转接触式电流引线单元(3)设在与法兰(11)连接的横向支架件(15)上表面的轴向上，旋转接触式电流引线单元(3)设有温度探头(5)。一种扭转式超导带材临界电流检测装置的第二优选方案，设有旋转接触式电流引线单元(3)的横向支架件(15)下表面的轴向上设有贯通横向支架件(15)的超导带材样品(6)。一种扭转式超导带材临界电流检测装置的第三优选方案，超导带材扭转单元(8)底部连接有弹性固定单元，所述弹性固定单元包括紧固部件(18)；所述紧固部件(18)间设有弹簧(17)。一种扭转式超导带材临界电流检测装置的第四优选方案，信号接头(12)依次连接有数据采集及控制系统、制冷机、背景磁场磁体直流电源和超导直流电源。一种扭转式超导带材临界电流检测装置的第五优选方案，低温杜瓦壳体(10)的底部设置有冷却介质(9)进口，进口连接有冷却介质存储容器(13)。一种扭转式超导带材临界电流检测装置的第六优选方案，低温杜瓦壳体(10)的上部设置有冷却介质(9)出口，出口连接有抽气阀门(14)、汽化器和真空机组。一种扭转式超导带材临界电流检测装置的第七优选方案，超导带材扭转单元(8)和弹性固定单元表面镀银。一种扭转式超导带材临界电流检测装置的第八优选方案，横向(15)与竖向(16)支架件为环氧树脂。与最接近的现有技术比，本专利技术提供的技术方案具有如下有益效果：(1)本专利技术提供的技术方案通过旋转把手的转动，实现并联扭转式超导带材的绕制，并且同时保证良好的密封性。能够根据需要，绕制不同扭转截距的单根或多根并联超导带材，单根或多根超导材料通过旋转接触式电流引线单元实现通流，多根并联超导带材通流能力达千安培级。(2)本专利技术提供的技术方案能够测量不同温度区间，不同扭转截距和磁场强度下单根或多根超导带材的临界电流特性。超导带材扭转单元可以根据绕制节距要求，实现单根或者多根并联超导带材的扭转。(3)本专利技术提供的技术方案，底部紧固部件加装了弹簧单元来补偿超导带材缩短的长度，避免拉伸损坏，进一步提高测量精度和实验系统的可靠性。附图说明图1为本专利技术测量装置系统组成示意图；图2为超导带材扭转单元示意图；图3为扭转式超导带材临界电流测试结果图；其中，1旋转把手，2铜电流引线，3旋转接触式电流引线单元，4背景磁场磁体电流引线，5温度探头，6超导带材样品，7背景磁场磁体，8超导带材扭转单元，9冷却介质，10低温杜瓦壳体，11低温杜瓦法兰，12信号接头，13冷却介质存储容器，14抽气阀门，15横向支架件，16竖向支架件，17弹簧，18紧固部件。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图1～3，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。附图1为本专利技术测量装置系统组成示意图，包括旋转把手1，铜电流引线2，旋转接触式电流引线单元3，背景磁场磁体电流引线4，温度探头5，超导带材6，背景磁场磁体7，超导带材扭转单元8，冷却介质9，低温杜瓦壳体10，低温杜瓦法兰11，信号接头12，冷却介质存储容器13，抽气阀门14，汽化器，真空机组，制冷机，背景磁场磁体直流电源，超导直流电源，数据采集及控制系统，横向支架件15、纵向支架件16。其中铜电流引线2，旋转接触式电流引线单元3，背景磁场磁体电流引线4，温度探头5，超导带材样品6，背景磁场磁体7，超导带材扭转单元8均处于低温杜瓦壳体10的低温冷却介质9中。信号接头12位于低温杜瓦法兰11上。冷却介质存储容器13，抽气阀门14，汽化器，真空机组，制冷机，背景磁场磁体直流电源，超导直流电源，数据采集及控制系统均处于室温空间中。本专利技术设计了带有刻度的旋转把手，把手的一端在低温杜瓦瓦兰盖外部，另一端在杜瓦内部连接超导带材扭转单元上部，超导带材扭转单元上部通过螺旋紧固方式固定住单根或者多根高温超导带材的一端，超导带材可以随把手转动一起旋转，单根或者多根高温超导带材的另一端连接一个弹性固定单元，弹性固定单元固定安装在支撑板上。考虑到超导带材扭转多个截距后，整体长度会相应变短，产生的拉伸应力会损坏带材，因此，对弹性固定单元底部添加弹簧来解决此问题。那么，根据角度刻度值，通过旋转把手的转动，可以实现单根或多根超导带材在不同扭转截距下的并联扭转。为了实现并联扭转式超导体的通流测试，超导带材扭转单元上部连接电流引线一端，另一端连接到弹性固定单元。为了实现大载流通流特性和较小的接触电阻，超导带材扭转单元和弹性固定单元表面采用镀银结构。并且，为了实现并联扭转式超导体在具有均匀磁感应强度的背景磁场环境下，背景磁场由双“E”形铁芯的直流磁体产生。在该铁芯中心立柱上，安放有两个铜线圈，铁芯中部有一长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扭转式超导带材临界电流检测装置，所述检测装置包括测试单元和低温单元；其特征在于，所述低温单元包括冷却介质存储容器(13)和低温杜瓦，所述低温杜瓦包括低温杜瓦壳体(10)和位于该壳体顶端的低温杜瓦法兰(11)，所述低温杜瓦法兰(11)设有竖向贯通其上的铜电流引线(2)、背景磁场磁体电流引线(4)和位于其上表面的旋转把手(1)；所述测试单元包括低温杜瓦法兰上与数据采集控制系统连接的信号接头(12)，与所述铜电流引线(2)通过导线连接的旋转接触式电流引线单元(3)，低温杜瓦壳体(10)纵向设有横向(15)与竖向(16)支架件组成的支架，贯通所述横向支架件(15)间设有背景磁场磁体(7)，与所述旋转接触式电流引线单元(3)尾端连接的所述横向支架件(15)上表面的轴向上设有超导带材扭转单元(8)。

【技术特征摘要】
1.一种扭转式超导带材临界电流检测装置，所述检测装置包括测试单元和低温单元；其特征在于，所述低温单元包括冷却介质存储容器(13)和低温杜瓦，所述低温杜瓦包括低温杜瓦壳体(10)和位于该壳体顶端的低温杜瓦法兰(11)，所述低温杜瓦法兰(11)设有竖向贯通其上的铜电流引线(2)、背景磁场磁体电流引线(4)和位于其上表面的旋转把手(1)；所述测试单元包括低温杜瓦法兰上与数据采集控制系统连接的信号接头(12)，与所述铜电流引线(2)通过导线连接的旋转接触式电流引线单元(3)，低温杜瓦壳体(10)纵向设有横向(15)与竖向(16)支架件组成的支架，贯通所述横向支架件(15)间设有背景磁场磁体(7)，与所述旋转接触式电流引线单元(3)尾端连接的所述横向支架件(15)上表面的轴向上设有超导带材扭转单元(8)。2.根据权利要求1所述的一种扭转式超导带材临界电流检测装置，其特征在于，所述旋转接触式电流引线单元(3)设在与所述法兰(11)连接的所述横向支架件(15)上表面的轴向上，所述旋转接触式电流引线单元(3)设有温度探头(5)。3.根据权利要求1所述的一种扭转式超导带材临界电流检测装置，其特征在于，设有所述旋转接触式电流引线单元(3)的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：诸嘉慧，付珊珊，刘伟，赵勇青，杨艳芳，尹秀娟，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11