一种超导带材测试用跑道型背景磁体制造技术

一种超导带材测试用跑道型背景磁体，属于超导材料检测技术领域。该装置通过第一至第四螺纹杆和螺母将中间磁场发生区框架(5)，左右侧跑道型线圈(3、4)，左右侧固定板(1、2)装配成一体，在带材磁场通道(15)中装入带材夹与带材装配体(12)并封上；在中间磁场发生区框架及左右侧固定板上设有跑道型定位槽；通入电流在中间磁场发生区产生均匀强磁场。在顶板(7)设有圆周阵列的矩形齿槽，通过顶部带材夹固定圆盘(8)及底部带材夹固定圆盘(11)与带材夹与带材装配体的连接。通过改变角度固定左，右齿(21‑1，21‑2)及矩形齿槽的配合，变换高温超导带材(14)与背景磁场之间的夹角，便于测量带材各向异性。

【技术实现步骤摘要】
一种超导带材测试用跑道型背景磁体
本专利技术属于超导材料检测
，涉及一种超导带材在背景磁场下特性参数测量的装置。
技术介绍
超导材料及其应用是进入21世纪以来国内外发展最迅速的高科技领域之一，超导体具有零电阻、低损耗、高电磁密度和环境友好等优势，对提升电磁设备能效，改善运行性能，提升运行磁场和能量、功率密度有重大意义。高温超导材料往往工作在复杂的电磁环境下，而外界的磁场会对其临界电流、交流损耗等特性产生较大的影响。当超导体传输交流电流或处于交变磁场中时，超导体内产生的交流损耗直接关系到高温超导电力设备的设计、制造以及应用。对高温超导带材在背场下交流损耗的测量，及高温超导材料交流损耗产生机制、各向异性、伏安特性以及临界电流的频率依赖性等的研究，有助于实现低损耗、高电流的超导材料，对超导电力技术的应用与发展具有极为重要的意义。目前所使用的产生背场的背景磁体主要为传统的圆形亥姆霍兹线圈。在两线圈之间的轴线中间产生小范围内的均匀磁场，其他空间位置不能视为匀强磁场。针对高温超导带材这样长度较长的被测样品，传统圆形亥姆霍兹线圈所需要的线圈半径更大、匝数更多，增大装置体积、重量，增加线圈、骨架等制作成本。且会降低磁场的均匀度及幅值无法达到测量要求，不同方向的磁场作用于高温超导带材，会在一定程度上增加其交流损耗，无法精确的测量不同磁场强度大小及方向下，超导带材交流损耗的变化情况。现有测试装置不设有角度变换部分，带材处于磁场中固定位置，无法变化带材与磁场之间的夹角，无法对高温超导带材的各向异性进行测量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术存在问题，提供一种超导带材测试用跑道型背景磁体。本专利技术的技术方案：一种超导带材测试用跑道型背景磁体，该装置是将铜线分别绕在左侧、右侧线圈骨架上形成左侧、右侧跑道型线圈；所述的左侧、右侧线圈骨架的一端分别装配在中间磁场发生区框架第一、第二跑道型定位槽中；所述的左侧、右侧线圈骨架的另一端分别装配在左侧、右侧固定板跑道型定位槽；所述左侧跑道型线圈一端的引出线从左侧固定板第一出线口引出；所述左侧跑道型线圈另一端的引出线从左侧固定板第二出线口引出；所述右侧跑道型线圈一端的引出线从右侧固定板第三出线口引出；所述右侧跑道型线圈另一端的引出线从右侧固定板第四出线口引出；第一至第四螺纹杆分别穿过第一至第四左侧板固定孔及第一至第四右侧板固定孔，再利用螺母在每个螺纹杆两头拧紧，使中间磁场发生区框架、左侧跑道型线圈、右侧跑道型线圈、左侧固定板及右侧固定板搭建构成一个结构紧凑的装配体；顶板与中间磁场发生区框架通过螺栓穿过顶板第一通孔与框架第一螺纹孔固定连接；底板与中间磁场发生区框架通过螺栓穿过底板第一通孔与框架第二螺纹孔固定连接；顶板与左侧、右侧固定板通过螺栓穿过顶板第二、第三通孔与左侧固定板的第一螺纹孔及右侧固定板的第三螺纹孔螺钉连接；底板与左侧、右侧固定板通过螺栓穿过底板第二、第三固定通孔与左侧固定板的第二螺纹孔及右侧固定板的第四螺纹孔螺钉连接；带材夹与带材装配体两端分别穿过顶板中央圆孔及底板中央圆孔，将它放置于带材磁场通道中；再将顶部带材夹固定圆盘及底部带材夹固定圆盘分别从带材夹与带材装配体两端插入安装于顶板中央圆孔与底板中央圆孔中，使带材夹与带材装配体卡在顶部带材夹固定框及底部带材夹固定框中；将顶部带材夹固定圆盘的角度固定左翼及角度固定右翼置于第一、第二矩形齿槽中或第十九、第二十矩形齿槽作为初始位置；再将带材通道封板插入中间磁场发生区框架开口处；同时，第一、第二电压引线通过电压引线孔引出。所述左侧固定板和右侧固定板呈对称状态，左侧固定板和右侧固定板分别设有左侧固定板跑道型定位槽、右侧固定板跑道型定位槽，其尺寸与左侧线圈骨架与右侧线圈骨架跑道型截面形状完全相同；在左侧、右侧固定板跑道型定位槽弯道与直道交接部分分别设置第一、第二铜线出线口及第三、第四铜线出线口，间距与线圈厚度相同。所述的带材夹与带材装配体包括带材夹、第一、第二T形铜片、高温超导带材及第一、第二电压引线；所述第一、第二T形铜片镶嵌在带材夹两端，在其T形的横边上分别设有第一、第二通电电缆螺纹孔；所述高温超导带材放置于带材夹中央矩形区域中，两端分别放置第一、第二压带材铜片，通过螺钉分别穿过第一、第二压带材铜片两端的通孔及第一至第四固定螺栓通道与螺母连接，将高温超导带材固定在带材夹的中央矩形区域中；第一、第二电压引线的一端分别焊接在高温超导带材中部，两个焊接点间隔10～15mm，以“8”字形绕法拧成一股线通过电压引线孔引出。所述的顶板设有顶板中央圆孔，其圆周上设第一至第二十矩形齿槽，位于同一条直径上的两个矩形齿槽为一组，每组之间相隔10°，第一矩形齿槽c1与第十九矩形齿槽c19、第二矩形齿槽c2与第二十矩形齿槽c20之间相隔90°；所述的顶部带材夹固定圆盘两侧分别伸出角度固定左齿及角度固定右齿，两者中心线在同一直径上，其形状尺寸与第一至第二十矩形齿槽完全相同，相互配合。本专利技术与现有技术相比，所具有的有益效果：本装置的跑道型亥姆霍兹线圈能够在直道部分产生较长且均匀度较高的均匀磁场，使长超导带材处于特定方向、大小的磁场中。改变线圈通入电流，可以改变外场磁场强度大小同时不会降低磁场均匀度。测量研究不同外场磁场强度大小对超导带材交流损耗的影响。且对于传统背景磁体，本装置增加了角度变换部分，能够实现高温超导带材与磁场夹角不同情况下交流损耗测量功能，研究高温超导带材的各向异性。为多根带材叠绕的高温超导装置的设计和应用提供更可靠的实验依据。跑道型亥姆霍兹线圈所需要的线圈半径更小、匝数更少，减小装置体积、重量，降低制作成本。附图说明图1为本专利技术的测量装置的立体结构示意图；图2为本专利技术的测量装置的主视图；图3为本专利技术的测量装置的左视图；图4为本专利技术的测量装置的右视图图5为本专利技术的测量装置的俯视图；图6为本专利技术的测量装置的仰视图；图7为图2的A-A剖面图；图8为中间磁场发生区框架的主视图；图9为中间磁场发生区框架的俯视图；图10为中间磁场发生区框架的仰视图；图11为图9的B-B剖视图；图12为中间磁场发生区框架的左视图；图13为中间磁场发生区框架的右视图；图14为带材通道封板的立体结构示意图；图15为左侧固定板结构的主视图；图16为图15的C-C剖视图；图17为左侧固定板的俯视图；图18为左侧固定板的仰视图；图19为右侧固定板结构的主视图；图20为图19的D-D剖视图；图21为右侧固定板的俯视图；图22为右侧固定板的仰视图；图23为带材夹与高温超导带材装配体的主视图；图24为带材夹与高温超导带材装配体的俯视图；图25为图24的X1-X1的剖面图图26为图24的X2-X2的剖面图图27为带材夹与T形铜片装配体立体结构示意图图28为第一T形铜片立体结构示意图；图29为带材夹与T形铜片装配体的主视图；图30为图29的E-E剖面图；图31为顶板结构的主视图；图32为图31的F-F剖面图图33为顶部带材夹固定圆盘的立体结构示意图；图34为底板结构的主视图；图35为图34的G-G剖面图图36为底部带材夹固定圆盘的立体结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。超导带材测试用跑道型背景磁体，如图1～图34所示。该装置包括：左本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超导带材测试用跑道型背景磁体装置，其特征在于，将铜线分别绕在左侧、右侧线圈骨架(16、17)上形成左侧、右侧跑道型线圈(3、4)；所述的左侧、右侧线圈骨架(16、17)的一端分别装配在中间磁场发生区框架第一、第二跑道型定位槽(24‑1、24‑2)中；所述的左侧、右侧线圈骨架(16、17)的另一端分别装配在左侧、右侧固定板跑道型定位槽(1‑1、2‑1)；所述左侧跑道型线圈(3)一端的引出线从左侧固定板第一出线口(13‑1)引出；所述左侧跑道型线圈(3)另一端的引出线从左侧固定板第二出线口(13‑2)引出；所述右侧跑道型线圈(4)一端的引出线从右侧固定板第三出线口(13‑3)引出；所述右侧跑道型线圈(4)另一端的引出线从右侧固定板第四出线口(13‑4)引出；第一至第四螺纹杆(33‑1、33‑2、33‑3、33‑4)分别穿过第一至第四左侧板固定孔(28‑1、28‑2、28‑3、28‑4)及第一至第四右侧板固定孔(38‑1、38‑2、38‑3、38‑4)，再利用螺母在每个螺纹杆两头拧紧，使中间磁场发生区框架(5)、左侧跑道型线圈(3)、右侧跑道型线圈(4)、左侧固定板(1)及右侧固定板(2)搭建构成一个结构紧凑的装配体；顶板(7)与中间磁场发生区框架(5)通过螺栓穿过顶板第一通孔(29‑1)与框架第一螺纹孔(23‑1)固定连接；底板(10)与中间磁场发生区框架(5)通过螺栓穿过底板第一通孔(30‑1)与框架第二螺纹孔(23‑2)固定连接；顶板(7)与左侧、右侧固定板(1、2)通过螺栓穿过顶板第二、第三通孔(29‑2、29‑3)与左侧固定板的第一螺纹孔(39‑1)及右侧固定板的第三螺纹孔(39‑3)螺钉连接；底板(10)与左侧、右侧固定板(1、2)通过螺栓穿过底板第二、第三固定通孔(30‑2、30‑3)与左侧固定板的第二螺纹孔(39‑2)及右侧固定板的第四螺纹孔(39‑4)螺钉连接；带材夹与带材装配体(12)两端分别穿过顶板中央圆孔(31)及底板中央圆孔(32)，将它放置于带材磁场通道(15)中；再将顶部带材夹固定圆盘(8)及底部带材夹固定圆盘(11)分别从带材夹与带材装配体(12)两端插入安装于顶板中央圆孔(31)与底板中央圆孔(32)中，使带材夹与带材装配体(12)卡在顶部带材夹固定框(22)及底部带材夹固定框(26)中；将顶部带材夹固定圆盘(8)的角度固定左翼(21‑1)及角度固定右翼(21‑2)置于第一、第二矩形齿槽(c1、c2)中或第十九、第二十矩形齿槽(c19、c20)作为初始位置；再将带材通道封板(19)插入中间磁场发生区框架(5)开口处；同时，第一、第二电压引线(40‑1、40‑2)通过电压引线孔(20)引出。...

【技术特征摘要】
1.一种超导带材测试用跑道型背景磁体装置，其特征在于，将铜线分别绕在左侧、右侧线圈骨架(16、17)上形成左侧、右侧跑道型线圈(3、4)；所述的左侧、右侧线圈骨架(16、17)的一端分别装配在中间磁场发生区框架第一、第二跑道型定位槽(24-1、24-2)中；所述的左侧、右侧线圈骨架(16、17)的另一端分别装配在左侧、右侧固定板跑道型定位槽(1-1、2-1)；所述左侧跑道型线圈(3)一端的引出线从左侧固定板第一出线口(13-1)引出；所述左侧跑道型线圈(3)另一端的引出线从左侧固定板第二出线口(13-2)引出；所述右侧跑道型线圈(4)一端的引出线从右侧固定板第三出线口(13-3)引出；所述右侧跑道型线圈(4)另一端的引出线从右侧固定板第四出线口(13-4)引出；第一至第四螺纹杆(33-1、33-2、33-3、33-4)分别穿过第一至第四左侧板固定孔(28-1、28-2、28-3、28-4)及第一至第四右侧板固定孔(38-1、38-2、38-3、38-4)，再利用螺母在每个螺纹杆两头拧紧，使中间磁场发生区框架(5)、左侧跑道型线圈(3)、右侧跑道型线圈(4)、左侧固定板(1)及右侧固定板(2)搭建构成一个结构紧凑的装配体；顶板(7)与中间磁场发生区框架(5)通过螺栓穿过顶板第一通孔(29-1)与框架第一螺纹孔(23-1)固定连接；底板(10)与中间磁场发生区框架(5)通过螺栓穿过底板第一通孔(30-1)与框架第二螺纹孔(23-2)固定连接；顶板(7)与左侧、右侧固定板(1、2)通过螺栓穿过顶板第二、第三通孔(29-2、29-3)与左侧固定板的第一螺纹孔(39-1)及右侧固定板的第三螺纹孔(39-3)螺钉连接；底板(10)与左侧、右侧固定板(1、2)通过螺栓穿过底板第二、第三固定通孔(30-2、30-3)与左侧固定板的第二螺纹孔(39-2)及右侧固定板的第四螺纹孔(39-4)螺钉连接；带材夹与带材装配体(12)两端分别穿过顶板中央圆孔(31)及底板中央圆孔(32)，将它放置于带材磁场通道(15)中；再将顶部带材夹固定圆盘(8)及底部带材夹固定圆盘(11)分别从带材夹与带材装配体(12)两端插入安装于顶板中央圆孔(31)与底板中央圆孔(32)中，使带材夹与带材装配体(12)卡在顶部带材夹固定框(22)及底部带材夹固定框(26)中；将顶部带材夹固定圆盘(8)的角度固定左翼(21-1)及角度固定右翼(21-2)置于第一、第二矩形齿槽(c1、c2)中或第十九、第二十矩形齿槽(c19、c20)作为初始位置；再将带材通道封板(19)插入中间磁场...

【专利技术属性】
技术研发人员：方进，方乐乐，诸嘉慧，陈盼盼，吴越，赵鑫，刘劲松，韩月，刘芮彤，范维，
申请(专利权)人：北京交通大学，中国电力科学研究院有限公司，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11