一种超导带材动态温度测量方法及系统技术方案

本申请属于超导材料温度测量技术领域，尤其涉及一种超导带材动态温度测量方法及系统。本申请的超导带材动态温度测量方法通过设置矩阵式温度测试监控单元和低温扫描霍尔探头，采集超导带材的温度分布场信号和磁场分布信号，通过用磁场分布信号去校准对齐温度分布场信号的时间维度，实现获取实时的温度分布场信号的技术目的。本申请利用低温扫描霍尔探头测量超导带材自发磁场值，判定超导带材是否发生失超，通过温度异常变化与磁场异常变化的时刻找到迟滞时间，从而在时间尺度上校准对齐温度分布场信号，最终得到实时的可定位的超导带材动态温度分布，能够有效克服温度传感器的测量时间延迟，具有误差小、效率高的优点。效率高的优点。效率高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种超导带材动态温度测量方法及系统


[0001]本申请涉及超导材料温度测量
，尤其涉及一种超导带材动态温度测量方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来超导材料的各种特性研究已然成为比较热门的课题，尤其在超导带材的失超特性方面，由于其工业应用的较大价值，成为业内研究关注的焦点。
[0003]超导设备在运行期间，一旦发生失超，通流能力会下降，如不采取措施会带来不可逆性损伤，因此在设备运行期间对其的监测和保护尤为重要。超导带材在失超时的物理特性变化会表现在多个方面，譬如温度、电流和磁场等。根据超导带材的温度特性及周围磁场变化，当超导带材失超时会局部产生热点，导致局部温升，可通过在超导带材上布置矩阵式温度测试监控系统进行动态温度测量，以定位失超点。
[0004]然而，实验证明，当被测温度突然发生变化时，温度传感器的输出会延迟一段时间，这段时间一般称为纯滞后或纯时延。在测量超导带材温度时，若不修正温度传感器的时间常数和滞后，将导致测量的结果出现偏差，进而无法准确判断超导带材的失超时间和失超部位。因此，亟待一种消除纯时延的超导带材动态温度测量方法及系统，解决超导带材动态温度测量中时间迟滞不对齐的技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种超导带材动态温度测量方法及系统，以解决当前超导带材温度测量纯时延校准的问题。
[0006]本申请采用的技术方案如下：
[0007]本申请的第一方面，提供一种超导带材动态温度测量方法，包括以下步骤：
[0008]搭建通流平台，使超导带材处于低温环境并产生自发磁场；
[0009]设置矩阵式温度测试监控单元，采集超导带材的温度分布场信号；
[0010]设置低温扫描霍尔探头，利用霍尔效应获取超导带材的磁场分布信号；
[0011]根据获得的温度分布场信号与磁场分布信号，分析得出超导带材的动态温度分布。
[0012]可选的，所述矩阵式温度测试监控单元中的温度传感器采用双绞线串联，多条双绞线按照预设距离均匀分布并贴附在超导带材的表面，采集超导带材的温度分布场信号。
[0013]可选的，在所述搭建通流平台，使超导带材处于低温环境并产生自发磁场的步骤中，包括：
[0014]将超导带材的两端通过铜导线与电流发生装置连接，将超导带材浸没在液氮中，使超导带材处于低于零下200℃的低温环境中，电流发生装置产生强电流，同时使超导带材产生自发磁场。
[0015]可选的，在所述设置低温扫描霍尔探头，利用霍尔效应获取超导带材的磁场分布
信号的步骤中，包括：
[0016]低温扫描霍尔探头置于超导带材的下方，检测并获取超导带材的磁场分布信号。
[0017]可选的，在所述根据获得的温度分布场信号与磁场分布信号，分析得出超导带材的动态温度分布的步骤中，包括：
[0018]计算机发送采集指令至巡检主机，再由巡检主机转发至各分机，各分机根据采集指令驱动矩阵式温度测试监控单元和低温扫描霍尔探头不间断进行温度信号、磁场信号的采集，并将采集到的温度信号、磁场信号回传至巡检主机，再由巡检主机将温度信号、磁场信号上传至计算机，由计算机对收到的数据进行存储、实时显示以及处理分析，最后计算机根据处理分析的结果进行预设的操作。
[0019]可选的，在所述根据获得的温度分布场信号与磁场分布信号，分析得出超导带材的动态温度分布的步骤中，所述分析过程包括：
[0020]如果某一时刻超导带材的磁通量密度发生变化，则判定超导带材处于失超状态，计算机根据温度分布场信号中温升最快异常变化时刻T与磁场分布信号中磁场异常变化时刻Tc，计算得到矩阵式温度测试监控单元的迟滞时间T
‑
Tc，并从时间尺度上校准对齐超导带材的热分布场信息，得到实时的可定位的超导带材的动态温度分布。
[0021]可选的，所述强电流为大于超导带材临界电流小于等于2000安的直流电或交流电电流。
[0022]可选的，所述矩阵式温度测试监控单元中采用的是铂热电阻温度传感器。
[0023]本申请的另一方面，提供一种超导带材动态温度测量系统，包括：
[0024]通流平台，所述通流平台用于使超导带材处于低温环境并产生自发磁场；
[0025]矩阵式温度测试监控单元，用于采集超导带材的温度分布场信号；
[0026]低温扫描霍尔探头，用于利用霍尔效应获取超导带材的磁场分布信号；
[0027]计算机，用于根据获得的温度分布场信号与磁场分布信号，分析得出超导带材的动态温度分布。
[0028]可选的，还包括：
[0029]绝缘板，所述绝缘板用于将超导带材固定在其上面；
[0030]泡沫箱，所述泡沫箱用于承装所述绝缘板和所述超导带材。
[0031]采用本申请的技术方案的有益效果如下：
[0032]一、本申请通过设置矩阵式温度测试监控单元和低温扫描霍尔探头，采集超导带材的温度分布场信号和磁场分布信号，通过用磁场分布信号去校准对齐温度分布场信号的时间维度，实现获取实时的温度分布场信号的技术目的。通过将超导带材的温度分布场信号中存在局部温升的测量点判定为失超点，本申请获得的测量结果可用于超导带材失超点的定位。
[0033]二、本申请在通流的同时利用低温扫描霍尔探头测量超导带材自发磁场值，根据超导带材磁场分布情况判定超导带材是否发生失超，在超导带材失超时，通过温度异常变化与磁场异常变化的时刻找到迟滞时间，从而在时间尺度上校准对齐矩阵式温度测试监控单元的温度传感器测量结果，最终得到实时的可定位的超导带材动态温度分布，能够有效克服温度传感器的测量时间延迟，具有误差小、效率高的优点。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本申请实施例的结构示意图；
[0036]图示说明：
[0037]其中，1
‑
通流平台、2
‑
超导带材、3
‑
矩阵式温度测试监控单元、4
‑
低温扫描霍尔探头。
具体实施方式
[0038]下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
[0039]本申请的第一方面，提供一种超导带材2动态温度测量方法，包括以下步骤：
[0040]搭建通流平台1，使超导带材2处于低温环境并产生自发磁场；
[0041]设置矩阵式温度测试监控单元3，采集超导带材2的温度分布场信号；
[0042]设置低温扫描霍尔探头4，利用霍尔效应获取超本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超导带材动态温度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：搭建通流平台，使超导带材处于低温环境并产生自发磁场；设置矩阵式温度测试监控单元，采集超导带材的温度分布场信号；设置低温扫描霍尔探头，利用霍尔效应获取超导带材的磁场分布信号；根据获得的温度分布场信号与磁场分布信号，分析得出超导带材的动态温度分布。2.根据权利要求1所述的超导带材动态温度测量方法，其特征在于，所述矩阵式温度测试监控单元中的温度传感器采用双绞线串联，多条双绞线按照预设距离均匀分布并贴附在超导带材的表面，采集超导带材的温度分布场信号。3.根据权利要求1所述的超导带材动态温度测量方法，其特征在于，在所述搭建通流平台，使超导带材处于低温环境并产生自发磁场的步骤中，包括：将超导带材的两端通过铜导线与电流发生装置连接，将超导带材浸没在液氮中，使超导带材处于低于零下200℃的低温环境中，电流发生装置产生强电流，同时使超导带材产生自发磁场。4.根据权利要求1所述的超导带材动态温度测量方法，其特征在于，在所述设置低温扫描霍尔探头，利用霍尔效应获取超导带材的磁场分布信号的步骤中，包括：低温扫描霍尔探头置于超导带材的下方，检测并获取超导带材的磁场分布信号。5.根据权利要求1所述的超导带材动态温度测量方法，其特征在于，在所述根据获得的温度分布场信号与磁场分布信号，分析得出超导带材的动态温度分布的步骤中，包括：计算机发送采集指令至巡检主机，再由巡检主机转发至各分机，各分机根据采集指令驱动矩阵式温度测试监控单元和低温扫描霍尔探头不间断进行温度信号、磁场信号的采集，并将采集到的温度信号、磁场信号回传至巡检主机，再由巡检主机...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑颖顿，周兴梅，陈伟，钱国超，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：