多功能超导带材临界电流均匀性无损连续检测设备制造技术

一种多功能超导带材临界电流均匀性无损连续检测设备，其放线盘、收线盘分别安装在敞口杜瓦瓶的左上方和右上方，杜瓦瓶内盛有液氮；放线盘、收线盘和杜瓦瓶均在密封箱内；杜瓦瓶内从左至右，依次安装有导轮一、导轮二、励磁装置、磁场测量仪、导轮三；在导轮一、导轮二之间还安装有一个高度可调的顶导轮；在导轮一左侧或导轮三右侧的杜瓦瓶上方设有编码器；励磁装置、磁场测量仪、编码器、激光测距器一和激光测距器二均与监测及控制系统电连接。该设备在非接触、连续测试出超导带材临界电流均匀性的基础上，还能对测量带材的长度并对其损伤位置进行精确定位，并能测试带材在变张力和变弯曲度情况时临界电流特性的变化；且测试时对超导带材损伤小。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种多功能超导带材临界电流均匀性无损连续检测设备。
技术介绍
随着超导材料尤其是超导带材技术的日趋成熟，其在工业中得到了越来越广泛的应用。超导带材的载流性能尤其是其临界电流的均匀性是衡量超导带材的一个重要的工程指标。磁信号测试方法是将超导带材穿过磁场并测量其剩余磁场，通过剩余磁场的均匀性即可测出超导带材临界电流的均匀性。它可以非接触的连续的测试超导带材的临界电流的特性(均匀性)，是目前国际上测试超导带材临界电流特性所采用的主流方法。但现有的磁信号测试方法所采用的超导带材临界电流均匀性连续检测设备，由放线盘、步进电机驱动的收线盘、励磁装置及磁场测量装置组成。存在的问题是1、采用张力控制器控制张力，其要求较小的包角，而超导带材容易因为弯曲半径过小而导致性能的降 低。2、测试装置无法实现对带材长度的测量以及损伤(临界电流变小幅度大于规定范围)位置的精确定位。3、放线盘的带材放完时，测试装置不能及时停机，使放线盘端的带材由于张力过大而造成损伤。4、功能单一，不能测试带材在变张力和变弯曲度情况时临界电流特性的变化。
技术实现思路
本技术的目的就是提供一种多功能超导带材临界电流均匀性无损连续检测设备，该设备在非接触、连续测试出超导带材临界电流均匀性的基础上，还能对测量带材的长度并对其损伤位置进行精确定位，并能测试带材在变张力和变弯曲度情况时临界电流特性的变化；且测试时对超导带材损伤小。本技术解决其技术问题的所采用的技术方案是，一种多功能超导带材临界电流均匀性无损连续检测设备，包括放线盘、步进电机驱动的收线盘，其特征是所述的放线盘、收线盘分别安装在敞口的杜瓦瓶的左上方和右上方，杜瓦瓶内盛有液氮；放线盘、收线盘和杜瓦瓶均设于在密封箱内；密封箱设有进气口和出气口 ；放线盘左侧的密封箱壁上设有激光测距器一，收线盘右侧的密封箱壁上设有激光测距器二；杜瓦瓶内从左至右，依次安装有导轮一、导轮二、励磁装置、磁场测量仪、导轮三；在导轮一、导轮二之间还安装有一个高度可调的顶导轮；在导轮一左侧或导轮三右侧的杜瓦瓶上方设有编码器；励磁装置、磁场测量仪、编码器、激光测距器一和激光测距器二均与监测及控制系统电连接。本技术的工作过程和原理如下将放线盘和收线盘之间的超导带材依次通过编码器、导轮一、顶导轮、导轮二、励磁装置、磁场测量仪、导轮三，由于杜瓦瓶内盛有液氮，导轮一和导轮三之间的超导带材处于超导临界温度以下，而进入超导态；测试时，监测及控制系统启动步进电机，驱动收线盘旋转，使超导线材均匀的从放线盘上放出，而绕到收线盘上；在此过程中，超导线材均匀的通过励磁装置，被励磁装置产生的磁场磁化，超导带材通过磁场测量仪时，由磁场测量仪连续不间断的测出其剩余磁场强度，各部分剩余磁场的均匀性就也是各部分临界电流的均匀性；同时，由编码器精确测出流过的超导带材长度；放线盘左侧的密封箱壁上的激光测距器一、收线盘右侧的密封箱壁上的激光测距器二，分别精确测量放线盘和收线盘上的带材厚度，当激光测距器一测出放线盘上的带材厚度等于O或激光测距器二测出收线盘上的带材厚度达到规定值时，监测及控制系统立即控制步进电机停转，整个测试设备停止工作。与现有技术相比，本技术的有益效果是一、由磁场测量仪连续不间断的测出超导带材各部分的剩余磁场强度，进而测出其各部分的临界电流的均匀性；同时，在液氦杜瓦上方的编码器对带材长度进行同步精确测定，既可以测出带材的长度，更能实现带材临界电流变小值超过规定范围的损伤位置的精确定位。二、由激光测距器一、二实时对放线盘及收线盘上的带材进行监控，当放线盘上的带材放完时，步进电机自动停机；避免了带材放完时，步进电机仍然转动而导致带材承受过大张力而损伤的问题。三、通过调节高度可调的顶导轮的高度，使顶导轮的上轮缘与导轮一、二下轮缘间的相对高度位置发生变化，而实现对带材弯曲度和张力的调节，从而实现不同弯曲度和张力条件下的超导带材临界电流的均匀性测试，其测试功能多样化，适应性更强，便于分析带材微观结构的变化对带材临界电流的影响。四、本技术的所有零部件及超导带材均放在密封箱内，从进气口通入干燥氮气以置换装置内含水气的空气，并从出气口排出，运行过程中，液氮挥发出来的氮气可通过出气口排出，有效除去箱内水汽，避免超导带材结冰，影响其性能甚至损坏。同时由于不需另设除湿及加热器件，使得本技术设备的结构更为简单。上述的放线盘的轴与阻尼器相连。这样，通过调节阻尼器的阻尼大小，能够改变带材测试时的张力，从而测试带材在不同张力条件下的临界电流的均匀性。下面通过附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明。附图说明图I是本技术实施例的结构示意图。具体实施方式图I示出，本技术的一种具体实施方式是一种多功能超导带材临界电流均匀性无损连续检测设备，包括放线盘I、步进电机16驱动的收线盘13，其特征是所述的放线盘I、收线盘13分别安装在敞口的杜瓦瓶4的左上方和右上方，杜瓦瓶4内盛有液氮；放线盘I、收线盘13和杜瓦瓶4均设于在密封箱15内；密封箱设有进气口 6和出气口 12 ;放线盘I左侧的密封箱15壁上设有激光测距器一 2，收线盘13右侧的密封箱15壁上设有激光测距器二 14 ；杜瓦瓶4内从左至右，依次安装有导轮一 5、导轮二 8、励磁装置9、磁场测量仪10、导轮三11 ;在导轮一 5、导轮二 8之间还安装有一个高度可调的顶导轮7 ;在导轮一 5左侧或导轮三11右侧的杜瓦瓶4上方设有编码器3 ；励磁装置9、磁场测量仪10、编码器3、激光测距器一 2和激光测距器二 14均与监测及控制系统电连接。本实施例的放线盘I的轴与阻尼器17相连。本技术的励磁装置9既可以是永磁铁，也可以是与监测及控制系统电连接的 励磁线圈及铁芯组成的电磁铁。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能超导带材临界电流均匀性无损连续检测设备，包括放线盘(1)、步进电机(16)驱动的收线盘(13)，其特征是：所述的放线盘(1)、收线盘(13)分别安装在敞口的杜瓦瓶(4)的左上方和右上方，杜瓦瓶(4)内盛有液氮；放线盘(1)、收线盘(13)和杜瓦瓶(4)均设于在密封箱(15)内；密封箱设有进气口(6)和出气口(12)；放线盘(1)左侧的密封箱(15)壁上设有激光测距器一(2)，收线盘(13)右侧的密封箱(15)壁上设有激光测距器二(14)；杜瓦瓶(4)内从左至右，依次安装有导轮一(5)、导轮二(8)、励磁装置(9)、磁场测量仪(10)、导轮三(11)；在导轮一(5)、导轮二(8)之间还安装有一个高度可调的顶导轮(7)；在导轮一(5)左侧或导轮三(11)右侧的杜瓦瓶(4)上方设有编码器(3)；励磁装置(9)、磁场测量仪(10)、编码器(3)、激光测距器一(2)和激光测距器二(14)均与监测及控制系统电连接。

【技术特征摘要】
1.一种多功能超导带材临界电流均匀性无损连续检测设备，包括放线盘(I)、步进电机(16)驱动的收线盘(13)，其特征是 所述的放线盘(I)、收线盘(13)分别安装在敞口的杜瓦瓶(4)的左上方和右上方，杜瓦瓶⑷内盛有液氮；放线盘(I)、收线盘(13)和杜瓦瓶⑷均设于在密封箱(15)内； 密封箱设有进气口(6)和出气口(12);放线盘⑴左侧的密封箱(15)壁上设有激光测距器一(2)，收线盘(13)右侧的密封箱(15)壁上设有激光测距器二(14)； 杜瓦瓶(4)内从左至右...

【专利技术属性】
技术研发人员：羊新胜，赵勇，朱运鹏，王刚，黄海于，高鹏，刘力源，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：实用新型
国别省市：