CN101609109A - 测量超导磁体临界电流的装置 - Google Patents

Abstract

本发明测量超导磁体临界电流的装置包括杜瓦容器(1)，制冷机(2)，液氮罐(3)，背场磁体(4)，被测磁体(5)，导冷带(6)，电流引线(7)，输液管(14)，环氧拉杆(10)，密封法兰(11)、固定支架(12)。被测磁体(5)安装在液氮罐的中心孔内。将液氮输入到液氮罐(3)内进行降温，启动制冷机(2)进行降温达到所需工作温度，通过电流引线(7)给背场磁体通电流达到所需的背景磁场，然后给被测磁体(5)通电测试其临界电流值大小。本测量装置简单，通过制冷机制冷，可实现一定大小的背景磁场，测量完成后安装下一个被测磁体方便快捷，装置长期多次使用成本低。

Description

测量超导磁体临界电流的装置

技术领域

本发明涉及一种用于测量磁体临界电流的装置，特别涉及一种用于测量超导磁体临界电流的装置。

背景技术

超导材料和低温技术的不断发展使得超导磁体在各个应用领域越来越广泛。超导磁体技术的发展和应用不断满足我国工业现代化建设的需求，大大提高了各种装备的性能和精度。研究和发展超导磁体有着重要的前景和意义。随着超导磁体技术的不断应用和发展，超导磁体的结构设计越来越复杂，用途越来越多样化，其中高磁场混合超导磁体一般由多个超导磁体组合而成。单个超导磁体的运行电流大小是混合超导磁体使用的一个重要的、不可缺少的工程指标，虽然通过计算可得到单个超导磁体在背场下的临界电流值，但超导磁体运行时受到各种因素的综合影响，计算值并不十分精确，因此对单个超导磁体在背场下的临界电流测试也就显得格外重要。对于运行稳定性要求较高的混合超导磁体，在安装使用前应对其中的一些单个超导磁体进行模拟实际运行环境下的临界电流测试。

目前的装置主要用于测试超导短样的临界电流，而对完整超导磁体进行测试的装置不多。另外，测量装置靠液氦降温，整个过程操作控制繁琐，多次长期使用运行成本较高。

发明内容

本发明的目的是克服现有测量装置用液氦降温、操作复杂的缺点，提供一种制冷机制冷低温环境下超导磁体临界电流的测试装置。该装置不仅能够满足测量各种超导磁体在背景磁场下的临界电流大小，而且测量装置体积小、运行方便、成本低、测量简单快速。

本发明测量超导磁体临界电流的装置包括杜瓦容器，液氮罐，背场磁体，制冷机，电流引线，导冷带，输液管，拉杆，固定支架。

本发明杜瓦容器内安装背场磁体，背场磁体为高温超导磁体，背场磁体装入液氮罐中由液氮浸泡，液氮罐通过制冷机一级冷头制冷，液氮罐可作为被测磁体的冷屏，从而减少了测量装置的冷屏的制作和安装。通过电流引线给背场磁体通电产生所需的背境磁场，磁场强度可达1-3T。

本发明被测磁体安装在液氮罐的中心孔内，被测磁体的固定支架内径尺寸根据被测磁体外径大小确定，固定支架侧壁等间隔开有四个窗口，以便通过电流引线和导冷带。被测磁体与固定支架装配采取过盈配合，通过固定支架的一定支撑力使被测磁体避免因电磁力产生滑动。固定支架上端与环氧拉杆通过螺钉固定，被测磁体通过制冷机的二级冷头制冷。

本发明装置测量时首先将液氮输入到液氮罐内进行降温，然后启动制冷机进行降温达到所需工作温度，通过电流引线给背场磁体通电流达到所需的背景磁场，给被测磁体通电测试其临界电流值大小。

本发明装置测试完成恢复常温后不用打开杜瓦容器上盖板，而直接打开上盖板上的密封法兰，可将被测磁体取出，装入下一个被测磁体，通过固定支架和环氧拉杆将被测磁体固定，安装导冷带和电流引线，然后安装密封法兰。抽真空后开启制冷机降温，达到所需低温环境后，进行下一个被测磁体的临界电流测量。

本测量装置简单，通过制冷机制冷，可实现一定大小的背景磁场，测量完成后安装下一个被测磁体方便快捷，装置长期多次使用成本低。

附图说明

图1测量装置示意图，图中：1杜瓦容器、2制冷机；3液氮罐；4背场磁体；5被测磁体；6导冷带；7电流引线；8一级冷头；9二级冷头；10环氧拉杆；11密封法兰；12固定支架；13被测磁体电流引线；14输液管；15被测磁体导冷带；16拉杆；

图2固定支架与被测磁体安装俯视图，窗口17。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

如图1所示，杜瓦容器1的上盖板安装制冷机2，背场磁体4放入液氮罐3内，液氮罐3顶部通过拉杆16与杜瓦容器1的上端面连接，制冷机2的一级冷头8通过导冷带6与液氮罐3连接。被测磁体5安装在液氮罐3的中心孔内，被测磁体导冷带15与二级冷头9相连，被测磁体5通过过赢配合安装在固定支架12内，固定支架12通过环氧拉杆10固定。然后将密封法兰11在杜瓦容器1的上盖板上密封。杜瓦容器1抽真空后，通过输液管14向液氮罐3内输入液氮降温，然后开启制冷机2，当达到所需工作温度环境时，根据背景磁场大小需求给背场磁体4通电，然后再给被测磁体5通电测试其在背景磁场下的临界电流值。

当被测磁体5测试完成，装置恢复常温后，取下杜瓦顶端的密封法兰11，便可将被测磁体5取出，再装入下一个被测量的磁体，通过固定支架12将被测量的磁体固定，然后安装密封法兰11。抽真空后开启制冷机2降温，直至达到所需低温环境后，进行被测量的磁体的临界电流测量。

如图2所示，被测磁体与固定支架采取过赢配合，固定支架根据被测磁体外径大小来设计，固定支架侧壁等间隔开两个窗口17以便通过被测磁体的电流引线13和被测磁体的导冷带15。

本发明优点测量装置通过制冷机制冷，无需液氦制冷，更换被测磁体操作方便，装置结构简单，长期运行成本低。

Claims (3)

1、一种测量超导磁体临界电流的装置，包括杜瓦容器(1)、制冷机(2)、背场磁体(4)、导冷带(6)、电流引线(7)、环氧拉杆(10)，拉杆(16)，其特征在于杜瓦容器(1)的上端面安装制冷机(2)，液氮罐(3)顶部通过拉杆(16)与杜瓦容器(1)的上端面连接，制冷机(2)的一级冷头(8)通过导冷带(6)与液氮罐(3)连接；背场磁体(4)装入液氮罐(3)中被液氮浸泡；液氮罐(3)通过制冷机(2)的一级冷头制冷，液氮罐(3)作为杜瓦容器(1)的冷屏，被测磁体(5)安装在液氮罐(3)的中心孔内，通过固定支架(12)和环氧拉杆(10)固定，被测磁体导冷带(15)与二级冷头(9)相连，密封法兰(11)在杜瓦容器(1)的上端面上密封杜瓦容器(1)。

2、按照权利要求1所述的超导磁体临界电流测试装置，其特征在于当被测磁体(5)测试完成后，所述测量装置恢复常温，取下杜瓦容器(1)顶端的密封法兰(11)，将被测磁体(5)取出，快速装入下一个被测量的超导磁体，通过固定支架(12)和环氧拉杆(10)将被测量的超导磁体固定，然后安装密封法兰(11)，进行下一个超导磁体的临界电流测量。

3、按照权利要求1所述的超导磁体临界电流测试装置，其特征在于，固定支架(12)与被测磁体(5)采用过赢配合安装。

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