CN102435965B - 高温超导材料多场耦合测试系统 - Google Patents
高温超导材料多场耦合测试系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102435965B CN102435965B CN201110329823.5A CN201110329823A CN102435965B CN 102435965 B CN102435965 B CN 102435965B CN 201110329823 A CN201110329823 A CN 201110329823A CN 102435965 B CN102435965 B CN 102435965B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- low temperature
- magnetic
- sample
- field
- high temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高温超导材料多场耦合测试系统，在磁场发生装置内部为空腔结构，在空腔（10）内设置有磁场均匀区（9），低温杜瓦装置设置在该磁场均匀区（9），低温杜瓦装置包括低温施力机构（4、5）、绝缘构件（3）、低温夹具（2）、封盖（8）、绝缘构件（3）、杜瓦容器（1）和温度探头（6）。在密封的均匀磁场空间中通过低温杜瓦装置测量出力、电、磁、热对高温超导材料的综合作用，以实现测量出力、磁、热、电对高温超导材料多场耦合作用的目的。
Description
技术领域
本发明涉及高温超导材料测量领域，具体地，涉及一种用来测量力、磁、热、电对高温超导材料作用的多场耦合测试系统。
背景技术
高温超导材料(泛指临界温度高于77K的超导材料)的发现有力的推动了应用超导相关领域的研究与发展，预计其在低压大电流输电、变压器、限流器、储能系统、超导磁体等方面的应用将在本世纪成为现实。与传统的低温超导体类似，高温超导体也具有三个临界特征参数，临界磁场(包括上、下临界磁场)、临界温度和临界电流密度。考虑到其一般应用领域存在的多场耦合特性，即高温超导材料工作区域通常涉及力-电-磁-热多场的相互作用。已有的实验结果表明超导材料存在较为显著的多场耦合的特性，如应力场会改变高温超导材料的临界温度和临界电流密度，而磁场能够改变其临界电流密度和应力场(材料的杨氏模量等)。受实验装置限制，截止目前还没有全面的对其力-电-磁-热多场耦合特性相关测试结果的报告。
目前，针对高温超导材料的力-电-磁-热多场耦合测试一般仅涉及到其中的一项或者两项，对于材料研究工作者来说，集中于外加磁场对高温超导材料的临界电流密度的影响研究，很少关注外加磁场对其力学特性如杨氏模量的影响规律；应用高温超导材料研究学者一般重点关注应力场(材料和结构变形)对磁体磁场构型的影响，而很少关注其对临界电流密度的影响，如前所述，高温超导材料的这些特性都是相互关联，相互影响，不能对其隔离研究。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种高温超导材料多场耦合测试系统，以实现测量出力、磁、热、电对高温超导材料多场耦合作用的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种高温超导材料多场耦合测试系统，包括低温杜瓦装置和磁场发生装置，所述磁场发生装置内部为空腔结构，在空腔内设置有磁场均匀区，所述低温杜瓦装置设置在该磁场均匀区，所述低温杜瓦装置包括第一低温施力机构、第二低温施力机构、绝缘构件、低温夹具、封盖、绝缘构件、杜瓦容器和温度探头，所述第一低温施力机构组成 “U”形结构，该“U”形结构的两个自由端固定在封盖上，所述第二低温施力机构穿透封盖并固装在封盖上，在该“U”形结构的底部与第二低温施力机构的底部相对设置有绝缘构件，所述绝缘构件上装置用来固定试样的低温夹具，所述温度探头装置在固定在低温夹具间的试样上，所述低温夹具上设置有接线柱，所述杜瓦容器半封闭包裹在低温杜瓦装置的外围，所述封盖盖装在杜瓦容器的开口上；开始实验时，首先按照实验要求，给予样品一定的预加载荷，然后由外围的磁场发生装置提供可达5 特斯拉的磁场，给予样品通入电流，并在样品周围安装低温磁环境测试仪器，实时测量磁场环境，通过样品的接线柱，实时测试样品流经电流的大小，并通过温度传感器，测试样品及环境温度的变化；同时，样品的磁感应强度也进行了实时测量，由此，完成了高温超导体在力磁加载下的磁-电-热等特性变化。
根据本发明的优选实施例，所述空腔直径150mm，高度为450mm，中心磁场均匀区为100mm。
根据本发明的优选实施例，所述温度探头采用铑铁温度计。
本发明的技术方案提供了一种用于测量力、电、磁、热对高温超导材料相互作用的测量系统，在密封的均匀磁场空间中通过低温杜瓦装置测量出力、电、磁、热对高温超导材料的综合作用，以实现测量出力、磁、热、电对高温超导材料多场耦合作用的目的。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例所述的高温超导材料多场耦合测试系统中低温杜瓦装置的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的高温超导材料多场耦合测试系统中磁场发生装置的结构示意图。
结合附图，本发明实施例中附图标记如下：
1-杜瓦容器；2-低温夹具；3-绝缘构件；4-第一低温施力机构；5-第二低温施力机构；6-温度探头；7-接线柱；8-封盖；9-均匀磁场区；10-空腔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、图2所示，高温超导材料多场耦合测试系统，包括低温杜瓦装置和磁场发生装置，磁场发生装置内部为空腔结构，该空腔直径150mm，高度为450mm，在空腔内设置有100mm的磁场均匀区9，低温杜瓦装置设置在该磁场均匀区9，低温杜瓦装置包括第一低温施力机构4 、第二低温施力机构 5、绝缘构件3、低温夹具2、封盖8、绝缘构件3、杜瓦容器1和温度探头6，第一低温施力机构4组成 “U”形结构，该“U”形结构的两个自由端焊接在封盖8上，第二低温施力机构5穿透封盖并固装在封盖8上，在该“U”形结构的底部与第二低温施力机构5的底部相对设置有绝缘构件3，绝缘构件3上装置用来固定试样的低温夹具2，温度探头6采用铑铁温度计装置在固定在低温夹具2间的试样上，低温夹具2上设置有接线柱7，杜瓦容器1半封闭包裹在低温杜瓦装置的外围，封盖8盖装在杜瓦容器的开口上。
该装置首先置于空腔外围，即非磁场环境，在低温杜瓦装置中倒入液氮，并将选用的实验样品置于低温夹具中，将安装好样品的加压与测试传感器整体放入液氮容器中，待高温超导体冷却至液氮温度（温度传感器可知，且在非磁场环境可以观察液氮容量，实时添加液氮），将整体低温与压力及测试装置一起置于磁场均匀区域，并固定好位置。完成实验的装置安放。
开始实验时，首先按照实验要求，给予样品一定的预加载荷，然后由外围的磁场发生机构提供可达5特斯拉（T）的磁场，给予样品通入电流，并在样品周围安装低温磁环境测试仪器，实时测量磁场环境，通过样品的接线柱，实时测试样品流经电流的大小，并通过温度传感器，测试样品及环境温度的变化；同时，样品的磁感应强度也进行了实时测量，由此，完成了高温超导体在力磁加载下的，磁-电-热等特性变化，从而实现了超导体力-磁-热-电多场耦合特性的实验研究，为理论研究和工程应用提供的关键有效的依据。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种高温超导材料多场耦合测试系统，其特征在于，包括低温杜瓦装置和磁场发生装置，所述磁场发生装置内部为空腔结构，在空腔（10）内设置有磁场均匀区（9），所述低温杜瓦装置设置在该磁场均匀区（9），所述低温杜瓦装置包括第一低温施力机构（4）、第二低温施力机构（5）、绝缘构件（3）、低温夹具（2）、封盖（8）、绝缘构件（3）、杜瓦容器（1）和温度探头（6），所述第一低温施力机构（4）组成 “U”形结构，该“U”形结构的两个自由端固定在封盖（8）上，所述第二低温施力机构（5）穿透封盖（8）并固装在封盖上，在该“U”形结构的底部与第二低温施力机构（5）的底部相对设置有绝缘构件（3），所述绝缘构件（3）上装置用来固定试样的低温夹具（2），所述温度探头（6）装置在固定在低温夹具（2）间的试样上，所述低温夹具（2）上设置有接线柱（7），所述杜瓦容器（1）半封闭包裹在低温杜瓦装置的外围，所述封盖（8）盖装在杜瓦容器（1）的开口上；开始实验时，首先按照实验要求，给予样品一定的预加载荷，然后由外围的磁场发生装置提供可达5 特斯拉的磁场，给予样品通入电流，并在样品周围安装低温磁环境测试仪器，实时测量磁场环境，通过样品的接线柱，实时测试样品流经电流的大小，并通过温度传感器，测试样品及环境温度的变化；同时，样品的磁感应强度也进行了实时测量，由此，完成了高温超导体在力磁加载下的磁-电-热等特性变化。
2.根据权利要求1 所述的高温超导材料多场耦合测试系统，其特征在于，所述空腔直径150mm，高度为450mm，中心磁场均匀区为100mm。
3.根据权利要求1 所述的高温超导材料多场耦合测试系统，其特征在于，所述温度探头（6）采用铑铁温度计。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110329823.5A CN102435965B (zh) | 2011-10-26 | 2011-10-26 | 高温超导材料多场耦合测试系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110329823.5A CN102435965B (zh) | 2011-10-26 | 2011-10-26 | 高温超导材料多场耦合测试系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102435965A CN102435965A (zh) | 2012-05-02 |
| CN102435965B true CN102435965B (zh) | 2015-04-22 |
Family
ID=45984110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110329823.5A Expired - Fee Related CN102435965B (zh) | 2011-10-26 | 2011-10-26 | 高温超导材料多场耦合测试系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102435965B (zh) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102589984B (zh) * | 2012-02-14 | 2014-04-09 | 北京大学 | 多场耦合加载微纳米压入测试系统和测试方法 |
| CN103336212B (zh) * | 2013-07-04 | 2016-03-30 | 兰州大学 | 一种低温超导股线性能测试系统 |
| CN103364743B (zh) * | 2013-07-08 | 2016-02-24 | 兰州大学 | 一种超导薄膜磁热特性测试用可视化低温杜瓦系统 |
| CN104198803B (zh) * | 2014-09-04 | 2017-08-25 | 中国科学院电工研究所 | 一种高温超导磁体的在线监测系统 |
| CN105810384B (zh) * | 2014-12-30 | 2018-02-23 | 北京有色金属研究总院 | 一种用于高温超导块材的充磁方法 |
| CN104677820B (zh) * | 2015-01-29 | 2017-04-05 | 西南交通大学 | 一种测试剪切应力下高温超导带材脱层特性的装置 |
| CN105136980B (zh) * | 2015-07-24 | 2017-01-11 | 山西大学 | 多铁性材料多场耦合试验夹具 |
| CN106018062A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-10-12 | 兰州大学 | 多环境场下超导材料力学性能测试设备 |
| CN106370952B (zh) * | 2016-09-23 | 2023-05-05 | 西南交通大学 | 磁扰动下高温超导线圈临界电流特性的测量装置及其方法 |
| CN106841832B (zh) * | 2017-01-25 | 2019-09-24 | 南京林业大学 | 基于超材料的新型静电场传感探针及设计方法 |
| CN117054939B (zh) * | 2023-06-29 | 2024-03-29 | 中南大学 | 一种用于磁性材料力-磁特性实时测量的装置及方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5065087A (en) * | 1988-10-04 | 1991-11-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Apparatus for observing a superconductive phenomenon in a superconductor |
| JPH1197754A (ja) * | 1997-09-16 | 1999-04-09 | Hitachi Ltd | 超電導量子干渉デバイス格納用極低温容器 |
| CN1696704A (zh) * | 2005-05-24 | 2005-11-16 | 北京交通大学 | 力、电、磁耦合试验测量装置 |
| CN2811993Y (zh) * | 2004-12-22 | 2006-08-30 | 中国科学院电工研究所 | 高温超导带材拉力测试架 |
| CN101446609A (zh) * | 2008-11-25 | 2009-06-03 | 中国电力科学研究院 | 一种高温超导带材临界电流特性的测量装置 |
| CN102023268A (zh) * | 2010-11-10 | 2011-04-20 | 中国科学院电工研究所 | 测量超导线圈失超传播速度的装置及其测量方法 |
| CN202330679U (zh) * | 2011-10-26 | 2012-07-11 | 兰州大学 | 高温超导材料多场耦合测试系统 |
-
2011
- 2011-10-26 CN CN201110329823.5A patent/CN102435965B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5065087A (en) * | 1988-10-04 | 1991-11-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Apparatus for observing a superconductive phenomenon in a superconductor |
| JPH1197754A (ja) * | 1997-09-16 | 1999-04-09 | Hitachi Ltd | 超電導量子干渉デバイス格納用極低温容器 |
| CN2811993Y (zh) * | 2004-12-22 | 2006-08-30 | 中国科学院电工研究所 | 高温超导带材拉力测试架 |
| CN1696704A (zh) * | 2005-05-24 | 2005-11-16 | 北京交通大学 | 力、电、磁耦合试验测量装置 |
| CN101446609A (zh) * | 2008-11-25 | 2009-06-03 | 中国电力科学研究院 | 一种高温超导带材临界电流特性的测量装置 |
| CN102023268A (zh) * | 2010-11-10 | 2011-04-20 | 中国科学院电工研究所 | 测量超导线圈失超传播速度的装置及其测量方法 |
| CN202330679U (zh) * | 2011-10-26 | 2012-07-11 | 兰州大学 | 高温超导材料多场耦合测试系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102435965A (zh) | 2012-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102435965B (zh) | 高温超导材料多场耦合测试系统 | |
| CN104198803B (zh) | 一种高温超导磁体的在线监测系统 | |
| CN101839943B (zh) | 一种传导冷却式超导接头电阻测量装置 | |
| CN104215355A (zh) | 一种用于高温超导带材的在线温度监测系统 | |
| Liu et al. | Electrical properties of cold-pressing welded NbTi persistent joints | |
| CN202330679U (zh) | 高温超导材料多场耦合测试系统 | |
| CN103336179B (zh) | Cicc超导接头的低温电阻测量系统的制作及测量方法 | |
| Arpaia et al. | MgB2 cylindrical superconducting shielding for cryogenic measurement applications: A case study on DC current transformers | |
| Wang et al. | Magnetization loss of no-insulation coil for an electrodynamic suspension system | |
| CN103336212A (zh) | 一种低温超导股线性能测试系统 | |
| Deng et al. | Comprehensive comparison of the levitation performance of bulk YBaCuO arrays above two different types of magnetic guideways | |
| Guan et al. | Stress and strain measurements on a 5 T superconducting magnet during coil excitation | |
| CN102156212A (zh) | 磁力耦合式光纤光栅大电流测量方法及装置 | |
| Zhang et al. | Strain measurement method based on external symmetrical compensation bridge composed of strain gauges with four-wire configuration for a large-scale NbTi superconducting dipole magnet detector | |
| Zhang et al. | Research on Stability of ${\rm MgB} _ {2} $ Superconducting Magnet for MRI | |
| Strait et al. | Tests of full scale SSC R&D dipole magnets | |
| Sun et al. | High-Current Sensing Technology for Transparent Power Grids: a Review | |
| CN106595896A (zh) | 一种碳陶瓷温度传感器温度监测控制装置 | |
| Zhang et al. | Cold mass support structure design of MRI superconducting magnet developed by IHEP | |
| Yang et al. | Study on the technology of 3W1 superconducting magnet | |
| Guan et al. | Mechanical analysis and measurements of a multicomponent Nbti/Cu superconducting magnets structure for the fully superconducting electron cyclotron resonance ion source | |
| CN202735387U (zh) | 基于光纤振动传感器的电动式电流互感器 | |
| Hwang et al. | Feasibility study of a multipole electromagnet using a parallel iron-core structure | |
| Yishu et al. | Design of by-pass excitation cable force sensor | |
| Xu et al. | Structural optimization of magnetostrictive composite materials in magnetostrictive current sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150422 Termination date: 20191026 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |