CN102520017B - 高温超导带材弯曲特性测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高温超导带材弯曲特性测量装置，包括：高温超导带材测量电流提供部分；高温超导带材弯曲半径提供部分；高温超导带材电压测量部分；液氮容器；及控制器，用于控制高温超导带材测量电流提供部分、高温超导带材弯曲半径提供部分、高温超导带材电压测量部分的操作，以获得高温超导带材的弯曲特性。本发明中，高温超导带材弯曲半径提供部分包括无阶跃弯曲半径提供部件，被测量的高温超导带材在进行测量过程中保持贴在无阶跃弯曲半径提供部件的外表面上，从而在无阶跃弯曲半径提供部件移动时能使被测量的高温超导带材获得预定弯曲半径范围内的连续变化的弯曲半径。通过本发明的装置，能够以高精确进行高温超导带材弯曲特性测量。

Description

高温超导带材弯曲特性测量装置

技术领域

本发明涉及高温超导带材技术领域，具体地，本发明涉及一种高温超导带材弯曲特性测量设备。

背景技术

在实际应用中，超导带材会受到机械应力的作用，如超导带材常常要绕制成线圈的形式，线圈的绕制都会使超导带材产生弯曲形变，而弯曲应变对超导带材临界电流的影响必须要考虑。也就是说为了不影响超导带材的性能，超导带材的绕制弯曲半径必须限定在一定的范围内。通常认为，超导带材以一定的弯曲半径弯曲，当临界电流下降为无任何弯曲临界电流的95％时，所对应的弯曲应变或弯曲半径为该超导带材的临界弯曲应变或弯曲半径。

专利CN1629616A公开了一种高温超导带材弯曲性能检测机，它包括结构框架、导向机构、曲率塔轮、支撑板等部件。通过两根向下延伸的支撑板将曲率塔轮固定在液氮中，使用导向机构的张力调整螺栓可以将被测量的高温超导带材置于液氮中。通过调整结构框架上的调整螺栓和导向机构的张力调整螺栓，可以将被测的高温超导带材定位在预定测量曲率处。曲率塔轮由一组等高的、由环氧玻璃布材料加工成的从大到小的不同半径的同心圆柱体组成。

在上述专利文献所披露的高温超导带材弯曲性能检测机中，曲率塔轮是由多个不同半径的同心圆柱体组成，所以不能够对高温超导带材的连续弯曲半径进行弯曲特性测量，因而不能获得精确的高温超导带材的弯曲特性曲线数据。并且，在上述专利文献所披露的高温超导带材弯曲性能检测机中，超导带材的移动和曲率塔轮的移动都需要手动进行，因而操作麻烦，而且也容易影响到测量准确度。

发明内容

鉴于现有技术的缺陷，本发明的目的在于开发一种高温超导带材弯曲特性测量装置，本发明能够更精确地进行高温超导带材弯曲特性测量。

本发明高温超导带材弯曲特性测量装置，包括以下组成部分：

高温超导带材测量电流提供部分，该高温超导带材测量电流提供部分用于向被测量的高温超导带材提供测量电流；

高温超导带材弯曲半径提供部分，该高温超导带材弯曲半径提供部分用于使被测量的高温超导带材弯曲，以使之具有预定的弯曲半径；

高温超导带材电压测量部分，用于测量处于预定的弯曲半径下的高温超导带材的电压；

液氮容器，用于存储预定量的液氮，并且所述高温超导带材测量电流提供部分、所述高温超导带材弯曲半径提供部分和所述高温超导带材电压测量部分由所述液氮容器支撑；以及控制器，所述控制器通过信号线与所述高温超导带材测量电流提供部分、所述高温超导带材弯曲半径提供部分、所述高温超导带材电压测量部分连接，用于控制所述高温超导带材测量电流提供部分、所述高温超导带材弯曲半径提供部分、所述高温超导带材电压测量部分的操作，并且基于所述测量电流、所述弯曲半径和所述电压获得所述高温超导带材的弯曲特性，其中，所述高温超导带材测量电流提供部分包括电源以及测量电流电极板，所述测量电流电极板的一端与所述电源电连接，且所述测量电流电极板的另一端与被测量的高温超导带材电连接，被测量的高温超导带材浸没在所述液氮容器内的液氮中，且被测量的高温超导带材以预定的弯曲半径置于所述高温超导带材弯曲半径提供部分上，以便由所述高温超导带材电压测量部分测量处于该预定的弯曲半径下的高温超导带材的电压。

其特征在于，

所述高温超导带材弯曲半径提供部分包括无阶跃弯曲半径提供部件，被测量的高温超导带材在进行测量过程中保持贴在该无阶跃弯曲半径提供部件的外表面上，从而在该无阶跃弯曲半径提供部件移动时使得被测量的高温超导带材能够获得预定弯曲半径范围内的连续变化的弯曲半径。

本发明由于提供了无阶跃弯曲半径提供部件，所以能够使得被测量的高温超导带材可以获得预定弯曲半径范围内的连续变化的弯曲半径，进而能够允许测量预定弯曲半径范围内的任一弯曲半径下的高温超导带材的弯曲特性。所以，本发明的高温超导带材弯曲特性测量装置可以提高测量的精确性。

优选的是，所述高温超导带材弯曲半径提供部分还包括：

L形支撑杆，该L形支撑杆的一端与所述无阶跃弯曲半径提供部件固定连接，所述L形支撑杆的另一端设有连接套，该连接套的内部设有螺纹孔；

丝杠，该丝杠延伸穿过所述L形支撑杆的另一端的连接套内的螺纹孔，从而使所述丝杠的转动能够带动所述L形支撑杆进行平移；以及丝杠驱动电机，该丝杠驱动电机与所述丝杠连接，用于驱动丝杠的转动。

其中，在进行高温超导带材弯曲特性测量时，所述控制器能够控制所述丝杠驱动电机，以使得所述丝杠转动，从而使得所述无阶跃弯曲半径提供部件能够进行平移。

本发明通过控制器控制电机来驱动所述无阶跃弯曲半径提供部件进行平移，从而能够精确地控制所述无阶跃弯曲半径提供部件平移的位置和速度，从而可以更加精确地进行测量。

优选的是，所述无阶跃弯曲半径提供部件为圆锥形状或者为圆台形状或者为半球形状；并且所述高温超导带材弯曲特性测量装置还包括有超导带套，用于承载被测量的高温超导带材，在所述超导带套内部设有矩形开口，所述高温超导带材能够置入该矩形开口中，所述超导带套的底边与所述无阶跃弯曲半径提供部件的外表面能够完全贴合并且能够相对滑动。

通过圆锥形状或者圆台形状或者半球形状的外表面，本发明能够容易地提供高温超导带材的连续的、无阶跃变化的弯曲半径。

优选的是，在所述无阶跃弯曲半径提供部件具有圆锥形状或者圆台形状的情况下，所述圆锥或者圆台的母线与其中心线之间的夹角在10度和40度之间。

根据本发明的上述方案，可以获得较小的锥角，从而有利于进行精确测量。

优选的是，所述高温超导带材电压测量部分包括：

电压测量电极线，所述电压测量电极线埋置在所述无阶跃弯曲半径提供部件的外表面中，并且所述电压测量电极线在进行高温超导带材弯曲特性测量时与被测量的高温超导带材的弯曲部分保持接触；以及电压表，该电压表通过引线与所述电压测量电极线连接，从而能够测得高温超导带材的弯曲部分的电压。

在本发明的上述方案中，所述电压测量电极线埋置在所述无阶跃弯曲半径提供部件的外表面中，并且所述电压测量电极线在进行高温超导带材弯曲特性测量时与被测量的高温超导带材的弯曲部分保持接触，从而可以确保所测量到的电压是高温超导带材的具有预定弯曲半径的弯曲部分上的电压。所以，本发明的高温超导带材弯曲特性测量装置可以提高测量的精确性。

优选的是，所述无阶跃弯曲半径提供部件上布置有两条所述电压测量电极线，这两条电压测量电极线相对于所述无阶跃弯曲半径提供部件的纵向中央平面对称分布且彼此不相交，而且这两条电压测量电极线设置在所述无阶跃弯曲半径提供部件的上部部分的外表面中，以便在进行高温超导带材弯曲特性测量时与被测量的高温超导带材保持接触。

通过本发明的上述方案，可以进一步确保所测量到的电压是高温超导带材的具有预定弯曲半径的弯曲部分上的电压，因而本发明的高温超导带材弯曲特性测量装置可以提高测量的精确性。

优选的是，所述高温超导带材弯曲特性测量装置还包括：

液面传感器，该液面传感器设置在所述高温超导带材测量电流提供部分的伸入所述液氮容器内的下端，该液氮液面传感器用于监控所述液氮容器内的液氮的液面高度，并且，液面传感器通过信号线与控制器相连接。当所述液氮容器内的液氮的液面高度下降到预定液面位置之下的时候，所述控制器根据液面传感器提供的参数，发出报警信号。

本发明设有液氮液面传感器，从而可以在液氮容器内的液氮量较少的时候自动进行报警，由此可以提高测量的安全性，进一步也可以确保测量数据的准确性。

优选的是，所述高温超导带材弯曲特性测量装置还包括：

液氮补给装置，用于当所述液氮容器内的液氮的液面下降到预定液面位置之下的时候，向所述液氮容器内补充注入液氮。

本发明设有液氮补给装置，从而可以在液氮容器内的液氮量较少的时候补充液氮，由此可以提高测量的安全性，进一步也可以确保测量数据的准确性。

优选的是，所述液氮补给装置包括：

备用液氮罐，用于储存备用液氮；

液氮输入管路，该液氮输入管路与所述备用液氮罐连通；

电控阀，该电控阀设置在所述液氮输入管路的输出部处，用于控制所述液氮输入管路中的液氮的输送；以及液氮输入口，该液氮输入口设置在所述液氮容器的侧壁内，并且与位于所述液氮输入管路的输出部处的电控阀相连，从而使备用液氮罐中的液氮能够通过该液氮输入口向所述液氮容器内输入液氮，其中，当所述液氮容器内的液氮的液面下降到预定液面位置之下的时候，所述控制器控制所述电控阀开启，使备用液氮罐中的液氮向所述液氮容器内注入液氮。

本发明通过上述方案，可以在所述液氮容器内的液氮的液面下降到预定液面位置之下的时候自动补充液氮，由此可以提高测量的安全性，进一步也可以确保测量数据的准确性。而且，也可以省去人工补充液氮的麻烦。

优选的是，所述高温超导带材测量电流提供部分还包括：

支撑框架，所述测量电流电极板固定在该支撑框架上；

支撑框架驱动电机，用于驱动所述支撑框架上下移动；

齿轮，该齿轮与所述支撑框架驱动电机的输出轴相固定从而能够一起旋转；以及齿条，该齿条固定在所述支撑框架上，并且与所述齿轮相啮合，其中，在进行高温超导带材弯曲特性测量时，所述控制器控制所述支撑框架驱动电机以使被测量的高温超导带材能够在竖直方向上移动，从而使得被测量的高温超导带材保持贴在所述无阶跃弯曲半径提供部件的外表面上。

本发明提供了支撑框架驱动电机，从而可以通过控制器来控制高温超导带材的上下移动及其所处位置，所以可以精确地控制高温超导带材在竖直方向上的位置，进而确保精确测量高温超导带材的弯曲特性。

从下面参考附图所描述的优选实施例中很容易理解本发明的上述特征和优点。

附图说明

图1是本发明的高温超导带材弯曲特性测量装置的主视图；

图2是沿着图1中的A-A线观察得到的本发明的高温超导带材弯曲特性测量装置的侧视图；

图3是沿着图1中的箭头B观察得到的本发明的高温超导带材弯曲特性测量装置的俯视图；

图4(a)是本发明的图1中的无阶跃弯曲半径提供部件的俯视图；

图4(b)是图4(a)中所示的无阶跃弯曲半径提供部件的一种变型结构的俯视图；

图4(c)是图4(a)中所示的无阶跃弯曲半径提供部件的另外一种变型结构的俯视图；

图5是本发明的图1中的引导板的俯视图；

图6是本发明的超导带套的结构及其工作状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细描述本发明。

图1是本发明的高温超导带材弯曲特性测量装置的主视图，该图是从本发明的高温超导带材弯曲特性测量装置的中央剖开、从该装置的前面观察所看到的剖视图。图2是沿着图1中的A-A线观察得到的本发明的高温超导带材弯曲特性测量装置的侧视图。图3是沿着图1中的箭头B观察得到的、即从上方观察得到的本发明的高温超导带材弯曲特性测量装置的俯视图。

从图1-3可以看出，本发明的高温超导带材弯曲特性测量装置主要包括：高温超导带材测量电流提供部分，该高温超导带材测量电流提供部分用于向被测量的高温超导带材供应测量电流；高温超导带材弯曲半径提供部分，该高温超导带材弯曲半径提供部分用于使被测量的高温超导带材弯曲，以使其具有一定的弯曲半径；液氮容器，用于存储预定量的液氮；液氮液面传感器，用于监控液氮容器内的液氮的液面；液氮补给装置，用于当液氮容器内的液氮量少于预定量时，向液氮容器内注入液氮；等等。

具体地，在图1-3的实施例中，所述的高温超导带材测量电流提供部分包括有测量电流电极板1、33，这两个测量电流电极板1、33固定到支撑框架，该支撑框架由上板2、下板3、侧板42、侧板43构成。该支撑框架呈矩形形状，它的上板2、下板3、侧板42、侧板43可以通过本领域已知的方式固定在一起，例如，可以通过焊接、螺栓连接等固定在一起。测量电流电极板1、33延伸穿过上板2、下板3，并且在正常工作时，测量电流电极板1、33的下半部分将浸没在液氮容器32中的液氮内。测量电流电极板1的下端端部处设有夹板14，测量电流电极板33的下端端部处设有夹板46，要被测量的高温超导带材15的一端通过螺栓35被夹紧在测量电流电极板1和夹板14之间，要被测量的高温超导带材15的另外一端通过螺栓34被夹紧在测量电流电极板33和夹板46之间，从而，测量电流可以按照测量电流电极板1、高温超导带材15、测量电流电极板33的路径进行传导。测量电流电极板1、33的上端分别通过导线连接到电源44，该电源44用于提供测量高温超导带材的弯曲特性所用的电流。测量电流电极板1、33分别穿过支撑框架的上板2、下板3中的通孔，其中，测量电流电极板1在上板2处通过L形支架板29固定到上板2上，具体地，如图2所示，螺栓30固定L形支架板29的一端和测量电流板1的上端，螺栓31固定L形支架板29的另一端和上板2，由此测量电流电极板1与上板2固定在一起。另外，测量电流电极板33在上板2处通过L形支架板26固定到上板2上，具体地，如图2所示，螺栓27固定L形支架板26的一端和测量电流板33的上端，螺栓28固定L形支架板26的另一端和上板2，由此测量电流电极板33与上板2固定在一起。

另外，在液氮容器32顶部固定有电机6，电机6的输出轴通过联轴节36连接到齿轮37，齿轮37用于和固定于侧板43上的齿条38啮合。由此，通过电机6的正向转动或反向转动，可以带动齿条38上下移动。由于齿条38固定于支撑框架的侧板43上，所以支撑框架也可以随之上下移动。进而，由于测量电流电极板1、33固定于支撑框架，所以测量电流电极板1、33也随之上下移动，从而固定于测量电流电极板1、33的下端的高温超导带材15也会上下移动。

本发明的液氮容器32在该实施例中是圆筒形的，但是，它也可以采用长方体形状、正方体形状等。液氮容器32中填充有液氮，在液氮容器32的上部开口处设有上盖5，用于盖住液氮容器的开口。

在图1-3所示的实施例中，上述的高温超导带材弯曲半径提供部分包括有无阶跃弯曲半径提供部件13，它用于使得被测量的高温超导带材15能够具有预定的弯曲半径，并且在该无阶跃弯曲半径提供部件13在测量中按照指令移动时，可以使得高温超导带材15的弯曲半径在一定范围内无阶跃地连续变化。即，通过无阶跃弯曲半径提供部件13，可以获得预定弯曲半径范围内的任意的弯曲半径。

在图1-3的实施例中，无阶跃弯曲半径提供部件13由一个圆锥体形成。如图4(a)所示，线C-C是圆锥形的无阶跃弯曲半径提供部件13的中心线；该圆锥体优选具有相对较小的锥角，其中锥角为圆锥体的母线和其中心线C-C之间的夹角。在本实施例中，圆锥体的锥角优选地在10度到40度之间，优选地取20度。并且通过图1-3的实施例中的圆锥体，可以获得大于0且小于圆锥体的底面圆半径的范围内的任一弯曲半径。

高温超导带材15的一端与测量电流电极板1的下端连接，然后高温超导带材15从该连接点向上延伸，向上呈凸形弯曲，然后向下延伸到与测量电流电极板33的下端的连接点处。在测量中，高温超导带材15将会从无阶跃弯曲半径提供部件13的上方被贴在无阶跃弯曲半径提供部件13上，从而能够提供高温超导带材15的预定量的弯曲半径。

为了更好地切合高温超导带材15与无阶跃弯曲半径提供部件13，使超导带材减少扭曲可能带来的损伤，本发明还提供了一种超导带套，可以使高温超导带材15完全平整、无任何扭曲的贴在无阶跃弯曲半径提供部件13上。图6是本发明的超导带套的结构及其工作状态示意图，其中图6(a)是超导带套20和超导带材15的组合体的侧面整体视图，图6(b)是超导带套20的横截面视图，图6(c)是超导带套20和超导带材15的组合体的工作状态示意图。如图6所示，本发明超导带套20的底边40与无阶跃弯曲半径提供部件13的锥形外表面完全贴合，并可相对滑动。在超导带套20内部设有矩形开口39，超导带材15正好可置入该矩形开口39中，由此可以使超导带材15在超导带套20的保护下获得预定量的弯曲半径。

无阶跃弯曲半径提供部件13的底部与L形支撑杆11的一端相连，支撑杆11的另一端设有连接套12，该连接套12的内部设有螺纹孔。

此外，图4(a)是本发明的图1中的无阶跃弯曲半径提供部件13的俯视图。如图4(a)所示，无阶跃弯曲半径提供部件13的圆锥表面中设有两条电压测量电极线16，这两条电压测量电极线16埋入在圆锥表面中，并且在测量时能够接触被测量的高温超导带材15。这两条电压测量电极线16分别沿着圆锥体的母线延伸，且彼此不相交，并且，这两条电压测量电极线16相对于圆锥体的纵向中央平面对称分布，其中该圆锥体的纵向中央平面垂直于图4(a)的纸面穿过中心线C-C。并且这两条电压测量电极线16通过引线连接到液氮容器的外部。具体地，L形支撑杆11的内部设有内部通道，这两条电压测量电极线16的引线通过该内部通道被引出，然后通过上盖5中的孔9而延伸到位于液氮容器32外部的电压表48。由此，通过电压表48可以直接测量两条电压测量电极线16之间的电压。

上述的高温超导带材弯曲半径提供部分还包括有电机7和丝杠8，丝杠8延伸穿过L形支撑杆11的连接套12内的螺纹孔。电机7的输出轴17穿过液氮容器32中的开口连接到联轴节19，然后连接到丝杠8。输出轴17通过轴承18被可旋转地支撑在液氮容器32的外壁中的开口中。丝杠8的另一端延伸穿过固定架22的下端中的孔，固定架22的上端通过类似螺栓结构固定于上盖5上。

另外，在液氮容器32的内壁上固定有一个引导板10，用于引导L形支撑杆11的左右移动。图5是本发明的图1中的引导板10的俯视图。引导板10呈矩形框架结构，在该矩形框架结构的内部设有矩形开口41，该矩形开口41用于容纳L形支撑杆11和引导L形支撑杆11的左右横向移动。另外，电机7固定在支撑板47上，该支撑板47固定于液氮容器32的外壁上。

如图1所示，液面传感器4设置在所述高温超导带材测量电流提供部分的伸入所述液氮容器32内的下端，具体地，液面传感器4可以设置在支撑框架的侧板43上，用于监控所述液氮容器32内的液氮的液面高度。并且，液面传感器4通过信号线与控制器45相连接。当液氮容器32内的液氮的液面高度下降到预定液面位置之下的时候，所述控制器45根据液面传感器4提供的参数，发出报警信号。

而且，如图1所示，液氮容器32的壁上设有一个液氮输入口23，该液氮输入口23处设有电控阀24，液氮输入管路25通过电控阀24连接到液氮输入口23。液氮输入管路25可以连接到储存有备用液氮的液氮罐。从而，在需要时，可以通过控制电控阀24来控制向液氮容器32补充注入液氮。

此外，本发明还设有控制器45。控制器45可以与液面传感器4、电压表48、电机6、电机7、电源44、电控阀24通过相应数据信号线相通讯。由此，控制器45可以获取液面传感器4的输出信号和电压测量电极线16的输出电压信号，并且可以根据预定程序控制电机6、电机7、电源44、电控阀24的操作。从而，可以实现自动准确地测量高温超导带材的弯曲特性。控制器45在实践中通常可以采用计算机来实现。

另外，在液氮容器32内的液氮量低于可以进行正常测量操作的液氮量的情况下，控制器45可以从液面传感器4获知报警信号；然后控制器45可以控制电机6、7和电源44，使其停止工作；然后控制电控阀24，使得进一步补充液氮进入液氮容器32内。通过上述功能，可以使得本发明的高温超导带材弯曲特性测量装置可以在很长时间内进行自动测量，而且可以确保测量的安全，且省去了人工监控液氮液面和手动补充液氮操作的麻烦。

另外，本发明还可以进行各种变型。

例如，图4(b)是图4(a)中所示的无阶跃弯曲半径提供部件的一种变型结构的俯视图。如图4(b)所示，无阶跃弯曲半径提供部件13’呈圆台形状(即截头圆锥形状)，两条电压测量电极线16’埋置在该圆台的锥形外表面中。圆台形状的无阶跃弯曲半径提供部件13’连接到支撑杆11’。该圆台优选具有相对较小的锥角，其中锥角为圆台的母线和其中心线之间的夹角。在本实施例中，圆台的锥角优选地在10度到40度之间，优选地取20度。这两条电压测量电极线16’相对于所述无阶跃弯曲半径提供部件13’的纵向中央平面对称分布且彼此不相交。

图4(c)是图4(a)中所示的无阶跃弯曲半径提供部件的另外一种变型结构的俯视图。如图4(c)所示，无阶跃弯曲半径提供部件13”呈半球形状，两条电压测量电极线16”埋置在该半球的外表面中。半球形状的无阶跃弯曲半径提供部件13”连接到支撑杆11”。这两条电压测量电极线16”相对于所述无阶跃弯曲半径提供部件13”的纵向中央平面也对称分布且彼此不相交。

在图1-3的实施例中，高温超导带材15是通过夹紧固定于电极板1、33的。作为变型，当然也可以采用焊接来固定高温超导带材15。

关于本发明的高温超导带材弯曲特性测量装置，在正常测量过程中，高温超导带材15被贴在上述的无阶跃弯曲半径提供部件13、13’、13”的外表面上。通过在上述的无阶跃弯曲半径提供部件13、13’、13”的外表面中埋置的两条电压测量电极线16、16’、16”，可以准确获知在这两条电压测量电极线之间的高温超导带材上的电压。而且，由于高温超导带材是沿着上述的无阶跃弯曲半径提供部件13、13’、13”的锥形或球形外表面紧贴着布置，且这两条电压测量电极线16、16’、16”都设置在上述的无阶跃弯曲半径提供部件13、13’、13”的上部部分中并使其始终能够与高温超导带材保持接触，所以，高温超导带材15在这两条电压测量电极线16、16’、16”之间的部分将能保持形成为圆弧的一部分，且该圆弧的半径可以通过该无阶跃弯曲半径提供部件13、13’、13”的本身结构尺寸和高温超导带材15相对于无阶跃弯曲半径提供部件13、13’、13”的位置而由控制器45计算出来。由于控制器45控制本发明的各个电机6、7，所以可以通过控制器45控制和确定高温超导带材15相对于无阶跃弯曲半径提供部件13、13’、13”的位置。由此，可以通过控制器45容易地获知在各个测量点处的高温超导带材的弯曲半径。进一步，通过从电源44获得的电流信号、从电压测量电极线16、16’、16”获得的测量电压信号以及如上所述获得的高温超导带材的弯曲半径的数据，控制器45可以容易得获得和确定出被测量的高温超导带材的弯曲半径、电压、电流之间的关系曲线，即，可以精确地获得被测量的高温超导带材在连续变化的弯曲半径下的弯曲特性曲线数据。

具体地，参考图1所示，在测量过程中，首先，控制器45控制电机6以便启动电机6，电机6的旋转带动支撑框架和测量电流电极板1、33以及被测量的高温超导带材15向下移动，从而使得高温超导带材15贴在无阶跃弯曲半径提供部件13、13’、13”上；然后，控制器45控制电机7以便启动电机7，电机7的输出轴因而旋转，带动丝杠8同步旋转，进而带动L形支撑杆11和无阶跃弯曲半径提供部件13、13’、13”在图1中从左侧向右侧平移；与之同时，控制器45控制电机6的旋转，以便使得高温超导带材15也随着无阶跃弯曲半径提供部件13、13’、13”的外表面的锥度或圆度而在竖直方向上缓慢下降并且始终使得高温超导带材保持贴在无阶跃弯曲半径提供部件13、13’、13”上，在此过程中控制器45可以获得高温超导带材15相对于无阶跃弯曲半径提供部件13、13’、13”的位置，从而可以计算出高温超导带材15的弯曲半径；电压表48在此过程中测量两条电压测量电极线16、16’、16”之间的电压，同时控制器45控制流过高温超导带材15的电流；之后，控制器45可以根据高温超导带材15的弯曲半径、电压、电流，获得被测量的高温超导带材的弯曲特性数据。

对于本领域的普通技术人员而言，可以很容易对本发明的实施例的细节进行各种变型和改进。这些变型和改进都落在本发明的构思的范围之内。

Claims (10)

1.一种高温超导带材弯曲特性测量装置，包括：

高温超导带材测量电流提供部分，该高温超导带材测量电流提供部分用于向被测量的高温超导带材（15）供应测量电流；

高温超导带材弯曲半径提供部分，该高温超导带材弯曲半径提供部分用于使被测量的高温超导带材（15）弯曲，以使之具有预定的弯曲半径；

高温超导带材电压测量部分，用于测量处于预定的弯曲半径下的高温超导带材（15）的电压；

液氮容器（32），用于存储预定量的液氮，并且所述高温超导带材测量电流提供部分、所述高温超导带材弯曲半径提供部分和所述高温超导带材电压测量部分由所述液氮容器（32）支撑；以及控制器（45），所述控制器（45）通过信号线与所述高温超导带材测量电流提供部分、所述高温超导带材弯曲半径提供部分，以及所述高温超导带材电压测量部分连接，用于控制所述高温超导带材测量电流提供部分、所述高温超导带材弯曲半径提供部分，以及所述高温超导带材电压测量部分的操作，并且基于所述测量电流、所述弯曲半径和所述电压获得所述高温超导带材（15）的弯曲特性；

其中，所述高温超导带材测量电流提供部分包括电源（44）和测量电流电极板（1、33），所述测量电流电极板（1、33）的一端与所述电源（44）电连接，且所述测量电流电极板（1、33）的另一端与被测量的高温超导带材（15）电连接；

被测量的高温超导带材（15）浸没在所述液氮容器（32）内的液氮中，且被测量的高温超导带材（15）以预先确定的弯曲半径置于所述高温超导带材弯曲半径提供部分上，以便由所述高温超导带材电压测量部分测量处于该预定的弯曲半径下的高温超导带材（15）的电压，其特征在于：所述高温超导带材弯曲半径提供部分包括无阶跃弯曲半径提供部件（13、13’、13”），被测量的高温超导带材（15）在进行测量过程中保持贴在该无阶跃弯曲半径提供部件（13、13’、13”）的外表面上，从而在该无阶跃弯曲半径提供部件（13、13’、13”）移动时使得被测量的高温超导带材（15）能够获得在预定弯曲半径范围内的连续变化的弯曲半径。

2.根据权利要求1所述的高温超导带材弯曲特性测量装置，其特征在于：所述高温超导带材弯曲半径提供部分还包括：

L形支撑杆（11），该L形支撑杆（11）的一端与所述无阶跃弯曲半径提供部件（13、13’、13”）固定连接，所述L形支撑杆（11）的另一端设有连接套（12），该连接套（12）的内部设有螺纹孔；

丝杠（8），该丝杠（8）延伸穿过所述L形支撑杆（11）的另一端的连接套（12）内的所述螺纹孔，从而使所述丝杠（8）的转动能够带动所述L形支撑杆（11）进行平移；以及丝杠驱动电机（7），该丝杠驱动电机（7）与所述丝杠（8）连接，用于驱动丝杠（8）转动，其中，在进行高温超导带材弯曲特性测量时，所述控制器（45）控制所述丝杠驱动电机（7），以使得所述丝杠（8）转动，从而使得所述无阶跃弯曲半径提供部件（13、13’、13”）进行平移。

3.根据权利要求1所述的高温超导带材弯曲特性测量装置，其特征在于：

所述无阶跃弯曲半径提供部件（13、13’、13”）为圆锥形状或者为圆台形状或者为半球形状；

并且所述高温超导带材弯曲特性测量装置还包括有超导带套（20），用于承载被测量的高温超导带材（15），在所述超导带套（20）内部设有矩形开口（39），所述高温超导带材（15）能够置入该矩形开口（39）中，所述超导带套（20）的底边（40）与所述无阶跃弯曲半径提供部件的外表面能够完全贴合并且能够相对滑动。

4.根据权利要求3所述的高温超导带材弯曲特性测量装置，其特征在于：

在所述无阶跃弯曲半径提供部件（13、13’、13”）具有圆锥形状或者圆台形状的情况下，所述圆锥或者圆台的母线与其中心线之间的夹角在10度和40度之间。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的高温超导带材弯曲特性测量装置，其特征在于：

所述高温超导带材电压测量部分包括：

电压测量电极线（16、16’、16”），所述电压测量电极线（16、16’、16”）埋置在所述无阶跃弯曲半径提供部件（13、13’、13”）的外表面中，并且所述电压测量电极线（16、16’、16”）在进行高温超导带材弯曲特性测量时与被测量的高温超导带材（15）的弯曲部分保持接触；以及电压表（48），该电压表（48）通过引线与所述电压测量电极线（16、16’、16”）连接，从而能够测得高温超导带材（15）的弯曲部分的电压。

6.根据权利要求5所述的高温超导带材弯曲特性测量装置，其特征在于：

所述无阶跃弯曲半径提供部件（13、13’、13”）上布置有两条所述电压测量电极线（16、16’、16”），这两条电压测量电极线（16、16’、16”）相对于所述无阶跃弯曲半径提供部件（13、13’、13”）的纵向中央平面对称分布且彼此不相交，而且这两条电压测量电极线（16、16’、16”）设置在所述无阶跃弯曲半径提供部件（13、13’、13”）的上部部分的外表面中，以便在进行高温超导带材弯曲特性测量时与被测量的高温超导带材（15）保持接触。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的高温超导带材弯曲特性测量装置，其特征在于：

所述高温超导带材弯曲特性测量装置还包括：

液面传感器（4），该液面传感器（4）设置在所述高温超导带材测量电流提供部分的伸入所述液氮容器（32）内的下端，该液面传感器（4）用于监控所述液氮容器（32）内的液氮的液面高度，并且，液面传感器（4）通过信号线与控制器（45）相连接；当所述液氮容器（32）内的液氮的液面高度下降到预定液面位置之下的时候，所述控制器（45）根据液面传感器（4）提供的参数，发出报警信号。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的高温超导带材弯曲特性测量装置，其特征在于：

所述高温超导带材弯曲特性测量装置还包括：

液氮补给装置，用于当所述液氮容器（32）内的液氮的液面下降到预定液面位置之下的时候，向所述液氮容器（32）内补充注入液氮。

9.根据权利要求8所述的高温超导带材弯曲特性测量装置，其特征在于：

所述液氮补给装置包括：

备用液氮罐，用于储存备用液氮；

液氮输入管路（25），该液氮输入管路（25）与所述备用液氮罐连通；

电控阀（24），该电控阀（24）设置在所述液氮输入管路（25）的输出部处，用于控制所述液氮输入管路（25）中的液氮的输送；以及液氮输入口（23），该液氮输入口（23）设置在所述液氮容器（32）的侧壁内，并且与位于所述液氮输入管路（25）的输出部处的电控阀（24）相连，从而使备用液氮罐中的液氮能够通过该液氮输入口（23）向所述液氮容器（32）内输入液氮；

其中，当所述液氮容器（32）内的液氮的液面下降到预定液面位置之下的时候，所述控制器（45）控制所述电控阀（24）开启，使备用液氮罐中的液氮向所述液氮容器（32）内注入液氮。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的高温超导带材弯曲特性测量装置，其特征在于：

所述高温超导带材测量电流提供部分还包括：

支撑框架，所述测量电流电极板（1、33）固定在该支撑框架上；

支撑框架驱动电机（6），用于驱动所述支撑框架上下移动；

齿轮（37），该齿轮（37）与所述支撑框架驱动电机（6）的输出轴相固定从而能够一起旋转；以及齿条（38），该齿条（38）固定在所述支撑框架上，并且与所述齿轮（37）相啮合，其中，在进行高温超导带材弯曲特性测量时，所述控制器（45）控制所述支撑框架驱动电机（6）以使被测量的高温超导带材（15）能够在竖直方向上移动，从而使得被测量的高温超导带材（15）保持贴在所述无阶跃弯曲半径提供部件（13、13’、13”）的外表面上。

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