CN102998566B - 用于高温超导电流引线的测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于高温超导电流引线的测试装置，包括有真空罩，真空罩侧壁设置有抽气口，真空罩顶部设置有法兰，法兰上设置有引线芯座，一对高温超导电流引线的室温端电极固定在法兰上，高温端、低温端分别伸入真空罩中，两高温超导电流引线的低温端短接，制冷机的一级冷头、二级冷头分别伸入真空罩内，两高温超导电流引线的高温端分别与一级冷头耦合，短接后的低温端与二级冷头耦合。本发明结构更合理，装置质量轻，体积小，运行成本低，便于操作维护。

Description

用于高温超导电流引线的测试装置
技术领域
    本发明涉及超导线测量装置领域，具体为一种用于高温超导电流引线的测试装置。
背景技术
随着低温超导技术的在科研、军事等领域的广泛应用，高温超导电流引线广泛应用于低温超导磁体，超导恒温器等装置。高温超导电流引线的冷损和载流能力是两项重要的技术指标。因此，用来检测高温超导电流引线性能的测试装置便应运而生。传统的测试装置采用液氮和液氦，将高温超导引线的高温端和低温端分别放浸泡在液氮和液氦中进行相关数据的测定。这种方法的缺陷在于：首先，需要一个可以同时存储液氮和液氦的低温容器，并且保证一定的存储量，这种低温容器往往需要定制，价格比一般低温杜瓦昂贵。其次，对于载流能力较大的电流引线，进行一次测试的低温液体消耗较大，成本比较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于高温超导电流引线的测试装置，以解决现有技术测试装置存在的缺陷。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
用于高温超导电流引线的测试装置，包括有真空罩，真空罩侧壁设置有抽气口，其特征在于：真空罩顶部设置有与真空罩构成密封的法兰，法兰上设置有引线芯座，被测的一对高温超导电流引线的室温端电极固定在法兰上，两高温超导电流引线的高温端、低温端分别从真空罩顶部伸入真空罩中，且两高温超导电流引线的低温端短接，还包括有制冷机，所述制冷机具有一级冷头和连接在一级冷头底端的二级冷头，制冷机的一级冷头、二级冷头分别从真空罩顶部伸入真空罩内，两高温超导电流引线的高温端分别与一级冷头耦合，短接后的低温端与二级冷头耦合。
所述的用于高温超导电流引线的测试装置，其特征在于：所述高温超导电流引线的高温端与一级冷头、低温端与二级冷头分别刚性耦合，或者是高温超导电流引线的高温端与一级冷头、低温端与二级冷头分别柔性耦合。
所述的用于高温超导电流引线的测试装置，其特征在于：所述二级冷头外罩有防辐射屏，且防辐射屏、一级冷头外壁分别设置有多层绝热材料层。
所述的用于高温超导电流引线的测试装置，其特征在于：所述一级冷头上与高温超导电流引线高温端耦合处、二级冷头上与高温超导电流引线低温端耦合处分别垫有铟片。
所述的用于高温超导电流引线的测试装置，其特征在于：所述高温超导电流引线的室温端电极与法兰结合处设置有O型密封圈。
所述的用于高温超导电流引线的测试装置，其特征在于：在高温超导电流引线上与一级冷头、二级冷头耦合处分别设置有温度传感器。
本发明采用制冷机替代液氮、液氦作为冷源，真空罩替代液氮、液氮容器，冷源和被测的一对高温超导电流引线均处于真空状态。测试时，操作方便，电流引线失超风险大大降低。
本发明结构更合理，装置质量轻，体积小，运行成本低，便于操作维护。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明法兰俯视图。
具体实施方式
如图1、图2所示。用于高温超导电流引线的测试装置，包括有真空罩3，真空罩3侧壁设置有抽气口4，真空罩3顶部设置有与真空罩3构成密封的法兰2，法兰2上设置有引线芯座5，被测的一对高温超导电流引线6的室温端电极9固定在法兰2上，两高温超导电流引线6的高温端7、低温端8分别从真空罩3顶部伸入真空罩3中，且两高温超导电流引线6的低温端8短接，还包括有制冷机，制冷机具有一级冷头1和连接在一级冷头1底端的二级冷头10，制冷机的一级冷头1、二级冷头10分别从真空罩3顶部伸入真空罩3内，两高温超导电流引线6的高温端7分别与一级冷头1耦合，短接后的低温端8与二级冷头10耦合。
高温超导电流引线6的高温端7与一级冷头1、低温端8与二级冷头10分别通过连接板刚性耦合，或者是高温超导电流引线6的高温端7与一级冷头1、低温端8与二级冷头10分别通过连接带柔性耦合。
二级冷头10外罩有防辐射屏11，且防辐射屏11、一级冷头1外壁分别设置有多层绝热材料层。
一级冷头1上与高温超导电流引线6高温端7耦合处、二级冷头10上与高温超导电流引线6低温端8耦合处分别垫有铟片。
高温超导电流引线6的室温端电极9与法兰2结合处设置有O型密封圈。
在高温超导电流引线6上与一级冷头1、二级冷头10耦合处分别设置有温度传感器。
本发明采用4.2K双级低温制冷机作为冷源，高温超导电流引线的高温端与制冷机一级冷头耦合，低温端与制冷机的二级冷头耦合，高温超导电流引线室温端电极安装在法兰上并O型圈密封。耦合方式根据电流引线的结构尺寸，通常采用刚性耦合或柔性耦合。在相应测试点安装温度传感器。高温超导电流引线一般成对使用，测试时将一对高温超导电流引线低温端短接，以便加电时构成回路。将安装好制冷机冷头及高温超导电流引线的法兰一起放在真空罩上，真空罩与法兰用螺栓连接，构成密闭容器。法兰上设置有引线芯座，真空罩上设置有真空抽气口，真空罩内获得真空以提供维持低温的环境。
制冷机与法兰螺栓连接，一、二级冷头上安装有连接板。法兰上设置有引线芯座和供高温超导电流引线穿过的安装孔。高温超导电流引线的室温端电极固定在法兰上，O圈密封，高温端和低温端分别通过连接板或连接带与制冷机的一、二级冷头耦合，采用合适的紧固方式，加垫铟片以提高传热效率。用低温超导线短接两个高温超导电流引线的低温端，高温超导电流引线的相关测试点布置温度传感器。二级冷头外应设置防辐射屏，冷量由一级冷头提供，防辐射屏及一级冷头外设置多层绝热材料层。将法兰放置于真空罩上，通过真空罩上的抽气口将真空罩抽真空至10Pa左右。开启制冷机降温，通过引线芯座连接温度仪表监视并记录相关数据。通过理论计算公式得出相应的冷损。通过高温超导电流引线室温电极加电可以测试高温超导电流引线的载流能力以及加电情况下的冷损。

Claims (1)

1.用于高温超导电流引线的测试装置，包括有真空罩，真空罩侧壁设置有抽气口，其特征在于：真空罩顶部设置有与真空罩构成密封的法兰，法兰上设置有引线芯座，被测的一对高温超导电流引线的室温端电极固定在法兰上，两高温超导电流引线的高温端、低温端分别从真空罩顶部伸入真空罩中，且两高温超导电流引线的低温端短接，还包括有制冷机，所述制冷机具有一级冷头和连接在一级冷头底端的二级冷头，制冷机的一级冷头、二级冷头分别从真空罩顶部伸入真空罩内，两高温超导电流引线的高温端分别与一级冷头耦合，短接后的低温端与二级冷头耦合；所述高温超导电流引线的高温端与一级冷头、低温端与二级冷头分别刚性耦合，或者是高温超导电流引线的高温端与一级冷头、低温端与二级冷头分别柔性耦合；所述二级冷头外罩有防辐射屏，且防辐射屏、一级冷头外壁分别设置有多层绝热材料层；所述一级冷头上与高温超导电流引线高温端耦合处、二级冷头上与高温超导电流引线低温端耦合处分别垫有铟片；所述高温超导电流引线的室温端电极与法兰结合处设置有O型密封圈；在高温超导电流引线上与一级冷头、二级冷头耦合处分别设置有温度传感器。
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