CN103901254A

CN103901254A - 一种高温超导线材临界电流测试装置

Info

Publication number: CN103901254A
Application number: CN201410157256.3A
Authority: CN
Inventors: 陈伟; 李位勇; 彭思思; 叶志刚
Original assignee: 712th Research Institute of CSIC
Current assignee: 712th Research Institute of CSIC
Priority date: 2014-04-19
Filing date: 2014-04-19
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2034-04-19
Also published as: CN103901254B

Abstract

本发明公开了一种高温超导线材临界电流测试装置，一种高温超导线材临界电流测试装置，包括支架以及安放在支架上的真空容器，真空容器底部设有套管，支架内设有通过套管接入真空容器内的GM制冷机，套管上设有抽真空口，GM制冷机的冷头末端连接有导冷板，导冷板上设有导电块和支撑块，支撑块上平行设置有两块永磁体，导电块上连接有电流引线；使用时将测试样件装入两块永磁体之间，穿过永磁体内的气隙后两端与导电块焊接，然后进行测试，本发明永磁体气隙磁场在 0.2T-1T范围内可调，同时永磁体可在0°-90°范围内旋转，以测试不同磁场强度和角度对超导线材性能的影响，采用制冷机直接作为冷源，无需中间冷却介质，安装操作简单。

Description

一种高温超导线材临界电流测试装置

技术领域

本发明涉及一种用于测量临界电流的测试装置，特别涉及一种用于高温超导线材临界电流测试装置。

背景技术

自1986年高温超导材料发现以来，高温超导材料发展迅速而且引起了世界许多国家的跟踪发展，应用领域越来越广泛，如超导限流器、超导电缆、超导电机、超导磁储能等。

目前，已经商业化运营的高温超导线材主要有一代Bi系超导线材及二代Yi系高温超导线材，作为超导应用的关键材料，全面掌握超导线材的性能尤其是其临界电流参数对超导技术发展具有重要的意义。

目前，已知的高温超导线材临界电流测试方式主要有以下两种：1)将高温超导线材直接浸泡于液氮中，测试线材在77K温度下自场临界电流；2)通过制冷机将中间冷却介质冷却至低温，然后中间冷却介质再去冷却超导线材。前一种方式主要缺点是只能测试77K温度下的临界电流，无法测试更低温度下的临界电流参数；后一种方式主要缺点需要采用中间冷却介质作为载冷剂，测试装置操作复杂，制冷机效率较低。

发明内容

本发明为了克服现有技术的缺点，使测试装置既能在20K—77K温区对超导线材进行测试，又能在某一可旋转可调磁场环境下测试其临界电流参数，同时使用制冷机直接冷却，提供一种安装操作简单，制冷机制冷效率提高的新型高温超导线材临界电流测试装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高温超导线材临界电流测试装置，包括支架以及安放在支架上的真空容器，真空容器底部设有套管，支架内设有通过套管接入真空容器内的GM制冷机，套管上设有抽真空口，GM制冷机的冷头末端连接有导冷板，导冷板上设有导电块和支撑块，支撑块上平行设置有两块永磁体，导电块上连接有电流引线。

所述的一种高温超导线材临界电流测试装置，其导冷板上安装有加热片。

所述的一种高温超导线材临界电流测试装置，其永磁体上连接有齿轮传动旋转装置，旋转装置上连接有水平导杆，水平导杆端部连接有位于真空容器外的水平手轮。

所述的一种高温超导线材临界电流测试装置，其永磁体上通过直齿轮连接有竖直导杆，竖直导杆端部连接有位于真空容器外的竖直手轮。

所述的一种高温超导线材临界电流测试装置，其电流引线通过金属密封真空法兰引入真空容器。

所述的一种高温超导线材临界电流测试装置，其电流引线经导冷板传导冷却后再与导电块焊接。

所述的一种高温超导线材临界电流测试装置，其电流引线为分段结构，由引入真空容器的第一段以及与第一段焊接的第二段组成。

所述的一种高温超导线材临界电流测试装置，所述导电块和支撑块与导冷板之间设置有一层铟片。本发明的有益效果是：使用时将测试样件装入两块永磁体之间，穿过永磁体内的气隙后两端与导电块焊接，然后进行测试，本发明采用两块平形放置的永磁体提供一个测试所需的背景场，永磁体气隙磁场在 0.2T-1T范围内可调，同时永磁体可在0°-90°范围内旋转，以测试不同磁场强度和角度对超导线材性能的影响，采用制冷机直接作为冷源，无需中间冷却介质，安装操作简单。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中各标记名称为：1—支架，2—GM制冷机，3—真空容器，4—电流引线，5—导冷板，6—导电块，7—测试样件，8—支撑块，9—永磁体，10—加热片，11—旋转装置，12—水平导杆，13—水平手轮，14—密封装置，15—抽真空口，16—套管，17—“O”型圈，18—竖直手轮，19—密封装置，20—竖直导杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1所示，本发明公开了一种高温超导线材临界电流测试装置，包括三个支撑用支架1以及安放在支架1上可拆卸结构的真空容器3，真空容器3底部设有套管16，真空容器3底部法兰采用“O”型圈17来进行密封，套管法兰与冷头之间通过“O”型圈做密封，真空法兰采用金属密封圈密封，支架1内设有通过套管16接入真空容器3内的GM制冷机2，套管16上设有抽真空口15以利于抽真空，GM制冷机2的冷头末端连接有导冷板5，通过传导冷却方式将放置在上面的零部件冷却，导冷板5上设有导电块6和支撑块8，支撑块8上竖直向平行设置有两块永磁体9，导电块6上焊接有电流引线4，使用时将测试样件7装入两块永磁体9之间，穿过永磁体9内的气隙后两端与导电块6焊接，然后进行临界电流的测试。

进一步，所述的导冷板5上安装有加热片10，加热片10由真空容器3外部的温控仪控制，根据所控制的温度调整加热量，进行测试样件7多温度工况测试，可实现在20K至77K温区内对测试样件7进行临界电流测试。

更进一步，将永磁体9设计为可调气隙磁密结构，具体而言，所述的永磁体9上连接有齿轮传动的旋转装置11，旋转装置11上连接有水平导杆12，水平导杆12端部连接有位于真空容器3外的水平手轮13，这样可在0°-90°范围内改变永磁体9的旋转角度，以测试不同磁场角度对超导线材性能的影响；永磁体9上通过直齿轮连接有竖直导杆20，竖直导杆20端部连接有位于真空容器3外的竖直手轮18，通过导杆20利用直齿轮传动来调节永磁体块的间距，使气隙磁密在0.2T至1T范围内可调，以测试不同磁场强度对超导线材性能的影响。

所述的电流引线4通过金属密封真空法兰引入真空容器3，为减小传导漏热对测试样件的影响，电流引线4经导冷板5传导冷却后再与导电块6焊接。进一步，考虑电流引线的真空密封及安装操作简单，将电流引线4设计为分段结构，由引入真空容器3的第一段以及与第一段焊接的第二段组成。

所述的导电块6、支撑块8与导冷板5之间设置一层铟片。铟片的作用为减小导电块6、支撑块8与导冷板5之间的接触热阻。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种高温超导线材临界电流测试装置，其特征在于：包括支架（1）以及安放在支架（1）上的真空容器（3），真空容器（3）底部设有套管（16），支架（1）内设有通过套管（16）接入真空容器（3）内的GM制冷机（2），套管（16）上设有抽真空口（15），GM制冷机（2）的冷头末端连接有导冷板（5），导冷板（5）上设有导电块（6）和支撑块（8），支撑块（8）上平行设置有两块永磁体（9），导电块（6）上连接有电流引线（4）。

2.根据权利要求1所述的一种高温超导线材临界电流测试装置，其特征在于，所述的导冷板（5）上安装有加热片（10）。

3.根据权利要求2所述的一种高温超导线材临界电流测试装置，其特征在于，所述的永磁体（9）上连接有齿轮传动旋转装置（11），旋转装置（11）上连接有水平导杆（12），水平导杆（12）端部连接有位于真空容器（3）外的水平手轮（13）。

4.根据权利要求2所述的一种高温超导线材临界电流测试装置，其特征在于，所述的永磁体（9）上通过直齿轮连接有竖直导杆（20），竖直导杆（20）端部连接有位于真空容器（3）外的竖直手轮（18）。

5.根据权利要求1至4任意所述的一种高温超导线材临界电流测试装置，其特征在于，所述的电流引线（4）通过金属密封真空法兰引入真空容器（3）。

6.根据权利要求1所述的一种高温超导线材临界电流测试装置，其特征在于，所述的电流引线（4）经导冷板（5）传导冷却后再与导电块（6）焊接。

7.根据权利要求1所述的一种高温超导线材临界电流测试装置，其特征在于，所述的电流引线（4）为分段结构，由引入真空容器（3）的第一段以及与第一段焊接的第二段组成。

8.根据权利要求1所述的一种高温超导线材临界电流测试装置，其特征在于，所述的导电块（6）和支撑块（8）与导冷板（5）之间设置有一层铟片。