CN106370952A - 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 - Google Patents

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Abstract

一种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，测量装置的主要结构是，(1)，在低温杜瓦(1)内部的横板(9)上开有两条安装通槽(7)，一个以上的电磁铁(3)、恒流源的两个电流引线夹具(4)均通过穿过安装通槽(7)的螺栓(6)螺纹连接于横板(9)上；电流引线夹具(4)的夹头夹持住横板(7)上的高温超导线圈(8)的引线端(5)；同时，电流引线夹具(4)的夹头还夹持住纳伏表的引线；所述的电磁铁(3)的引线与脉冲电源相连。该装置能根据能方便的测出在一处或多处不同磁场扰动下的高温超导线圈的临界电流，为高温超导装置的设计和应用提供更可靠的实验依据。

Description

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
技术领域：
本发明涉及高温超导线圈临界电流特性的测量装置及其方法。
背景技术：
自1911年超导电性被发现以来，超导电性及其应用一直是当代科学技术中最活跃的前沿研究领域之一。由于超导表现出很多奇异的性质，如有限温度下的零电阻和完全抗磁性等。基于这些奇特的性质，超导可以在能源、医疗、交通、国防等方面有很多应用。然而超导受限于其极低的临界温度，其应用受到限制。自1986年高温超导材料发现以来，将超导体的临界温度提高到液氮温区，引起了世界许多国家的跟踪发展，应用领域越来越广泛，如超导电机、超导限流器、超导磁储能、超导变压器等。
高温超导材料是超导产品的核心，而由高温超导带材绕制的高温超导线圈则是高温超导磁体最基本的应用形式。所谓的高温超导线圈主要分为以下两类：饼式线圈和螺线管线圈，饼式线圈即高温超导带材沿着同一圆心进行缠绕形成饼状，而螺线管线圈则是将高温超导带材紧密的缠绕在筒状骨架上。在高温超导线圈的整体性能中，临界电流特性是其中最重要的特性之一。临界电流就是指在温度，磁场一定的情况下，超导体保持超导态的最大电流。超过临界电流值，则超导体由超导态转变为正常态。而影响超导体临界电流特性的因素有很多，如背景磁场大小等。
在超导装置应用的过程中，组成超导装置的高温超导线圈处在变化的磁场中，作用于高温超导线圈上的一处或者多处局部磁扰动都会影响高温超导线圈的临界电流特性，进而影响超导装置的正常使用。而现有的高温超导线圈临界电流特性测试装置均只能测试恒定磁场下的高温超导线圈临界电流特性，测出的临界电流特性与其实际工况不符，不能对高温超导线圈的设计、制造和维护提供可靠的试验、测试数据，严重制约高温超导线圈应用和发展。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种磁扰动下高温超导线圈临界电流特性的测量装置，该装置能根据能方便的测出在一处或多处不同磁场扰动下的高温超导线圈的临界电流，从而得出一处或多处磁场的磁扰动对高温超导线圈的临界电流的影响，为高温超导装置的设计、制造和维护设提供更可靠的实验依据。
本发明实现其第一目的所采用的技术方案是，一种磁扰动下高温超导线圈临界电流特性的测量装置，包括低温杜瓦，在低温杜瓦内部设有H型的支架，支架的横板，其特征在于：
所述的横板开有两条垂直交叉的安装通槽，一个以上的电磁铁通过穿过安装通槽的螺栓螺纹连接于横板上；恒流源的两个电流引线夹具也通过穿过安装通槽的螺栓螺纹连接于横板上，高温超导线圈置于横板的中心，电流引线夹具的夹头夹持住高温超导线圈的引线端；同时，电流引线夹具的夹头还夹持住纳伏表的引线；所述的电磁铁的引线与脉冲电源相连。
本发明的第二目的是提供一种使用上述的磁扰动下高温超导线圈临界电流特性的测量装置进行磁扰动下高温超导线圈临界电流特性测量的方法。
本发明实现其第二目的所采用的技术方案是，一种使用上述的高温超导线圈临界电流特性的测量装置对高温超导线圈的临界电流特性进行测量的方法，其操作是：
向低温杜瓦中通入液氮，使液氮淹没高温超导线圈，开启恒流源向高温超导线圈通入逐渐增大的恒流，同时，开启脉冲电源向电磁铁通入脉冲电流；同步记录纳伏表测出的电压，当测出的电压突然增高时，对应的恒流值即为高温超导线圈在电磁铁产生的磁扰动下的临界电流。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、通过向多个不同位置的电磁铁通入设定的脉冲电流，在一处或多处产生出设定的磁场扰动，再结合纳伏表的突增电压出现时点及对应的恒流源的恒流值，即能测出一处或多处产设定的磁场扰动下的高温超导线圈临界电流特性。从而得出一处或多处的磁扰动对高温超导线圈的临界电流的影响，为高温超导装置的设计和应用提供更可靠的实验依据。
二、电磁铁通过穿过安装通槽的螺栓螺纹连接于横板上，可以方便的对电磁铁进行移位、拆卸和安装定位，使得本发明的磁场扰动的位置、数量的调节十分方便、简单；扰动背景磁场。
三、两个电流引线夹具通过穿过安装通槽的螺栓螺纹连接于横板上，而置于横板上的高温超导线圈的引线端被电流引线夹具的夹头夹持，使得不同尺寸、规格的高温超导线圈的更换及定位均很简单、方便。
附图说明：
图1是本发明实施例的测量装置的结构示意图。
图2是本发明实施例的测量装置的俯视示意图
具体实施方式：
图1-2示出，本发明的一种具体实施方式是，一种磁扰动下高温超导线圈临界电流特性的测量装置，包括低温杜瓦1，在低温杜瓦1内部设有H型的支架2，支架2的横板9，其特征在于：
所述的横板9开有两条垂直交叉的安装通槽7，一个以上的电磁铁3通过穿过安装通槽7的螺栓6螺纹连接于横板9上；恒流源的两个电流引线夹具4也通过穿过安装通槽7的螺栓6螺纹连接于横板9上，高温超导线圈8置于横板9的中心，电流引线夹具4的夹头夹持住高温超导线圈8的引线端5；同时，电流引线夹具4的夹头还夹持住纳伏表的引线；所述的电磁铁3的引线与脉冲电源相连。
一种使用上述的高温超导线圈临界电流特性的测量装置对高温超导线圈的临界电流特性进行测量的方法，其操作是：
向低温杜瓦1中通入液氮，使液氮淹没高温超导线圈8，开启恒流源向高温超导线圈8通入逐渐增大的恒流，同时，开启脉冲电源向电磁铁3通入脉冲电流；同步记录纳伏表测出的电压，当测出的电压突然增高时，对应的恒流值即为高温超导线圈在电磁铁3产生的磁扰动下的临界电流。

Claims (2)

1.一种磁扰动下高温超导线圈临界电流特性的测量装置，包括低温杜瓦(1)，在低温杜瓦(1)内部设有H型的支架(2)，支架(2)的横板(9)，其特征在于：
所述的横板(9)开有两条垂直交叉的安装通槽(7)，一个以上的电磁铁(3)通过穿过安装通槽(7)的螺栓(6)螺纹连接于横板(9)上；恒流源的两个电流引线夹具(4)也通过穿过安装通槽(7)的螺栓(6)螺纹连接于横板(9)上；高温超导线圈(8)置于横板(9)上，电流引线夹具(4)的夹头夹持住高温超导线圈(8)的引线端(5)；同时，电流引线夹具(4)的夹头还夹持住纳伏表的引线；所述的电磁铁(3)的引线与脉冲电源相连。
2.一种使用权利要求1所述的高温超导线圈临界电流特性的测量装置对高温超导线圈的临界电流特性进行测量的方法，其操作是：
向低温杜瓦(1)中通入液氮，使液氮淹没高温超导线圈(8)，开启恒流源通过电流引线夹具(4)向高温超导线圈(8)通入逐渐增大的恒流，同时，开启脉冲电源向电磁铁(3)通入脉冲电流；同步记录纳伏表测出的电压，当测出的电压突然增高时，对应的恒流值即为高温超导线圈在电磁铁(3)产生的磁扰动下的临界电流。
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