CN204495479U - 一种层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置，包括支撑骨架、中心杆、探头紧固骨架、弹簧、探头安装件和中心杆安装件；其中，支撑骨架包括下座、圆筒形带材缠绕架和上座，带材缠绕架位于下座与上座之间；中心杆安装件位于下座中心部位，中心杆安装于中心杆安装件内；探头紧固骨架位置可调整地安装在中心杆上；弹簧和探头安装件套接于探头紧固骨架的柱状支撑杆上，弹簧用于推动探头安装件沿柱状支撑杆轴向运动以使测温探头贴紧待测超导线圈带材；压缩弹簧可使得测温探头与测超导带材无损分离，实现测温探头的重复利用；本实用新型提供的层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置具有可移植性好，应用灵活的特点。

Description

一种层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置

技术领域

本实用新型属于超导线圈的物理参数测量技术领域，更具体地，涉及一种层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置。

背景技术

目前，电网系统在输配电环节的损耗很大，各国都在寻找减少电网损耗的方案。超导材料因其具有低损耗、高效率、高传输电流密度等优点，有望用于减少电网损耗，对于未来电力行业的发展具有重要意义。然而，超导技术在实际应用中仍面临很多技术难点，其中，温度对超导设备性能的影响最重要，在实际应用中需要对超导线圈在各种工况下的温度物理量有较为精准的把握。

层绕法螺线管型超导线圈是一种常用的超导线圈，是将超导带材类似弹簧偏转一个角度层层的环绕在一个加固装置上直至绕满表面后进行反向绕制，一层一层的覆盖在加固装置上而形成。

现有技术中采用低温胶粘贴探头的方式来对层绕法螺线管超导线圈进行温度测量，然而粘贴固定的方式导致价格昂贵的低温探头无法重复利用，每次更换待测层绕法螺线管型超导线圈时需要重新安装探头，在测量成本上有极大的浪费；另外，对层绕法绕制的螺线管型超导线圈测温时需要其内支撑骨架与探头夹具配合完成，对于固定尺寸的内支撑骨架，还需要另外制作与之配合的探头夹具，存在人力与时间上的浪费；因此，对一种既能够重复利用各种探头对层绕法螺线管型超导线圈进行温度测量又能将超导线圈骨架与探头夹具一体化的层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置便有了急迫的需求。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置，其目的在于在探头紧固骨架与探头安装件之间采用弹簧接合，形成可伸缩的探头支撑杆，实现测温探头与待测超导线圈带材之间的弹性接触，由此实现在层绕法螺线管型超导线圈温度测量中对温度探头的重复利用。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置，包括支撑骨架、中心杆、探头紧固骨架、弹簧、探头安装件和中心杆安装件；

其中，支撑骨架包括下座、带材缠绕架和上座，带材缠绕架位于下座与上座之间；带材缠绕架呈圆筒形，上座中心开孔，孔的内径与带材缠绕架内径相匹配，以便于通过上座上的孔向带材缠绕架内放置组件；带材缠绕架侧壁周向均匀设置有多个便于测温探头与待测超导线圈带材接触的测试槽；中心杆安装件紧固安装于下座中心位置，中心杆一端安装于中心杆安装件内，另一端悬空；

其中，探头紧固骨架包括套筒和至少2根柱状支撑杆；套筒为圆筒状结构；柱状支撑杆周向均匀分布在套筒的外缘圆周上，且其中心线与套筒的中心线垂直；套筒安装在中心杆上；

每根柱状支撑杆上均套接有弹簧和中空柱状探头安装件，弹簧的一端与套筒外侧抵接，另一端与探头安装件的一端抵接；探头安装件的另一端用于安装测温探头；弹簧用于推动探头安装件沿柱状支撑杆轴向运动以使测温探头贴紧待测超导线圈带材：弹簧张开时测温探头与待测超导线圈带材紧密接触，弹簧压缩时测温探头与测超导线圈带材无损分离。

优选的，中心杆安装件设有中空凹形槽，中心杆可拆卸的安装于凹形槽内。

优选的，中心杆下端的外表面攻螺纹，而中心杆安装件的凹形槽表面攻内螺纹，中心杆通过螺纹之间的配合可拆卸的安装于凹形槽内。

优选的，中心杆的外表面设有用于固定探头紧固骨架的螺母。

优选的，中心杆的高度不小于带材缠绕架的高度，以使得测温探头分布到尽可能的多的温度测试点。

优选的，该测温辅助装置还包括多个探头紧固骨架，各探头紧固骨架的套筒位置可调整地安装在中心杆上；探头紧固骨架的数量根据温度测试点的需求灵活设置，且其在中心杆上的固定位置也根据温度测试点的位置确定。

优选的，套筒可拆卸地安装于中心杆上。

优选的，柱状支撑杆的长度取带材缠绕架内半径与套筒外半径之差的2/3。

优选的，套筒在中心杆上的位置可调；应用于超导线圈带材温度测试时，将套筒沿中心杆垂直方向调整到合适高度后固定；该合适高度是指与温度测试点匹配的高度。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)由于本实用新型提供的层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置实现了层绕法螺线管超导线圈的支撑骨架与测量辅助装置一体化，既可保证装置与超导带材紧密的贴合又可简化测量工序；

(2)由于本实用新型提供的层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置通过探头安装件将测温探头通过弹簧紧密压实在待测超导线圈带材上，测温完成后可将探头与待测超导线圈带材无损分离，避免了低温胶粘贴探头的测量方式导致的探头无法重复利用的问题，实现测温探头的重复利用，极大降低了超导带材测试成本；

(3)由于本实用新型提供的层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置在带材缠绕架的侧面开槽，在形成测温探头与待测超导线圈带材接触面的同时，增大了超导带材与冷却液的接触面积，提高了冷却效果，使得超导设备可以在更恶劣的工况下稳定运行；

(4)由于本实用新型提供的层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置的探头紧固骨架数量可根据待测点的数量设置；每个探头紧固骨架与探头安装件形成的探头支撑杆可沿中心杆上下移动且可以沿中心杆周向在水平方向360度转动，可根据测温需求灵活的与超导带材温度待测点接触，使得本实用新型提供的辅助装置的应用更灵活；

(5)由于本实用新型提供的层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置的探头紧固骨架径向圆柱的数量可以根据需求设置，因此可根据待测点的数量来设置探头支撑杆的数量，使得本实用新型提供的辅助装置在相同温区下具有更好的移植性。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的层绕法螺管型超导线圈温度测量装置示意图；

图2是本实用新型实施例1的支撑骨架示意图；

图3是本实用新型实施例1的探头紧固骨架示意图；

图4是本实用新型实施例1的探头紧固装置示意图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为支撑骨架，2为中心杆，3为探头紧固骨架，4为弹簧，5为探头安装件，6为中心杆安装件，7为柱状支撑杆，8为套筒。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型提供的层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置，包括支撑骨架，中心杆，探头紧固骨架，弹簧、探头安装件和中心杆安装件；其中，支撑骨架包括下座、带材缠绕架和上座，带材缠绕架位于下座与上座之间；带材缠绕架呈圆筒形，上座中心开孔，孔的内径与带材缠绕架内径一致，以便于通过上座上的孔向带材缠绕架内放置组件；带材缠绕架侧壁周向均匀设置有多个便于测温探头与待测超导线圈带材接触的测试槽；中心杆安装件固定安装于下座中心位置，中心杆一端安装在中心杆安装件内上，另一端悬空；

其中，探头紧固骨架包括套筒和至少2根柱状支撑杆；套筒为圆筒状结构；柱状支撑杆周向均匀分布在套筒的外缘圆周上且其中心线与套筒的中心线互相垂直；探头紧固骨架的套筒位置可调整地安装在中心杆上；实际温度测试中，将套筒沿中心杆垂直方向调整到合适高度后固定，该合适高度指的是温度测试点的高度；

每根柱状支撑杆上均套接有弹簧和中空柱状探头安装件，弹簧的一端与套筒外侧抵接，另一端与探头安装件的一端抵接；探头安装件的另一端用于安装测温探头；弹簧用于推动探头安装件沿柱状支撑杆轴向运动以使测温探头贴紧待测超导线圈带材：弹簧张开时测温探头与待测超导线圈带材紧密接触，弹簧压缩时测温探头与测超导线圈带材无损分离。

其中，下座可以采用圆盘型、正方形、或三角形等形状的下座；支撑骨架可沿中心杆上下移动到合适位置再固定，且可采用多个支撑骨架，支持骨架的数量根据温度测试点的数量确定；上座可采用环状结构；在实际应用中，支撑骨架的尺寸根据待测超导线圈直径尺寸调整；柱状支撑杆的长度视带材缠绕架的内半径而定，且其数量根据温度待测点的数量需求调整。

以下结合实施例1进一步具体阐述本实用新型提供的层绕法螺线管型超导线圈温差测量辅助装置，具体如下：

如图1所示的，在实施例1中，支撑骨架1包括圆盘型下座、圆筒形带材缠绕架和环形上座；圆盘型下座的外径与环形上底面的外径相同，大于带材缠绕架的外径，支撑骨架沿中轴线的剖面呈工字型；待测超导线圈带材呈螺旋状绕制在带材缠绕架上；带材缠绕架侧面开槽，以增大待测超导线圈带材与冷却液的接触面积，提高冷却效果；支撑骨架1的直径和高度根据待测超导线圈的尺寸调整。

如图2所示的，圆盘型下座中心位置设有圆柱形中心杆安装件6，中心杆安装件6有凹槽，凹槽内表面内攻螺纹；中心杆2下端表面攻螺纹，中心杆通过表面螺纹固定在下座的中心杆安装件6内，确保中心杆2处于下座的中心部位。

如图3所示的，在实施例1中，探头紧固骨架3包括套筒8和柱状支撑杆7，柱状支撑杆7的长度为带材缠绕架内半径与中心套筒外半径之差的2/3。

如图4所示的，3根柱状支撑杆7上均套接有弹簧4和探头安装件5，弹簧4的一端与套筒8外侧抵接，另一端与探头安装件5的一端抵接；探头安装件5的另一端安装测温探头；调整探头紧固骨架3的高度使得测温探头指向温度测试点；探头在弹簧4的作用下被紧密的压实在待测超导线圈带材上的温度测试点。

在测试完一组数据后，可调整探头紧固骨架在中心杆上的安装高度以及角度，以对其它温度探测点进行测试，方便灵活，实现了测温探头的重复利用。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置，其特征在于，包括支撑骨架(1)、中心杆(2)、探头紧固骨架(3)、弹簧(4)、探头安装件(5)和中心杆安装件(6)；

所述支撑骨架(1)包括下座、带材缠绕架和上座，带材缠绕架位于下座与上座之间；带材缠绕架呈圆筒形，上座中心开孔，孔的内径与带材缠绕架内径相匹配；带材缠绕架侧壁周向均匀设置有多个便于测温探头与待测超导线圈带材接触的测试槽；中心杆安装件(6)紧固安装于下座中心位置，中心杆(2)一端安装于中心杆安装件(6)内，另一端悬空；

所述探头紧固骨架(3)包括套筒(8)和至少2根柱状支撑杆(7)；套筒(8)为圆筒状结构；柱状支撑杆(7)周向均匀分布在套筒(8)的外缘圆周上，且其中心线与套筒的中心线垂直；套筒(8)安装在中心杆(2)上；

每根柱状支撑杆(7)上均套接有弹簧(4)和中空柱状探头安装件(5)，弹簧(4)的一端与套筒(8)外侧抵接，另一端与探头安装件(5)的一端抵接；探头安装件(5)的另一端用于安装测温探头；弹簧(4)用于推动探头安装件(5)沿柱状支撑杆(7)轴向运动以使测温探头贴紧待测超导线圈带材。

2.如权利要求1所述的温度测量辅助装置，其特征在于，中心杆安装件(6)设有中空凹形槽，中心杆(2)可拆卸的安装于凹形槽内。

3.如权利要求1或2所述的温度测量辅助装置，其特征在于，中心杆(2)下端的外表面攻螺纹，而中心杆安装件(6)的凹形槽表面攻内螺纹，中心杆通过螺纹之间的配合可拆卸的安装于凹形槽内。

4.如权利要求3所述的温度测量辅助装置，其特征在于，中心杆(2)的外表面设有用于固定探头紧固骨架(3)的螺母。

5.如权利要求1或2所述的温度测量辅助装置，其特征在于，中心杆(2)的高度不小于带材缠绕架的高度。

6.如权利要求1或2任一项所述的温度测量辅助装置，其特征在于，还包括多个探头紧固骨架(3)，各探头紧固骨架(3)位置可调整地安装在中心杆(2)上。

7.如权利要求1或2所述的温度测量辅助装置，其特征在于，所述套筒(8)可拆卸地安装于所述中心杆(2)上。

8.如权利要求1或2任一项所述的温度测量辅助装置，其特征在于，柱状支撑杆(7)的长度取带材缠绕架内半径与套筒外半径之差的2/3。

9.如权利要求1或2所述的温度测量辅助装置，其特征在于，套筒(8)位置在中心杆(2)上的位置可调。