FR2651583A1 - Ensemble et procede pour detecter des variations dans des conditions de champ magnetique ambiant. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un capteur destiné à détecter des variations affectant les paramètres critiques de supraconducteurs. Le capteur comprend une âme (40) en matière supraconductrice, une couche intermédiaire isolante (44) et une couche extérieure (42) en matière malléable. On fait passer ces trois couches à travers une filière (18) qui réduit le diamètre du fil initial de 400 à 10 000 fois. Le supraconducteur ainsi obtenu est utilisé avec un supraconducteur parcouru par un courant intense afin de constituer un moyen permettant de détecter des variations des conditions critiques ambiantes de température et de champ magnétique du supraconducteur. Domaine d'application: supraconducteurs, etc.

Description

L'invention concerne un capteur destiné à détecter des variations des

paramètres critiques affectant des supraconducteurs, ainsi qu'un procédé et un appareil

conçus à cet effet.

Il est connu que des supraconducteurs sont obligés de fonctionner dans des limites spécifiques identifiées comme étant le Courant Critique, ainsi que la Température Critique et le Champ Magnétique Critique. Si l'on permet à la force du champ magnétique entourant un supraconducteur portant un courant de dépasser la valeur critique, le conducteur perd brusquement son aptitude à la supraconduction et revient au mode normal de circulation de courant pour sa matière spécifique. Si l'on permet à la température ambiante de s'élever au-dessus de la valeur critique, un supraconducteur peut perdre similairement et

brusquement son aptitude à la supraconduction.

Etant donné que des supraconducteurs destinés à des applications de transmission de puissance peuvent transporter des courants électriques extrêmement intenses (de l'ordre de 10 000 ampères) en fonctionnement habituel, une brusque perte de l'aptitude à la supraconduction peut

causer de graves détériorations physiques au supracon-

ducteur lui-même et aux structures qui l'entourent, si la structure globale du supraconducteur est incapable de faire circuler la totalité du courant dans des conditions autres

que la supraconduction. La particularité nominale prin-

cipale d'un supraconducteur est la circulation d'un courant à des niveaux d'intensité élevés. De nombreuses structures supraconductrices composites de conception moderne comprennent certains moyens pour dériver les courants

intenses de fonctionnement qu'elles véhiculent en fonction-

nement normal, par une structure non supraconductrice avec laquelle elles sont réalisées d'une seule pièce, en cas de perte temporaire de la supraconductivité. Ce mode de fonctionnement en "dérivation" procure une protection souhaitable pour la structure supraconductrice et ses

structures et circuits associés; cependant, la préserva-

tion d'un flux de courant pratiquement ininterrompu, de cette manière, peut masquer ou supprimer des variations de flux de courant qui fourniraient autrement des signaux

d'alarme significatifs de conditions anormales ou in-

désirables affectant les paramètres critiques.

Pour ces raisons, il est souhaitable de détecter des variations des paramètres critiques de

température et de force du champ magnétique dans l'environ-

nement immédiat d'un supraconducteur, dès que possible, et d'anticiper des variations de ces paramètres qui peuvent

conduire à la perte de la supraconductivité.

Un objet de l'invention est donc de proposer un capteur capable de fonctionner dans l'environnement normal

de travail d'un câble supraconducteur.

Un autre objet de l'invention est de proposer une structure de conducteur de capteur faisant appel à une matière supraconductrice qui est particulièrement adaptée à une utilisation à proximité immédiate d'un supraconducteur véhiculant un courant afin de détecter des variations dans

les paramètres critiques ambiants.

Un autre objet encore de l'invention est de proposer un ensemble comportant des moyens destinés à générer des signaux représentatifs de variations dans les paramètres critiques de l'environnement immédiat d'un supraconducteur. Un autre objet encore de l'invention est de proposer un ensemble du type décrit, qui est capable de produire des signaux représentatifs de variations de la

température et du champ magnétique entourant un supracon-

ducteur avant que ce dernier ne réagisse de façon nuisible

à de telles variations.

D'autres objets de l'invention comprennent les techniques pour la production du fil qui doit être utilisé

pour le conducteur du capteur supraconducteur.

La présente invention permet la fabrication d'un fil supraconducteur en des dimensions de fils fins de faible diamètre, possédant une flexibilité, une ductilité et une malléabilité appropriées et qui évitent les problèmes, rencontrés jusqu'à présent, de fragilité, de friabilité, d'exposition indésirée à l'atmosphère et autres, afin de rendre possible la formation d'un fil supraconducteur de faible diamètre pour une utilisation de plus en plus demandée. Le fil de l'invention peut être traité largement à la manière d'un fil classique avant sa mise en place et son sous-refroidissement habituel dans un environnement de travail. Dans d'autres applications, ces fils fins en matière supraconductrice sont adaptés

uniquement à une utilisation en tant que capteurs supracon-

ducteurs pour la détection de variations soit du champ magnétique critique entourant un supraconducteur portant un

courant, soit de la température critique de ce supraconduc-

teur. A cet effet, l'invention englobe l'utilisation de techniques qui n'étaient utilisées jusqu'à présent que dans la fabrication d'éléments conducteurs de thermocouples ou de chauffage à résistance, gainés. En adaptant de façon inédite ces éléments à la fabrication de supraconducteurs,

les résultats très souhaitables et recherchés de l'inven-

tion sont obtenus. La structure de conducteur de capteur de l'invention est caractérisée par un noyau en matière supraconductrice, un corps en matière isolante qui entoure le noyau et une gaine extérieure en matière malléable entourant le corps isolant, afin d'assurer la résistance et l'intégrité structurales. La matière supraconductrice est caractérisée par une température critique et un champ magnétique critique qui lui font modifier son état

supraconducteur en réponse à des variations de sa tempéra-

ture ambiante et de son champ magnétique avant que ces variations n'affectent notablement un supraconducteur portant un courant avec lequel la matière supraconductrice

est assemblée pour être utilisée.

Un ensemble de détection conforme à l'invention comprend un conducteur de capteur supraconducteur relative- ment petit et léger, dont le but principal et la conception ne sont pas de transporter des courants de charge intenses, avec une aptitude faible ou nulle à la dérivation, placé à proximité étroite d'un supraconducteur parcouru par un courant intense; une source de courant électrique connectée de façon à établir un flux de courant électrique d'énergie relativement basse entre les extrémités du conducteur du capteur d'une manière connue (un voltmètre pourrait lui être substitué); et un dispositif indicateur destiné à contrôler le flux de courant électrique dans le conducteur du capteur afin d'y détecter des variations qui sont représentatives de variations des paramètres critiques

de l'environnement entourant l'ensemble.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'un câble à thermocouple supraconducteur classique, avec coupe partielle, dans le processus de fabrication utilisant une filière de formage conforme à l'art antérieur; - la figure 2 est une vue partielle en perspective d'un câble de capteur conforme à l'invention, avec coupe partielle, dans le processus de réalisation dans une filière de formage; - la figure 3 est une élévation schématique

d'un ensemble à câble de capteur comprenant un supraconduc-

teur parcouru par un courant et un circuit associé de détection conforme à l'invention; et - la figure 4 est une élévation schématique d'une autre forme de réalisation de l'invention utilisant des capteurs supraconducteurs indépendants multiples, disposés sur la longueur d'un supraconducteur parcouru par un courant, en association avec un conducteur omnibus à film mince formé sur la gaine extérieure du conducteur

parcouru par un courant.

En référence à présent de façon spécifique aux dessins, on peut voir la figure 1 qui représente une longueur classique d'un câble 10 de thermocouple, gainé et isolé, comprenant deux fils conducteurs espacés 14, 16 maintenus à distance l'un de l'autre par et dans un corps en matière isolante comprimée, logé dans une gaine

extérieure 12. Les conducteurs 12, 14, pour des applica-

tions à des thermocouples, sont formés de métaux différents tels que des alliages "Alumel" et "Chromel", tandis que le corps isolant peut être formé d'une matière classique compressible convenable et quelconque telle que des granules d'oxyde de magnésium et d'oxyde d'aluminium. La gaine extérieure 12 est habituellement formée d'un métal malléable tel que du cuivre, qui est initialement d'un diamètre supérieur à celui du câble fini, afin de faciliter l'insertion et la mise en position des conducteurs 14, 16,

et le remplissage et la compression de la matière isolante.

Dans la fabrication classique de tels câbles, le diamètre

initial plus grand de la gaine est réduit, après l'inser-

tion des conducteurs 14, 16 et de la matière isolante, par étirage de l'ensemble composite à travers une ou plusieurs filières de "réduction" ou "étirage", telles que celles montrées à titre illustratif en 18 sur la figure 1. Le produit de sortie de la filière 18 est un câble ou conducteur fini 30 d'un diamètre prédéterminé et souhaité,

comme montré sur la figure 1.

Avec certaines variations qui apparaîtront aisément à l'homme de l'art, les techniques de formation du câble antérieur, décrites dans le paragraphe précédent, ont été appliquées à la fabrication de câbles ou de conducteurs pour des éléments chauffants électriques destinés à des fours et à des chauffe-eau, câbles ou conducteurs dans lesquels le fil conducteur inséré est un élément à résistance maintenu à distance de luimême et de la gaine extérieure par un corps de matière isolante comprimée de remplissage. Dans la présente invention, ces techniques de fabrication ont été appliquées à la fabrication d'un câble capteur destiné à détecter des variations de la température et du champ magnétique entourant un supraconducteur. Comme montré sur la figure 2, un tel câble capteur comprend une âme convenable 40 en matière supraconductrice, qui peut

être initialement sous la forme d'une tige ou de par-

ticules. L'âme 40 peut être entourée par et supportée dans un corps de matière isolante compressible 44 qui peut être toute matière appropriée et connue telle que de l'argent,

de l'oxyde de magnésium, de l'oxyde d'aluminium ou autre.

Dans le cas d'un capteur de supraconducteur, l'élément 44 peut être soit un conducteur électrique, soit un isolant électrique. Dans le cas d'un élément chauffant ou d'un

thermocouple, l'élément 44 doit être un isolant électrique.

La présente invention adapte cette technique à la fabrication de supraconducteurs dans lesquels, à titre illustratif comme montré sur la figure 2, une matière supraconductrice appropriée, cristalline ou fibreuse, en particules ou non, possédant des caractéristiques de flexion ou de fragilité, indiquée en 40, est reçue dans une gaine extérieure 42 en métal. La matière supraconductrice, avec ou sans couche isolante compressible 44, peut être aisément chargée dans une longueur quelconque de tube 42 de plus grand diamètre, par exemple dans un tube relativement gros de 2,5 cm de diamètre, et ensuite étirée à travers une filière comme indiqué en 18, afin de réduire le

diamètre du supraconducteur gainé ou revêtu et de l'al-

longer sensiblement. Des étapes appropriées de recuit peuvent être associées à l'étirage et à la réduction de manière connue et pour faciliter le passage en filière du métal de la gaine. Un élément à gaine extérieure 42, formé de cuivre ou d'un autre métal malléable convenable, ou d'acier

inoxydable, contient l'âme et l'isolant et assure l'in-

tégrité structurale et le support physique pour le câble capteur composite. Un câble capteur fabriqué de cette manière peut être réduit par étirage à travers une filière ou plusieurs filières d'étirage telles que représentées en 18 sur la figure 2 et, comme mentionné précédemment, il peut être amené à toute petite dimension appropriée et

souhaitée d'un fil fin. Un tel câble capteur supraconduc-

teur réagit rapidement et de façon sensible à des varia-

tions des conditions de température ambiante et de force du

champ magnétique.

Dans cette autre application de cette technique pour former un fil supraconducteur à utiliser en tant que capteur, la matière supraconductrice en forme de tige ou de particules est entourée d'une couche isolante. Des matières convenables pour la couche isolante comprennent de l'argent, de l'oxyde de magnésium, de l'oxyde d'aluminium (matières compressibles); du "Téflon", du Peak (matières non compressibles); ou des matières analogues. Une couche extérieure enveloppante de matière, de cuivre ou d'autres matières malléables, est utilisée pour contenir l'âme et la couche isolante. La couche isolante non seulement protège la matière supraconductrice des effets de la vapeur d'eau

et de l'oxygène ainsi que des contaminations atmosphé-

riques, mais empêche ainsi le supraconducteur d'être contaminé par la couche protectrice extérieure/de support durant la réduction et tout processus nécessaire de chauffage/recuit/frittage. Lorsqu'une couche isolante compressible est utilisée, le capteur peut être assemblé,

l'âme en matière supraconductrice avec l'isolant compres-

sible entouré d'une gaine, puis soumis à une réduction de diamètre étant passé à travers une succession de filières réductrices. Lorsqu'une couche isolante non compressible est utilisée, on peut assembler le capteur en réduisant d'abord le diamètre de l'âme en matière supraconductrice en

la faisant passer à travers une série de filières réductri-

ces. Le fil de l'âme supraconductrice est ensuite revêtu d'une couche isolante non compressible et est placé dans une gaine qui est ensuite soumise à une réduction de diamètre par passage à travers une filière pour "resserrer" la gaine sur le fil de l'âme supraconductrice revêtu de la couche isolante. Dans chaque cas o le fil de l'âme supraconductrice conserve sa propre intégrité et présente les propriétés de flexibilité, l'enveloppement dans une gaine extérieure peut ne pas être nécessaire pour son

utilisation en tant que capteur.

Par exemple, des câbles capteurs convenables peuvent être fabriqués conformément aux exemples et commentaires suivants:

EXEMPLE 1

Une longueur de 30 cm d'une matière supracon-

ductrice Cu/Nb47% de Ti, ayant un diamètre extérieur de 5,994 mm, est étirée à travers une série de 45 filières, avec une réduction de 15% dans chacune d'elles, jusqu'à une dimension finie de 0,160 mm. On fait ensuite passer ce fil dans une machine d'extrusion de matière plastique et on

dépose un revêtement de "Téflon" de 0,076 mm sur le fil.

60 m de ce fil sont formés en boucle pour constituer une longueur de 30 m. Ce fil en boucle est ensuite placé à l'intérieur d'un tube de cuivre d'un diamètre extérieur de 1,270 mm et d'une épaisseur de paroi de 0,089 mm, ainsi que d'une longueur d'environ 24 m. L'ensemble combiné formé par la boucle et la gaine de cuivre est étiré jusqu'à un diamètre de 1,016 mm en deux passes d'étirage dans une première filière de 1,092 mm et une seconde filière de 1,016 mm, avec une longueur finale de 30 m. La gaine de cuivre est fermée par soudage à l'extrémité de la boucle du supraconducteur revêtu de "Téflon"

EXEMPLE 2

Une longueur de 30 cm d'un tube d'argent ayant un diamètre extérieur de 4, 750 mm, avec une épaisseur de paroi de 0,508 mm, dont une extrémité est fermée par soudure, est remplie de particules (2 à 5 micromètres) de YBa2Cu307_x (123). L'extrémité ouverte du tube est fermée par sertissage et le tube est ensuite placé dans une longueur de 30 cm d'un tube de cuivre ayant un diamètre extérieur de 6,350 mm et un diamètre intérieur de 4,826 mm, dont une extrémité est fermée par une soudure. Le

tube d'argent est inséré, son extrémité soudée la première.

Le tube de cuivre est ensuite fermé par pincement. Les tubes composites sont ensuite étirés à un diamètre extérieur de 0,152 mm au moyen de 46 filières produisant une réduction de 15% de chaque passe de filière. Un tronçon de 60 m du tube composite de cuivre et d'argent, contenant les particules de YBa2Cu307_x, est formé en boucle sur un tronçon de 30 m et il est enfilé sur des pastilles d'oxyde de magnésium de 5 cm de longueur, à deux trous, avec un diamètre extérieur de 0,813 mm ayant 0,008 trous. Le chapelet de 30 m est inséré dans un tube de cuivre ayant un diamètre extérieur de 1,054 mm et un diamètre intérieur de 0,864 mm. Une longueur de 15 cm de pastilles d'oxyde de magnésium solide, d'un diamètre extérieur de 0,813 mm, est insérée contre l'extrémité en boucle de l'ensemble. Le tube est à présent profilé en pointe pour réduire l'extrémité sur une courte distance afin qu'elle s'ajuste dans une filière d'étirage de 0,889 mm. L'ensemble est à présent étiré au diamètre extérieur de 0,0889 mm. L'ensemble est raccourci depuis l'extrémité de la boucle jusqu'à moins de

12,7 mm de la boucle, puis le tube est fermé par soudage.

L'extrémité opposée est dénudée, laissant les deux bouts de

conducteurs dépasser d'au moins 7,5 cm au-delà de l'ex-

trémité du tube pour des connexions électriques. L'ensemble est ensuite tiré à travers un four à recuire à 510 C, juste au-dessous du point de fusion du tube d'argent (516 C) pour

fritter la poudre de YBa2Cu307_x.

La réduction peut être de l'ordre de 400 jusqu'à 10 000 fois, produisant ainsi un supraconducteur analogue à un fil de 0,254 mm de diamètre. Il est évident

que l'on peut obtenir d'autres faibles diamètres. Cepen-

dant, en procédant ainsi, on améliore notablement la facilité de fabrication en utilisant des étapes de remplissage et de réduction et, ce qui est aussi important, la matière supraconductrice à présent enveloppée est protégée de l'atmosphère ambiante avant et pendant l'utilisation, ce qui évite une dégradation de la matière

ou son attaque.

De la même manière, la gaine métallique ductile, qui est de très faible épaisseur, permet un refroidissement et un sous-refroidissement de la matière

supraconductrice lors de son utilisation.

On voit qu'avec des réductions de filières d'étirage atteignant 10 000 fois, on obtient de grandes longueurs de fil supraconducteur et, en outre, que son épaisseur réelle ne possède pas le caractère critique

propre aux résistances ou aux éléments chauffants électri-

ques, par exemple, du fait de ses caractéristiques de supraconductivité et d'absence, pratiquement, de résistance

pour le but prévu ici.

Les matières supraconductrices particulières à envelopper et allonger ne sont pas essentielles pour le concept de l'invention, hormis le fait qu'elles doivent être adaptées aux techniques prévues de remplissage sous gaine et de compression-allongement ou de dépôt de

film mince. Ainsi, par exemple, les matières supracon-

ductrices qui peuvent être traitées par l'invention

comprennent celles qui travaillent à de basses tempéra-

tures, telles que celle de l'hélium liquide (4,2K), et jusqu'à des températures élevées, égales ou supérieures à celle de l'azote liquide (90K). De telles matières comprennent des composés niobium-étain et niobium-titane (4,2K) sous forme filamentaire ou autre, Nb3Ge (23K), des oxydes frittés de La-Ba-Cu-O (30K), des perovskites (35K), A1BlCu307 et (AxBIx)CO4 o A représente des éléments des terres rares ou l'yttrium et B représente des éléments alcalino-terreux tels que Ca, Sr et Ba, Y1Ba2Cu3Ox avec x proche de 7 (91K), K2N1F4 et des composés céramiques avec

du bismuth et du thallium (125K).

Lorsqu'un câble capteur de finesse et de sensibilité appropriées est assemblé à proximité immédiate sur un câble supraconducteur parcouru par un courant, avec un circuit électrique et des moyens à signaux du type décrit ici et représenté schématiquement sur la figure 3, le câble capteur réagit aisément à des variations de la température ambiante et du champ magnétique -entourant le supraconducteur portant un courant et donne des indications de telles variations, de la manière suivante: En référence à la figure 3, un câble capteur 51, ayant une température critique et un champ magnétique

critique égaux ou inférieurs à ceux du câble supraconduc-

teur portant un courant, sur lequel il est assemblé, est monté à proximité d'un câble supraconducteur 55 parcouru par un courant, parallèlement à ce câble et sensiblement

sur son étendue. Le capteur 51 peut être un câble conduc-

teur simple disposé de façon à former une boucle sensible-

ment continue s'étendant d'un emplacement 61 sur le supraconducteur 55 jusqu'à un second emplacement éloigné 63, puis revenant au premier emplacement 61, afin que les bornes 62, 64 aux extrémités opposées du capteur 51 soient toutes accessibles à des connexions électriques au premier emplacement. Un ensemble capteur électrique/détecteur

conforme à l'invention comprend des moyens 60 d'alimenta-

tion en énergie destinés à faire circuler un courant électrique de valeur connue dans le câble capteur 51 qui fonctionne en mode supraconducteur; par suite de cet agencement, des variations de la résistance électrique du capteur supraconducteur, provoquées par des variations de

la température ou de force du champ magnétique de l'en-

vironnement entourant immédiatement le capteur et le câble supraconducteur porteur de courant avec lequel il est assemblé, font varier le flux de courant connu dans le capteur par rapport à sa valeur prédéterminée, et ceci donne une indication que des variations sont apparues dans l'environnement ambiant. Le flux de courant et ses variations peuvent être contrôlés par tout dispositif

convenable 65 de mesure/détection de sensibilité ap-

proprié, tel qu'un ampèremètre numérique de conception connue. Similairement, l'alimentation 60 en énergie, qui fournit le flux de courant connu, peut être toute source convenable d'alimentation à courant régulé, de conception connue et disponible dans le commerce. Le câble capteur 51, essentiellement, soit permet un flux de courant car il

fonctionne à sa température critique ou son champ magnéti-

que critique pour l'état supraconducteur, soit n'est parcouru par aucun courant car le câble supraconducteur oppose une résistance totale au flux de courant en dehors

de la température critique et du champ magnétique critique.

En variante, les extrémités 62 et 64 à bornes du câble capteur 51 peuvent être placées en des points différents le

long du supraconducteur 55 portant un courant.

La figure 4 représente un supraconducteur 101 portant un courant, comportant un film mince de matière conductrice ordinaire 102 définissant une bande omnibus conductrice le long de la gaine extérieure 104. La bande omnibus 102 peut être formée aisément par des techniques bien connues de dépôt ou de formation de film telles que celles qui sont largement utilisées dans le domaine des circuits imprimés. Des bandes de matière supraconductrice 106, qui peuvent être formées et déposées par des techniques similaires, sont placées sur la surface de la bande omnibus 102 à intervalles sur sa longueur. Chaque bande 106 est couplée électriquement à la bande omnibus 102 en un point donné tel que 108, et plusieurs fils conducteurs

ordinaires 112 sont couplés aux bandes 106 en un emplace-

ment séparé 110 sur chaque bande. Une alimentation 114 en énergie est couplée de façon à faire circuler un courant électrique dans les bandes au moyen de la bande omnibus 102 et des conducteurs 112. En particulier, une borne de l'alimentation 114 en énergie est couplée à la bande omnibus, et l'autre borne est couplée, successivement, aux conducteurs 112 par l'intermédiaire d'un dispositif détecteur 116 et d'un commutateur de séquence 118. Comme décrit précédemment, le moyen détecteur 116 indique des variations du flux de courant passant dans chaque bande supraconductrice 106, suivant la position du commutateur 118. Dans des conditions ambiantes normales pour un tel assemblage, la résistance des bandes 106 est très basse et le flux de courant prédéterminé reste inchangé. Lorsque la température ambiante ou le champ magnétique ambiant dépasse les valeurs critiques pour les bandes 106, une ou plusieurs de ces bandes perdent leur aptitude à la supraconduction, ce qui accroît leur résistance, laquelle approche de "l'infini", et ce qui indique la position d'une anomalie au moyen d'un signal provenant du détecteur 116 de

courant, et de la position du commutateur 118. Le com-

mutateur 118 et le détecteur 116 peuvent être tout dispositif convenable disponible dans le commerce, existant

sous diverses formes.

Bien qu'une forme particulière de réalisation de l'invention ait été décrite jusqu'à présent, il est évident à l'homme de l'art que de nombreuses autres formes de réalisation et des formes de réalisation différentes sont possibles dans le cadre de l'invention, par exemple un ensemble dans lequel un capteur à conducteur simple s'étend d'un premier emplacement sur le supraconducteur porteur de courant et aboutit à un second emplacement, plus éloigné, et le courant connu et prédéterminé est amené à circuler à travers le capteur depuis son premier emplacement jusqu'à une connexion de masse à l'extrémité du câble capteur

située à l'emplacement éloigné.

Dans une autre forme de réalisation encore d'un ensemble capteur, le câble capteur peut comprendre deux conducteurs identiques isolés électriquement l'un de l'autre, mais logés dans une gaine extérieure commune à la manière des fils dissemblables d'un thermocouple, montrés dans l'illustration de l'art antérieur de la figure 1; un tel capteur s'étend le long d'un supraconducteur porteur de courant, à partir d'un premier emplacement, de la manière déjà décrite en détail ici, et les conducteurs identiques sont reliés électriquement l'un à l'autre à une extrémité du capteur, afin qu'un trajet électrique continu passe par les deux conducteurs en parcourant l'un des conducteurs dans un sens le long du supraconducteur et en revenant par l'autre conducteur dans l'autre sens, à la manière de la boucle continue décrite précédemment en regard de la figure 3. Des connexions électriques sur un capteur à boucle formé de cette manière ne diffèrent pas sensiblement des connexions et du circuit illustrés et décrits de façon

complète en référence à la figure 3.

Dans une autre forme de réalisation encore d'un ensemble capteur, le câble capteur peut comprendre une bande de matière isolante flexible sur laquelle est déposé, au moyen d'une technologie de circuits imprimés, un conducteur principal porteur de courant sur la longueur de

la bande; des dépôts discrets d'une matière supracon-

ductrice, ayant une température et un champ magnétique critiques égaux ou inférieurs à ceux du conducteur porteur de courant auquel le capteur est fixé, sont espacés sur la longueur de la bande; et des fils conducteurs individuels connectent chaque dépôt de matière supraconductrice à la fois au conducteur principal porteur de courant et à un dispositif détecteur et un commutateur de séquence.

Il est bien entendu que l'on peut utiliser plus d'un capteur dans l'ensemble, avec un supraconducteur unique, porteur de courant, dans le cadre de l'invention; les différents capteurs peuvent être réalisés de façon à s'étendre sur des parties différentes de la longueur d'un tel supraconducteur afin que chaque capteur fournisse des indications séparées de conditions régnant le long de portions séparées de la longueur. En outre, les capteurs multiples peuvent s'étendre sur différentes longueurs à partir d'un point sensiblement commun de départ, dans une disposition superposée, afin que l'on puisse déterminer la

position axiale approximative d'une variation des condi-

tions ambiantes le long du câble supraconducteur en notant quels sont les capteurs en chevauchement qui indiquent des conditions modifiées et quels sont ceux qui n'en indiquent pas. Un dispositif simple de contrôle/indication peut être utilisé en partage avec les capteurs multiples en étant couplé momentanément sur chacun d'eux suivant une séquence prédéterminée par des moyens de commutation séquentielle mécaniques ou électroniques, de toute conception connue et

disponible dans le commerce.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'ensemble décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (22)

REVENDICATIONS

1. Ensemble pour détecter des variations des conditions de champ magnétique ambiant et des conditions de température ambiante entourant un supraconducteur (55) portant un courant, lesquelles conditions sont associées au fonctionnement dudit supraconducteur, l'ensemble étant caractérisé en ce qu'il comporte un conducteur capteur (51) placé à proximité du supraconducteur portant un courant, à peu près parallèlement à ce supraconducteur, sur la longueur de celui-ci sur laquelle des variations des conditions de champ magnétique ambiant et des conditions de température ambiante doivent être détectées, le conducteur capteur comprenant une âme (40) en matière supraconductrice et une couche extérieure (42) en matière malléable entourant ladite âme, les caractéristiques de conductivité électrique du capteur pouvant être modifiées en réponse à des variations des champs magnétiques ambiants extérieurs et à des variations de la température extérieure ambiante associées au supraconducteur portant un courant, l'ensemble comportant en outre un moyen (60) destiné à engendrer une différence de potentiel entre les extrémités (62, 64) du conducteur capteur, et un moyen (65) de mesure à circuit électrique couplé au conducteur capteur afin de détecter des variations du flux de courant électrique entre les extrémités (62, 64) du conducteur capteur, lesquelles variations sont représentatives de variations de sa résistance électrique, induites par des variations des conditions de champ magnétique ambiant et des conditions de température ambiante associées au supraconducteur proche,

portant un courant.

2. Ensemble selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que le conducteur capteur, comportant ladite âme centrale en matière supraconductrice et ladite couche

extérieure malléable, est formé par étirage de ce conduc-

teur capteur à travers une filière (18) pour en réduire le

diamètre et comprimer la matière qu'il renferme.

3. Ensemble selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que le conducteur capteur, comprenant l'âme

centrale en matière supraconductrice et la couche ex-

térieure malléable, est formé par étirage dudit conducteur capteur à travers une série de filières pour en réduire le diamètre entre 400 à 10 000 fois afin d'y comprimer la matière.

4. Ensemble selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que la matière malléable du conducteur capteur est choisie dans le groupe comprenant le cuivre, le plomb,

l'argent, l'or, l'aluminium et l'acier inoxydable.

- 5. Ensemble selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que la matière de l'âme supraconductrice du conducteur capteur est choisie dans le groupe comprenant le

niobium-étain, le niobium-titane et YBa2Cu307_x.

6. Ensemble selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que le conducteur capteur est encastré dans le

supraconducteur portant un courant.

7. Ensemble selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que le capteur comprend une bande de matière isolante flexible sur laquelle sont imprimés un premier conducteur (104) portant un courant, connecté à la source d'énergie (114), et des seconds conducteurs (106) portant un courant, connectés par une extrémité au premier conducteur, les seconds conducteurs étant ensuite connectés séparément à des dépôts de matière supraconductrice espacés le long de la bande et connectés à un moyen détecteur (116)

par leur autre extrémité.

8. Ensemble pour détecter des variations des conditions de champ magnétique ambiant et des conditions de température ambiante entourant un supraconducteur (55) portant un courant, lesquelles conditions sont associées au fonctionnement dudit supraconducteur, l'ensemble étant caractérisé en ce qu'il comporte un conducteur capteur (51) placé à proximité du supraconducteur portant un courant, à peu près parallèlement à ce supraconducteur, sur la longueur de celui-ci sur laquelle des variations des conditions de champ magnétique ambiant et des conditions de température ambiante doivent être détectées, le conducteur

capteur comprenant une âme (40) en matière supracon-

ductrice, une couche intermédiaire (44) en matière isolante sensiblement concentrique à l'âme et l'entourant, et une couche extérieure (42) en matière malléable entourant ladite âme et la couche isolante, les caractéristiques de conductivité électrique du capteur pouvant être modifiées en réponse à des variations des champs magnétiques extérieurs ambiants et à des variations de la température extérieure ambiante associées au supraconducteur portant un courant, l'ensemble comportant en outre un moyen (60) destiné à engendrer une différence de potentiel entre les extrémités (62, 64) du conducteur capteur, et un moyen (65) de mesure à circuit électrique couplé au conducteur capteur afin de capter des variations du flux de courant électrique entre les extrémités (62, 64) du conducteur capteur, lesquelles variations sont représentatives de variations de sa résistance électrique, induites par des variations des conditions de champ magnétique ambiant et des conditions de température ambiante associées au supraconducteur proche,

portant un courant.

9. Ensemble selon la revendication 8, carac-

térisé en ce que le conducteur capteur, comportant l'âme

centrale en matière supraconductrice, la couche inter-

médiaire en matière isolante compressible et la couche

extérieure malléable, est formé par étirage de ce conduc-

teur capteur à travers une filière (18) afin d'en réduire

le diamètre et d'en comprimer la matière.

10. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que le conducteur capteur, comportant l'âme centrale en matière supraconductrice, est soumis à une réduction de diamètre en étant passé à travers une série de filières, puis l'âme réduite est revêtue d'une

couche intermédiaire (44) de matière isolante non compres-

sible, et, finalement, l'âme réduite et revêtue est placée dans ladite couche extérieure malléable (42), et le conducteur capteur composite est formé en étant étiré à travers une filière (18) destinée à réduire uniquement le diamètre de la couche extérieure malléable et à la mettre

en contact avec la matière qu'elle renferme.

11. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que la matière isolante du conducteur

capteur est une matière non conductrice.

12. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que la matière isolante non conductrice, non compressible du conducteur capteur est choisie dans le

groupe comprenant du "Téflon" et du "Peak".

13. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que la matière de l'âme du conducteur capteur est du NbTi et la matière de la couche isolante intermédiaire non compressible est du "Téflon", la matière de la couche extérieure malléable étant du cuivre, pour la détection de conditions de basse température extérieure ambiante.

14. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que la matière de l'âme du conducteur capteur consiste en des particules de YBa2Cu307_x, et la matière de la couche isolante intermédiaire compressible est de l'argent, la matière de la couche extérieure malléable étant du cuivre, pour la détection de conditions

de température extérieure ambiante élevée.

15. Procédé pour détecter des variations des conditions de champ magnétique et de température ambiantes, entourant un supraconducteur (55) portant un courant, caractérisé en ce qu'il consiste à placer un capteur supraconducteur (51) sensiblement parallèlement au

supraconducteur portant un courant et à proximité de celui-

ci, à engendrer une différence de potentiel électrique entre les extrémités (62, 64) du capteur supraconducteur, et à contrôler des variations du flux de courant électrique dans le capteur supraconducteur afin de détecter--des variations de sa résistance électrique, lesquelles variations reflètent des variations des conditions ambiantes de champ magnétique et de température entourant le supraconducteur portant un courant et le capteur

supraconducteur.

16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le capteur supraconducteur est

encastré dans le supraconducteur portant un courant.

17. Procédé de fabrication d'un conducteur capteur (51) destiné à détecter des variations des conditions ambiantes de champ magnétique et de température associées à un corps en matière supraconductrice (55) portant un courant, caractérisé en ce qu'il consiste à former un premier revêtement de matière isolante sur la surface extérieure du corps de matière supraconductrice, à

former un film mince de matière pour capteur supraconduc-

teur sur la surface extérieure du premier revêtement de matière isolante, à former un second film de matière isolante sur la surface extérieure du film mince de matière pour capteur supraconducteur afin de protéger ledit film mince, à appliquer une différence de potentiel électrique

entre les extrémités du film mince en matière supracon-

ductrice afin d'y faire circuler un courant électrique, et à mesurer des variations du flux du courant électrique dans le film mince pour détecter des variations de sa résistance électrique, lesquelles variations reflètent des variations

des conditions de champ magnétique ambiant et des condi-

tions de température ambiante associées au corps en matière

supraconductrice portant un courant.

18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le capteur comporte une bande de matière isolante flexible sur laquelle sont imprimés un premier conducteur (102) portant un courant, connecté à la source d'énergie (114), et des seconds conducteurs (106) portant un courant, connectés par une première extrémité au premier conducteur, les seconds conducteurs étant ensuite

connectés séparément à des dépôts de matière supracon-

ductrice espacés le long de la bande, et, par leur autre

extrémité, étant connectés à un détecteur (116).

19. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le film mince est déposé par des

techniques de projection de plasma.

20. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le film mince est déposé par des

techniques d'extrusion.

21. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le film mince est déposé par des

techniques de pulvérisation.

22. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le film mince est déposé par des

techniques de moulage par injection.