KR100978353B1

KR100978353B1 - 초전도 선재의 임계전류 측정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100978353B1
Application number: KR1020080009691A
Authority: KR
Inventors: 문승현; 이헌주; 정승욱; 양주생; 유권국; 김호겸; 하홍수
Original assignee: 주식회사 서남
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2010-08-30
Also published as: KR20090083722A

Abstract

본 발명은 긴 길이의 초전도 선재의 임계 전류 측정 장치에 관한 것이다. 임계전류의 측정 방식은 4-단자 법으로 구성되었고, 초전도 선재는 코일형태로 감겨있는 피딩 릴; 와인딩 릴; 극저온 냉매가 충전되어있는 하우징; 냉매의 보존 및 초전도 선재의 히팅 엘리먼트가 구비된 하우징 덮개와; 초전도 선재의 경로 이탈 방지 및 이송 경로의 가이드 역할을 하는 가이드 롤러와; 2 내지 4개의 롤러를 구비하고 각각의 롤러에 4-단자법에 의거한 단자 탭이 구성된다.

100미터 내지 수 km급으로 장선화된 초전도 선재의 연속적인 임계 전류 측정에 있어 4 롤러 구조를 사용함으로써 컴팩트한 장치를 제공하고, 임계 전류 측정에 있어 한 번에 측정할 수 있는 단위길이를 증가가 용이한 고속 임계전류 측정장치를 제공하는 것을 기술적 요지로 한다.

Description

초전도 선재의 임계전류 측정 장치 및 방법{method and apparatus for measuring critical current of Coated conductor}

본 발명은 초전도 선재(Coated conductor)의 임계 전류(Ic) 측정 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히 길이가 수 십 미터에서 수 킬로의 길이인 장선화된 초전도 선재의 임계 전류 및 전류 밀도 측정에 대해 콤팩트한 크기와 고속 측정 시스템에 관한 발명이다.

일반적으로 초전도 선재의 임계전류는 4-단자 법으로 처음과 끝에서 한 쌍의 전류 단자와 한 쌍의 전압 단자를 두어, 전류의 증가에 따른 전압의 변화 량을 측정하는 방식(End-to-end)으로 측정되고 있다. 이러한 방법은 초전도 선재를 일정한 지름을 가지는 드럼에 감아 고정시키고, 일 측에 전류 단자(I+), 전압 단자(V+)를 두고, 다른 일 측에 전압 단자 (V-), 전류 단자(I-)를 순서대로 배치하는 방법이다.

이러한 종래의 방법은 초전도 선재를 드럼에 감을 경우 권선과정에서 과도한 굽힘 또는 불균일한 인장 등에 의해 초전도 선재의 초전도 특성의 영향을 줄 수 있으며, 초전도 선재의 길이가 길어 질수록 더 큰 지름의 드럼 또는 더 길어진 드럼 이 사용되어야하므로 액체 질소 등의 극저온 유지비용이 증가와 기구물의 크기가 매우 커지는 등의 문제가 있다.

한편, 상기와 같은 드럼을 이용한 방법을 개선한 것으로서 선재를 일정한 크기의 릴 카세트에 코일의 형대로 일 측에 위치하고, 또 다른 릴 카세트를 두어 선재를 이동시키면서 단위 거리 마다 임계 전류 및 임계 전류 밀도를 측정하는 방식이 현재 사용되고 있다.

이러한 방법 역시 별도의 드럼이 사용되지 않아 인위적인 권선의 영향은 다소 감소하였으나, 단위 길이의 결정에 있었어 측정 속도와 극저온 유지 비용 및 측정장치의 크기는 속도와 비용적인 면을 비교할 때, 일정 수준 이상의 속도를 확보하기 위해서는 막대한 비용이 소요된다. 일 예로서 100m 길이의 초전도 선재의 임계전류를 측정할 경우, 전류 인가 속도를 초당 1A로 가정하면, 전압탭의 단자 거리가 1m일 때는 측정 시간은 5시간 이상 소요되고, 전압탭의 단자 거리가 5m일 때는 측정 시간은 1시간 미만으로 감소 된다. 결국, 측정 속도는 전압탭 단자의 거리, 즉 장치의 크기에 의존함을 알 수 있다. 따라서 상기와 같은 초전도 선재의 임계 밀도 측정 장치는 공간 활용적인 면으로나, 냉매의 사용량에 대해서 효율적인 측정 장치라 할 수 없다.

결국, 길이가 긴 초전도 선재의 임계전류 측정은 시간과 비용이 일정 수준이상으로 높고, 비효율적이므로, 본 발명에서는 장비의 크기를 가장 콤팩트 한 크기가 될 수 있게 하는 방법을 제시함으로써 극저온 유지비용을 최소화하고, 초전도 선재의 상태에 따라 임계전류 특성의 측정 단위길이를 수 센티미터에서 수 미터까지 임의로 조절할 수 있는 장치 및 방법을 제공함으로써 사용자의 선택에 따라 임계 전류 측정 속도를 고속 또는 저속으로 조절할 수 있다.

본 발명의 초전도 선재의 임계 전류 측정 장치는 임계전류 측정을 위한 초전도 선재가 감겨져 있는 피팅 릴; 임계 전류 측정이 끝난 초전도 선재가 감겨지는 와인딩 릴; 극저온 냉매가 채워져 있는 극저온공간을 갖는 챔버; 상기 챔버의 극저온공간에 설치되고, 상기 피팅 릴로부터 제공받은 초전도 선재를 상기 극저온 공간내에서 멀티턴시키기 위한 릴투릴 부재; 및 상기 릴투릴 부재에 의해 멀티턴되는 초전도 선재에 전류를 인가하여 전압을 측정하는 단자부재를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 릴투릴 부재는 상기 극저온공간의 4지점에 사각형태로 또는 2지점에 선형으로 배치되는 롤러들을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 롤러는 샤프트; 및 상기 샤프트에 설치되는 원통형의 몸체를 포함하되; 상기 원통형의 몸체는 초전도 선재가 헬릭스 형태로 멀티턴되도록 외주면을 따라 형성되는 복수의 홈을 갖는다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 단자부재는 상기 초전도 선재와 접촉하는 전류/전압의 단자탭들을 포함하되; 상기 단자탭들은 상기 롤러의 외주면과 동일한 반경을 갖고 상기 롤러에서 턴하는 초전도 선재와 접촉되는 호형상의 접촉면을 갖는다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 단자부재는 상기 단자탭이 초전도 선재와 접촉/비접촉되도록 상기 단자탭을 이동시키는 제1이동부재; 상기 릴투릴 부재의 롤러들에 감긴 턴 수에 따라 측정 길이를 조절할 수 있도록 상기 단자탭들의 위치를 변경시키는 제2이동부재를 더 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 릴투릴 부재는 상기 롤러에 감겨지는 초전도 선재와 상기 단자탭간의 접촉면적을 높이기 위해 상기 롤러에 180도 이상 감겨지도록 초전도 선재의 이송을 가이드하는 가이드 롤러들을 더 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 챔버는 초전도 선재가 들어오는 제1슬롯과, 초전도 선재가 빠져나가는 제2슬롯을 갖는 덮개; 초전도 선재가 와인딩 릴에 감겨지기 전에 초전도 선재를 가열하는 가열부재; 극저온 냉매가 공기와 접촉되지 않도록 상기 극저온 공간 상부로 불활성가스를 공급하는 공급포트를 더 포함한다.

본 발명의 초전도 선재의 임계 전류 측정 장치는 극저온 냉매가 채워져 있는 극저온공간을 갖는 챔버; 상기 챔버의 극저온공간에 설치되고, 외부로부터 제공받은 초전도 선재를 복수개의 롤러들을 통해 상기 극저온 공간내에서 멀티턴시키는 릴투릴 부재; 및 상기 릴투릴 부재의 롤러들을 따라 멀티턴되는 초전도 선재에 전류를 인가하여 전압을 측정하는 단자부재를 포함하되; 상기 롤러들 각각은 초전도 선재가 헬릭스 형태로 멀티턴되도록 외주면에 환형으로 형성되는 복수의 홈을 갖는 원통형의 몸체를 포함하며, 상기 단자부재는 상기 원통형의 몸체에 감겨진 상기 초전도 선재와 면 접촉하는 호형상의 접촉면을 갖는 전류/전압의 단자탭들을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 단자탭의 접촉면은 초전도 선재와의 접촉면적을 높이기 위해 상기 롤러의 홈과 동일한 반경으로 이루어지며, 상기 단자탭은 초전도 선재의 감긴 턴 수에 따라 측정 단위 길이를 조절 할 수 있다.

상기에서 상술한 구조에서 초전도 선재의 초전도 특성 즉, 임계 전류를 측정하는 장치에 있었어 본 발명의 효과는,

첫째, 롤러를 4각형으로 배치하고, 초전도 선재의 이송 결로를 헬릭스 형태로 1턴에서부터 수십 턴을 배치하여 최소 단위 부피에 최대 길이의 초전도 선재가 배치된다.

이러한 구조는 종래의 방법에 비해 획기적으로 작은 공간에서 임계 전류 측정의 단위 길이를 최대화 할 수 있고, 장치의 제작 및 점유면적의 감소뿐만 아니라, 균일한 극저온 상태의 유지 및 냉매의 사용량을 대폭 감소하는 각별한 효과를 갖는다.

둘째, 단자 탭의 접촉면 형상을 각각의 롤러의 반경과 동일하게 함으로써 단자 탭과 초전도 선재의 접촉면을 최대화한 구조이다. 이러한 구조는 극저온 환경에서 흔히 발생하는 금속의 열 수축에 의한 접촉 불량 현상을 최소화 할 수 있는 각 별한 효과를 갖는다.

셋쩨, 헬리컬 형태의 선재 이송 경로에서, 예를 들어 4 롤러 형태일 경우 일측의 제 1 롤러에서 전류탭(I+)를 두고, 제 2 롤러에 전압탭(V+), 제 3 롤러에 전압탭(V-), 제 4 롤러에 전류탭(I-)을 두어 제 2, 3, 4단자 탭의 위치를 이동 시킴으로써 초전도 선재가 각 롤러를 한 번 이동할 수 있는 최소단위 길이(1 turn)에서 헬레컬 형태로 경로를 증가시킬 경우 수 십 턴까지 측정 단위 길이를 증가시킬 수 있는 각별한 효과를 갖는다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 8을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초전도 선재의 임계전류 측정 장치를 보여주는 사시도이다. 도 2는 챔버 내부를 보여주기 위한 초전도 선재의 임계전류 측정 장치의 정단면도이다. 도 3은 챔버 내부를 보여주기 위한 초전도 선재의 임게전류 측정 장치의 측단면도이다. 도 4는 챔버 내부에 설치된 릴투릴 부재와 단자부재들을 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 초전도 선재의 임계전류 측정 장치(10)는 피딩 릴(Feeding Reel)(110), 와인딩 릴(Winding reel)(120), 챔버(200), 릴투릴 부재(300) 그리고 단자부재(400)를 포함한다.

피딩 릴(110)에는 임계전류 측정을 위한 초전도 선재(C)가 감겨져 있으며, 와인딩 릴(120)에는 임계 전류 측정이 끝난 초전도 선재가 감겨진다. 피딩 릴(110)과 와인딩 릴(120)은 챔버(200)의 상부에 위치되며 패널(130)에 회전 가능하게 설치된다. 피딩 릴(110)과 와인딩 릴(120)은 초전도 선재(C)가 공급되는 위치와 회수되는 위치가 상이하기 때문에 설치 높이가 상이함을 알 수 있다. 한편, 피딩 릴(110)과 와인딩 릴(120) 각각은 독립적으로 구동될 수 있으며, 패널(130) 뒷면에 이들을 구동하는 구동부(140)가 제공된다.

챔버(200)는 피딩 릴(110)과 와인딩 릴(120) 아래에 박스 형태로 위치되며, 그 내부에는 극저온 상태를 유지할 수 있는 냉매(액체 질소, 액체 헬륨 등)가 채워져 있는 극저온공간(210)을 갖는다. 챔버(200)는 초전도 선재를 초전도 동작온도 이하로 유지하는 것이 중요하며, 이를 위해 챔버(200)는 극저온 환경에서 수축 또는 깨짐이 없는 스테인레스 스틸로 이루어지는 내부 하우징(202)과, 스티로폼, PIR FOAM 등의 단열재(204) 그리고 알루미늄 및 철 등의 재질로 이루어지는 외부 하우징(206)의 3중 구조로 구성되는 것이 효과적이다. 챔버(200)의 일측에는 냉매의 제 충전이 가능한 냉매 포트(208)가 구비된다.

또한, 하우징의 덮개(220)는 초전도 선재의 피딩 및 와인딩 경로의 일부가 슬롯의 형태로 열려있고, 이를 제외한 대부분은 덮개(220)에 의해 닫혀져 있어 냉매의 증발을 최소화하는 것이 바람직하다. 챔버(200)의 덮개(220)에는 2개의 슬롯 이 제공된다. 하나는 피딩 릴(110)로부터 제공되는 초전도 선재가 들어오는 입구측에 해당되는 제1슬롯(222)이고, 다른 하나는 인계전류 측정이 끝난 초전도 선재가 챔버(200)로부터 빠져나오는 출구측에 해당되는 제2슬롯(224)이다.

챔버(200)는 덮개(220)와 인접한 상단측면에 불활성가스 공급포트(209)를 갖는다. 챔버(200)의 극저온 공간 상부에는 불활성가스 공급포트(209)를 통해 공급되는 불활성가스가 채워지게 되며, 이는 극저온 냉매가 공기와 접촉되지 않도록 하기 위함이다.

챔버(200)의 제2슬롯(224) 상에는 가열부재(230)가 설치된다. 가열부재(230)는 극저온 공간에서 빠져나오는 초전도 선재(C)를 가열하여, 극저온으로 냉각된 초전도 선재(C)가 외부의 수분과 접촉되기 전에 초전도 선재의 온도를 올려 성애 및 결로현상을 방지하는 역할을 한다. 가열부재(230)는 박스 형태의 케이스(232)와 그 내부에 히터 엘리먼트로서 할로겐 히터(234)를 갖는다. 케이스(232)의 일측에는 초전도 선재(C)가 빠져나가는 제3슬롯(233)이 형성되어 있으며, 초전도 선재는 할로겐 히터(234)에 의해 가열된 후 가열부재(230)의 제3슬롯(233)을 통해 빠져나간다. 즉, 가열부재(230)는 극저온으로 냉각된 초전도 선재의 온도를 올려 초전도 선재의 성애 및 결로현상을 방지한다.

릴투릴 부재(300)는 본원발명에서 가장 핵심적인 구성이라 할 수 있다. 릴투릴 부재(300)는 챔버(200)의 극저온공간에 설치된다. 릴투릴 부재(300)는 피팅 릴(110)로부터 제공받은 초전도 선재를 극저온 공간(210)내에서 멀티턴시키기 위한 것으로 4개의 롤러(310a,310b,310c,310d)들을 포함한다. 롤 러(310a,310b,310c,310d)들은 극저온공간의 4지점에 사각형태로 배치되며, 챔버 외부에 설치된 구동부(390)에 의해 초전도 선재(C)의 이송속도에 맞춰 회전될 수 있다. 롤러(310a,310b,310c,310d) 각각은 샤프트(312)와, 샤프트(312)에 설치되는 원통형의 몸체(314)를 포함한다. 주목할 점은, 초전도 선재가 헬릭스 형태로 멀티턴되도록 외주면을 따라 형성되는 복수의 홈(316)을 갖는 원통형 몸체(314)로 이루어진다는데 있다. 본 실시예에서는 10개의 홈(316)이 형성된 롤러를 일예로 설명하고 도시하였으나 이는 롤러에 형성되는 홈의 개수는 증가하거나 감소될 수 있다. 물론, 롤러에 형성되는 홈의 개수가 많을수록 초전도 선재의 턴 수를 증가시킬 수 있고 그에 따라 검사하고자 하는 초전도 선재의 단위 길이도 늘릴 수 있다.

롤러(310a,310b,310c,310d)들은, 제1슬롯(222)을 통해 제공되는 초전도 선재가 처음으로 감겨지는 제1롤러(310a) 그리고 제1롤러(310b) 아래에 위치되는 제2롤러(310b) 그리고 제1,2롤러(310a,310b)와 마주하는 제3,4롤러(310c,310d)로 구분할 수 있다. 초전도 선재는 제1롤러(310a), 제2롤러(310b), 제3롤러(310c) 그리고 제4롤러(310d)의 순서로 이송되며, 초전도 선재는 이러한 이송경로를 최소 1회에서 10회까지 헬릭스 형태로 감겨지면서 멀티턴된다. 이러한 턴 횟수가 증가될 수록 좁은 공간에서 단위 부피당 초전도 선재의 길이는 최대화할 수 있다.

본 실시예에서는 4개의 롤러(310a,310b,310c,310d)들을 배치하여 초전도 선재를 멀티 턴하였으나, 도 8에서 간략하게 보여주는 바와 같이, 2개 또는 4개 이상의 롤러(310a,310b,310c,310d,310e)들을 배치하여 초전도 선재를 멀티 턴시킬 수도 있다. 도 8에서는 도면 편의상 릴투릴 부재(300)만 도시하고, 단자부재는 생략하였 다.

단자부재(400)는 릴투릴 부재(300)에 의해 멀티턴되는 초전도 선재에 전류를 인가하여 전압을 측정하게 된다. 단자부재(400)는 초전도 선재와 접촉하는 전류/전압의 단자탭(410a.410b,410c,410d)들을 포함한다. 단자탭(410a.410b,410c,410d)들은 롤러의 외주면과 동일한 반경을 갖고 롤러에서 턴하는 초전도 선재와 접촉되는 호형상의 접촉면(412)을 갖는다. 단자탭의 접촉면(412)은 롤러의 몸체 외주면과 동일한 반경을 가지고, 롤러와 초전도 선재가 접촉되는 부분 즉, 롤러 구조에서는 롤러의 1/4에 해당하는 부분에 정확히 밀착된다.

도 7은 가이드 롤러들을 갖는 릴투릴 부재를 보여주는 도면이다.

도 7에서와 같이, 릴투릴부재(300)는 롤러(310a,310b,310c,310d)에 감겨지는 초전도 선재와 단자탭(410a.410b,410c,410d)간의 접촉면적을 높이기 위해 롤러(310a,310b,310c,310d)에 180도(1/2)까지 감겨지도록 초전도 선재의 이송을 가이드하는 가이드 롤러(380)들을 갖는다. 상기와 같은 방법으로 별도의 가이드롤러(380)들을 배치함으로써 단자 탭(410a.410b,410c,410d)과 초전도 선재의 접촉 면적을 최대 2 분의 1까지 증가시킬 수 있는 것이다. 이를 위해, 단자탭(410a.410b,410c,410d)의 접촉면이 넓어진 것을 알 수 있다.

단자탭(410a.410b,410c,410d)들은 양극/음극 전류의 단자탭과, 양극/음극 전압의 단자탭을 포함하는 것으로, 초전도 선재의 양끝에서 전류를 흘리면서 그 사이에서 전압을 측정하는 4-단자법을 사용하여 임계전류 값을 측정한다. 양극 전류(I+)의 단자탭(이하 제1단자탭;410a)은 제 1롤러(310a)에 배치되며, 양극 전 압(V+)의 단자탭(이하 제2단자탭;410b)은 제2롤러(310b)에 배치되고, 음극 전압(V-)의 단자탭(이하 제3단자탭;410c)은 제3롤러(310c)에 배치되며 마지막 음극 전류(I-)의 단자탭(제4단자탭;410d))은 제4롤러(310d)에 배치된다. 좀 더 구체적으로 살펴보면, 제1단자탭(410a)은 초전도 선재가 제1롤러(310a)에 첫 번째로 감겨지는 홈과 대응되게 위치되며, 제2단자탭(410b)은 초전도 선재가 제2롤러(310b)에 첫 번째로 감겨지는 홈과 대응되게 위치된다. 그리고 제3단자탭(410c)은 초전도 선재가 제3롤러(310c)에 마지막으로 감겨지는 홈과 대응되게 위치되며, 제4단자탭(410d)도 초전도 선재가 제4롤러(310d)에 마지막으로 감겨지는 홈과 대응되게 위치된다.

이들 4개의 단자탭(410a.410b,410c,410d)들은 초전도 선재가 릴투릴 부재(300)에서 이송하는 과정에서는 비접촉되어 있다가(도 2 참조), 이송이 완료되면 도 6에서와 같이 접촉된다. 이를 위해 단자탭(410a.410b,410c,410d)들 각각은 제1이동부재(420)와 연결된다. 도 5는 단자탭의 이동 구조를 설명하기 위한 도면이다. 제1이동부재(420)는 단자탭(410a.410b,410c,410d)을 각각의 해당 롤러 방향으로 전후 이동시키는 구동장치이다. 한편, 제1단자탭(410a)을 제외한 나머지 제2,3,4단자탭(410b,410c,410d)은 초전도 선재가 롤러에 감긴 턴 수에 따라 위치 조절이 가능하다. 이를 위해 단자부재(400)는 제2,3,4단자탭(410b,410c,410d)의 위치 이동을 위한 제2이동부재(430)를 포함한다. 제2이동부재(430)는 롤러의 길이방향으로 제2,3,4단자탭(410b,410c,410d)을 이동시키기 위하여 단자탭이 설치되는 베이스판(402)이 결합되는 리드스크류(432)와 가이드바(434)를 포함한다. 이러한 제2이동 부재(430)는 케이스(438) 내부에 설치된다. 리드 스크류(432)를 구동시키는 동력장치(433)는 챔버(200) 외부에 설치된다. 단자부재(400)는 제2이동부(430)재를 구비함으로써 초전도 선재의 최소 측정 단위 길이를 정수 배로 증가시킬 수 있기 때문에 측정 절차상 효율적인 측정방법을 제공할 수 있고, 또한 측정 속도를 증가시킬 수 있다.

한편, 상기와 같은 4 롤러 구조와는 달리 2개의 롤러 및 4개 이상의 롤러를 사용하는 방법 등에서도 초전도 선재를 롤러에 헬릭스 형태인 것을 기초로 본 발명에서와 같이 또는, 롤러 형태 등의 일정 형태의 전류 및 전압을 구비하여 응용가능 하다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초전도 선재의 임게전류 측정 장치를 보여주는 사시도이다.

도 2는 챔버 내부를 보여주기 위한 초전도 선재의 임게전류 측정 장치의 정단면도이다.

도 3은 챔버 내부를 보여주기 위한 초전도 선재의 임게전류 측정 장치의 측단면도이다.

도 4는 챔버 내부에 설치된 릴투릴 부재와 단자부재들을 보여주는 도면이다.

도 5는 단자탭의 이동 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 4개의 단자탭들이 초전도 선재에 접촉된 상태를 보여주는 도면이다.

도 8은 2개 또는 5개의 롤러를 갖는 릴투릴 부재를 보여주는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

110 : 피딩 릴

120 : 와인딩 릴

200 : 챔버

300 : 릴투릴 부재

400 : 단자부재

Claims

초전도 선재의 임계 전류 측정 장치에 있어서 :

임계전류 측정을 위한 초전도 선재가 감겨져 있는 피팅 릴;

임계 전류 측정이 끝난 초전도 선재가 감겨지는 와인딩 릴;

극저온 냉매가 채워지는 극저온공간을 갖는 챔버;

상기 챔버의 극저온공간에 설치되고, 상기 피팅 릴로부터 제공받은 초전도 선재를 복수개의 롤러들을 통해 상기 극저온 공간내에서 멀티턴시키기 위한 릴투릴 부재; 및

상기 릴투릴 부재에 의해 멀티턴되는 초전도 선재에 전류를 인가하여 전압을 측정하는 단자부재를 포함하되;

상기 롤러들 각각은

샤프트; 및

상기 샤프트에 설치되는 원통형의 몸체를 포함하되;

상기 원통형의 몸체는 초전도 선재가 헬릭스 형태로 멀티턴되도록 외주면을 따라 형성되는 복수의 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 초전도 선재의 임계 전류 측정 장치.
제1항에 있어서:

상기 롤러들은

상기 극저온공간의 4지점에 사각형태로 또는 2지점에 선형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 초전도 선재의 임계 전류 측정 장치.
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초전도 선재의 임계 전류 측정 장치에 있어서 :

임계전류 측정을 위한 초전도 선재가 감겨져 있는 피팅 릴;

임계 전류 측정이 끝난 초전도 선재가 감겨지는 와인딩 릴;

극저온 냉매가 채워지는 극저온공간을 갖는 챔버;

상기 챔버의 극저온공간에 설치되고, 상기 피팅 릴로부터 제공받은 초전도 선재를 복수개의 롤러들을 통해 상기 극저온 공간내에서 멀티턴시키기 위한 릴투릴 부재; 및

상기 릴투릴 부재에 의해 멀티턴되는 초전도 선재에 전류를 인가하여 전압을 측정하는 단자부재를 포함하되;

상기 단자부재는

상기 초전도 선재와 접촉하는 전류/전압의 단자탭들을 포함하되;

상기 단자탭들은

상기 롤러의 외주면과 동일한 반경을 갖고 상기 롤러에서 턴하는 초전도 선재와 접촉되는 호형상의 접촉면을 갖는 것을 특징으로 하는 초전도 선재의 임계 전류 측정 장치.
제4항에 있어서:

상기 단자부재는

상기 단자탭이 초전도 선재와 접촉/비접촉되도록 상기 단자탭을 이동시키는 제1이동부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 선재의 임계 전류 측정 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서:

상기 단자부재는

상기 릴투릴 부재의 롤러들에 감긴 턴 수에 따라 측정 길이를 조절할 수 있도록 상기 단자탭들의 위치를 변경시키는 제2이동부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 선재의 임계 전류 측정 장치.
제4항에 있어서:

상기 릴투릴 부재는

상기 롤러에 감겨지는 초전도 선재와 상기 단자탭간의 접촉면적을 높이기 위해 상기 롤러에 180도 이상 감겨지도록 초전도 선재의 이송을 가이드하는 가이드 롤러들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 선재의 임계 전류 측정 장치.
제1항에 있어서:

상기 챔버는

초전도 선재가 들어오는 제1슬롯과, 초전도 선재가 빠져나가는 제2슬롯을 갖는 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 선재의 임계 전류 측정 장치.
초전도 선재의 임계 전류 측정 장치에 있어서 :

임계전류 측정을 위한 초전도 선재가 감겨져 있는 피팅 릴;

임계 전류 측정이 끝난 초전도 선재가 감겨지는 와인딩 릴;

극저온 냉매가 채워져 있는 극저온공간을 갖는 챔버;

상기 챔버의 극저온공간에 설치되고, 상기 피팅 릴로부터 제공받은 초전도 선재를 상기 극저온 공간내에서 멀티턴시키기 위한 릴투릴 부재; 및

상기 릴투릴 부재에 의해 멀티턴되는 초전도 선재에 전류를 인가하여 전압을 측정하는 단자부재를 포함하되;

상기 챔버는

극저온 공간에서 극저온으로 냉각된 초전도 선재가 대기중에 노출되기 전에 초전도 선재를 가열하는 가열부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 선재의 임계 전류 측정 장치.
초전도 선재의 임계 전류 측정 장치에 있어서 :

임계전류 측정을 위한 초전도 선재가 감겨져 있는 피팅 릴;

임계 전류 측정이 끝난 초전도 선재가 감겨지는 와인딩 릴;

극저온 냉매가 채워져 있는 극저온공간을 갖는 챔버;

상기 챔버의 극저온공간에 설치되고, 상기 피팅 릴로부터 제공받은 초전도 선재를 상기 극저온 공간내에서 멀티턴시키기 위한 릴투릴 부재; 및

상기 릴투릴 부재에 의해 멀티턴되는 초전도 선재에 전류를 인가하여 전압을 측정하는 단자부재를 포함하되;

상기 챔버는

극저온 냉매가 공기와 접촉되지 않도록 상기 극저온 공간 상부로 불활성가스를 공급하는 공급포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 선재의 임계 전류 측정 장치.
초전도 선재의 임계 전류 측정 장치에 있어서 :

극저온 냉매가 채워져 있는 극저온공간을 갖는 챔버;

상기 챔버의 극저온공간에 설치되고, 외부로부터 제공받은 초전도 선재를 복수개의 롤러들을 통해 상기 극저온 공간내에서 멀티턴시키는 릴투릴 부재; 및

상기 릴투릴 부재의 롤러들을 따라 멀티턴되는 초전도 선재에 전류를 인가하여 전압을 측정하는 단자부재를 포함하되;

상기 롤러들 각각은

초전도 선재가 헬릭스 형태로 멀티턴되도록 외주면에 환형으로 형성되는 복수의 홈을 갖는 원통형의 몸체를 포함하며,

상기 단자부재는

상기 원통형의 몸체에 감겨진 상기 초전도 선재와 면 접촉하는 호형상의 접촉면을 갖는 전류/전압의 단자탭들을 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 선재의 임계 전류 측정 장치.
제11항에 있어서:

상기 단자탭의 접촉면은 초전도 선재와의 접촉면적을 높이기 위해 상기 롤러의 홈과 동일한 반경으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초전도 선재의 임계 전류 측정 장치.
제11항에 있어서:

상기 단자탭은 초전도 선재의 감긴 턴 수에 따라 측정 단위 길이를 조절 할 수 있는 것을 특징으로 하는 초전도 선재의 임계 전류 측정 장치.
초전도 선재의 임계 전류 측정 방법에 있어서 :

피팅 릴에 감겨져 있는 초전도 선재를 극저온 냉매가 채워져 있는 챔버의 극저온공간으로 공급하는 단계;

상기 챔버의 극저온공간으로 공급된 선재를 복수의 롤러들을 통해 멀티턴시키는 단계;

상기 복수의 롤러들에 의해 멀티턴된 초전도 선재의 양끝에서 2개의 전류탭을 통해 전류를 흘리면서 그 사이에서 2개의 전압탭을 통해 전압을 측정하는 4-단자법을 사용하여 임계전류값을 측정하는 단계;

임계전류 측정이 끝난 초전도 선재를 상기 챔버로부터 반출하여 와인딩 릴에 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 선재의 임계 전류 측정 방법.
제14항에 있어서,

상기 임계전류값을 측정하는 단계에서

상기 전류탭 및 상기 전압탭은 초전도 선재의 감긴 턴 수에 따라 측정 단위 길이를 조절 할 수 있는 것을 특징으로 하는 초전도 선재의 임계 전류 측정 방법.
제14항에 있어서,

상기 임계전류 측정이 끝난 초전도 선재가 상기 챔버로부터 반출되어 대기중에 노출되기 전에 초전도 선재를 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 선재의 임계 전류 측정 방법.
제14항에 있어서,

상기 임계전류값을 측정하는 단계에서;

상기 전류탭들과 상기 전압탭들은 초전도 선재가 상기 롤러들에 의해 이송하는 과정에서는 초전도 선재로부터 이격되고, 이송이 완료되면 초전도 선재와 접촉되는 것을 특징으로 하는 초전도 선재의 임계 전류 측정 방법.