KR101142542B1 - sample holder for Joule heat decrease - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초전도 특성 측정장치에 결합되는 시편 홀더에 관한 것으로서, 1단냉각부 및 2단냉각부로 이루어진 초전도 특성 측정장치에 결합되는 시편 홀더에 관한 것으로서, 반원통형으로 형성되고, 상기 2단냉각부 헤드에 결합되어 시편을 냉각시키며, 일측에 시편이 안착되는 시편받침대가 형성된 시편냉각받침부와; 반원통형으로 형성되고, 상기 시편냉각받침부 상측부에 결합되며, 양극줄열감소대가 형성되어 시편에 냉기 및 전류를 전달하는 양극터미널과; 반원통홈 형태로 형성되고, 상기 시편냉각받침부 하측부에 결합되며, 음극줄열감소대가 형성되어 시편에 냉기를 전달하고, 상기 양극터미널로부터 전달된 전류가 흘러 나가도록 형성된 음극터미널;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 줄열 감소를 위한 시편 홀더를 기술적 요지로 한다. 이에 의해 전체적으로 길이 방향으로 긴 원통형으로 형성되어 마그네트의 보아 중심에 위치가 가능하여 자장에 따른 시편의 특성 측정이 가능하며, 보아의 직경이 작고 중심 자장까지의 길이가 긴 경우에도 줄열 발생을 최소화할 수 있어 정확한 초전도 특성 측정이 가능한 이점이 있다.The present invention relates to a specimen holder coupled to a superconducting characteristic measuring apparatus, and to a specimen holder coupled to a superconducting characteristic measuring apparatus including a first stage cooling unit and a second stage cooling unit, and formed in a semi-cylindrical shape, wherein the two stage cooling unit A specimen cooling support portion coupled to the head to cool the specimen and having a specimen support on which one side of the specimen is seated; A positive electrode terminal formed in a semi-cylindrical shape, coupled to an upper portion of the test piece cooling support part, and formed with a positive electrode row reduction band to transfer cold air and current to the test piece; It is formed in the shape of a semi-cylindrical groove, coupled to the lower portion of the specimen cooling receiving portion, the cathode heat reduction zone is formed to deliver cold air to the specimen, the cathode terminal formed to flow the current transmitted from the anode terminal; Specimen holder for reducing joule heat, characterized in that the configuration is a technical gist. As a result, it is formed in a cylindrical shape that is long in the longitudinal direction, and can be positioned at the center of the bore of the magnet. Therefore, it is possible to measure the characteristics of the specimen according to the magnetic field, and to minimize the generation of joule heat even when the bore diameter is small and the length to the central magnetic field is minimized. The advantage is that accurate superconductivity characteristics can be measured.

Description

줄열 감소를 위한 시편 홀더{sample holder for Joule heat decrease}Sample holder for Joule heat decrease}

본 발명은 초전도 특성 측정장치에 결합되는 시편 홀더에 관한 것으로서, 전체적으로 길이 방향으로 긴 원통형으로 형성되어 마그네트의 보아 중심에 위치가 가능하여 자장에 따른 시편의 특성 측정이 가능하며, 보아의 직경이 작고 중심 자장까지의 길이가 긴 경우에도 줄열 발생을 최소화할 수 있어 정확한 초전도 특성 측정이 가능한 줄열 감소를 위한 시편 홀더에 관한 것이다.The present invention relates to a specimen holder coupled to a superconducting characteristic measuring apparatus, which is formed in a long cylindrical shape in the longitudinal direction as a whole and can be positioned at the center of a bore of a magnet, thereby measuring the characteristics of the specimen according to a magnetic field, and having a small bore diameter. The present invention relates to a specimen holder for reducing joule heat, which is capable of minimizing joule heat generation even when the length to the central magnetic field can be minimized.

일반적으로 고온 초전도체를 이용한 초전도 시스템에 있어서 현재까지 가장 응용 가능성이 높은 재료로써 Bi-2223, YBCO 등의 초전도 테이프가 주목을 받고 있으며, 실제 많은 고온 초전도 도체는 초전도 코일의 형태로 제작되어 응용되고 있으며, 적용온도에 따라 그 성능도 달라지게 된다.In general, superconducting tapes such as Bi-2223 and YBCO have been attracting attention as the most applicable materials to date in superconducting systems using high-temperature superconductors. Actually, many high-temperature superconductors are manufactured and applied in the form of superconducting coils. The performance also depends on the application temperature.

따라서 초전도 코일을 이루는 초전도 도체에 대한 일정온도에서의 특성평가는 초전도 코일을 응용하는데 있어서 매우 중요한 역할을 하게 되며, 그 중 대표적인 것은 초전도 도체에 대한 임계전류(Ic)이며, 임계전류의 측정은 통상 초전도 도체의 양끝에서 일정전류(I)를 인가시킴과 동시에 가운데 부분에서 전압(V)을 측정하는 방식의 4단자법을 이용하여 특정온도에서 초전도 도체의 임계전류를 측정하게 되는 것이다.Therefore, the characteristic evaluation at a constant temperature of the superconducting conductor constituting the superconducting coil plays a very important role in the application of the superconducting coil, the representative of which is the critical current (Ic) for the superconducting conductor, the measurement of the critical current is usually By applying a constant current (I) at both ends of the superconducting conductor and measuring the voltage (V) at the center part, the critical current of the superconducting conductor is measured at a specific temperature.

그런데 상기 초전도 도체의 경우 일정온도 이하에서만 초전도현상이 나타나는 바, 초전도 현상이 나타나는 온도는 거의 극저온인 경우가 대부분이며, 상기 초전도 도체에 대한 임계전류 측정 역시 극저온에서 이루어지게 되며, 이러한 경우 통상 냉매로 액체질소(77.3 K)나 액체헬륨(4.2 K)을 사용하게 된다. 그리고 액체헬륨인 경우에는 고가이며, 고진공, 극저온 용기가 필요하므로, 이러한 초전도 특성 평가를 위한 측정장치는 장치의 구조적인 개선, 진공 및 냉매 등의 효율적인 사용에 대한 연구가 주로 이루어지고 있다.However, in the case of the superconductor, the superconducting phenomenon appears only at a predetermined temperature or less, and the temperature at which the superconducting phenomenon occurs is almost cryogenic, and the critical current measurement for the superconducting conductor is also made at the cryogenic temperature. Liquid nitrogen (77.3 K) or liquid helium (4.2 K) is used. In the case of liquid helium, it is expensive, and a high vacuum and cryogenic container are required, and thus, the measuring device for evaluating the superconductivity characteristics has been mainly studied for structural improvement of the device, efficient use of vacuum and refrigerant, and the like.

종래의 이러한 초전도 특성 평가장치는 외부챔버와 복사열 차단을 위한 내부챔버로 이루어지고, 상기 내부챔버 내부에 히터 및 온도 센서를 콜드헤드 등에 장착하여 다양한 온도에서의 초전도 도체의 특성 측정을 안정적으로 이루어지도록 한 것이다. 특히, 콜드헤드를 1단냉각부와 2단냉각부로 분리형성시켜 초전도 시편 및 초전도 시편에 전류를 인가하는 초전도전류리드를 2중 냉각하여, 정밀하고 정확한 임계전류 등의 측정이 가능하도록 한 것이다.The conventional superconducting characteristic evaluation device is composed of an outer chamber and an inner chamber for shielding radiant heat, and a heater and a temperature sensor are mounted inside the inner chamber so as to stably measure the characteristics of the superconducting conductor at various temperatures. It is. In particular, the cold head is separated into a first stage cooling unit and a second stage cooling unit to double-cool the superconducting specimen and the superconducting current lead that applies current to the superconducting specimen, thereby enabling accurate and accurate measurement of critical current.

여기에서, 콜드헤드와 결합된 시편 홀더는 특성 평가를 위한 초전도 시편이 안착되어 고정되는 부분으로, 콜드헤드에 의해 냉기가 시편 홀더 및 초전도전류리드에 전달되어 초전도 시편 및 초전도전류리드를 극저온으로 유지시키고, 전류를 공급하게 되며, 내부챔버 및 외부챔버에 이들이 수용되어 진공 및 극저온을 유지하게 된다.Here, the specimen holder combined with the cold head is a part where the superconducting specimen for the property evaluation is seated and fixed, and cold air is transmitted to the specimen holder and the superconducting current lead by the cold head to maintain the superconducting specimen and the superconducting current lead at cryogenic temperatures. And supply current, and are accommodated in the inner chamber and the outer chamber to maintain vacuum and cryogenic temperatures.

이와 같이 종래의 초전도 특성 평가장치에 사용되는 시편 홀더는 단순히 통전 및 냉각을 고려한 형태이고, 또한 상용화된 초전도 특성 평가장치 중에 회전이 가능한 형태의 것도 측정할 수 있는 시편의 크기가 수 mm로 작고 수송 전류의 값이 작아서, 주로 작은 시편의 물성 측정용으로만 설계제작되어 다양한 크기의 시편의 물성 측정이 어려워 특성 측정의 신뢰도가 낮은 단점이 있다.As described above, the specimen holder used in the conventional superconductivity characteristic evaluation device is simply a type that considers energization and cooling, and also the size of the specimen that can be measured in a rotatable type in the commercially available superconductivity property evaluation device is small in several mm and is transported. Since the value of the current is small, it is designed and manufactured mainly for the measurement of the properties of small specimens, so it is difficult to measure the properties of specimens of various sizes, resulting in low reliability of the characteristic measurement.

또한, 마그네트의 상온 보아의 직경이 작고, 중심 자장이 걸리는 지점까지의 길이가 길수록 시편 홀더의 길이가 길어지고 단면적을 줄어들게 되어 줄열의 발생이 증가하게 되어, 정확한 초전도 특성 평가를 어렵게 하는 문제점이 있다.In addition, the diameter of the bore of the magnet is small, the longer the length to the point of the central magnetic field, the longer the length of the specimen holder and the cross-sectional area is reduced to increase the generation of joule heat, there is a problem that makes it difficult to accurately evaluate the superconducting characteristics .

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전체적으로 길이 방향으로 긴 원통형으로 형성되어 마그네트의 보아 중심에 위치가 가능하여 자장에 따른 시편의 특성 측정이 가능하며, 보아의 직경이 작고 중심 자장까지의 길이가 긴 경우에도 줄열 발생을 최소화할 수 있어 정확한 초전도 특성 측정이 가능한 줄열 감소를 위한 시편 홀더의 제공을 그 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, it is formed in a long cylindrical shape in the longitudinal direction as a whole can be located in the center of the bore of the magnet can measure the characteristics of the specimen according to the magnetic field, the diameter of the boa is small and the length to the central magnetic field The aim of the present invention is to provide a specimen holder for reducing joule heat, which can minimize joule heat generation even in a long time, so that accurate superconductivity characteristics can be measured.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 1단냉각부 및 2단냉각부로 이루어진 초전도 특성 측정장치에 결합되는 시편 홀더에 관한 것으로서, 반원통형으로 형성되고, 상기 2단냉각부 헤드에 결합되어 시편을 냉각시키며, 일측에 시편이 안착되는 시편받침대가 형성된 시편냉각받침부와; 반원통형으로 형성되고, 상기 시편냉각받침부 상측부에 결합되며, 양극줄열감소대가 형성되어 시편에 냉기 및 전류를 전달하는 양극터미널과; 반원통홈 형태로 형성되고, 상기 시편냉각받침부 하측부에 결합되며, 음극줄열감소대가 형성되어 시편에 냉기를 전달하고, 상기 양극터미널로부터 전달된 전류가 흘러 나가도록 형성된 음극터미널;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 줄열 감소를 위한 시편 홀더를 기술적 요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention relates to a specimen holder coupled to a superconducting characteristic measuring device consisting of a first stage cooling unit and a second stage cooling unit, and is formed in a semi-cylindrical shape, and coupled to the two stage cooling unit head. Cooling, the specimen cooling receiving portion formed with a specimen support on which the specimen is seated; A positive electrode terminal formed in a semi-cylindrical shape, coupled to an upper portion of the test piece cooling support part, and formed with a positive electrode row reduction band to transfer cold air and current to the test piece; It is formed in the shape of a semi-cylindrical groove, coupled to the lower portion of the specimen cooling receiving portion, the cathode heat reduction zone is formed to deliver cold air to the specimen, the cathode terminal formed to flow the current transmitted from the anode terminal; Specimen holder for reducing joule heat, characterized in that the configuration is a technical gist.

또한, 상기 시편냉각받침부는, 반원통형 시편받침대가 형성되고, 상기 시편받침대 측부에 수용홈이 형성되고, 상기 수용홈 측부에 반원통형 냉기전달대가 형성되며, 상기 냉기전달대 측부에는 상기 2단냉각부 헤드에 결합되는 결합플랜지가 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the specimen cooling support, the semi-cylindrical specimen support is formed, the receiving groove is formed on the specimen support side, the semi-cylindrical cold air delivery unit is formed on the receiving groove side, the cold air carrier side is the two-stage cooling Preferably, a coupling flange coupled to the secondary head is formed.

또한, 상기 양극터미널은, 일단부에 상기 수용홈에 수용결합되는 양극단자구가 형성되고, 상기 양극단자구 측부에 반원통형으로 형성되어 상기 냉기전달대에 결합되는 양극줄열감소대가 형성되고, 상기 양극줄열감소대 측부에 상기 결합플랜지에 결합되는 양극블럭이 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the anode terminal, a cathode terminal sphere that is accommodated in the receiving groove at one end is formed, a semi-cylindrical shape is formed in the side of the anode terminal sphere to form a cathode string heat reducing band coupled to the cold air transfer zone, the anode string It is preferable that an anode block coupled to the coupling flange is formed on the side of the heat reducing zone.

여기에서 상기 양극줄열감소대의 외주면에는 길이 방향으로 초전도 선재가 접합되어 형성되는 것이 바람직하며, 상기 양극줄열감소대의 외주면에는 상기 초전도 선재가 안정적으로 접합되도록 선재수용홈이 형성되는 것이 바람직하다.The superconducting wire is preferably bonded to the outer circumferential surface of the anode row reducing zone in the longitudinal direction, and the wire receiving groove is formed on the outer circumferential surface of the anode row reducing unit so as to stably bond the superconducting wire.

또한, 상기 음극터미널은, 상기 시편냉각받침부를 하측에서 수용결합할 수 있도록 반원통홈으로 형성되고, 일단부에 상기 시편받침대 측부에 결합되는 음극단자구가 형성되며, 음극단자구 측부에 음극줄열감소대가 형성되고, 상기 음극줄열감소대 측부에 상기 결합플랜지에 결합되는 음극블럭이 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the negative electrode terminal is formed in a semi-cylindrical groove to accommodate the specimen cooling support portion from the lower side, the negative electrode terminal is coupled to one side of the specimen support side is formed, the negative electrode row on the negative electrode terminal side It is preferable that a reduction band is formed, and a cathode block coupled to the coupling flange is formed at a side of the cathode row reduction band.

또한, 상기 음극줄열감소대의 외주면에는 길이 방향으로 초전도 선재가 접합되어 형성되는 것이 바람직하며, 상기 음극줄열감소대의 외주면에는 상기 초전도 선재가 안정적으로 접합되도록 선재수용홈이 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the superconducting wire is bonded to the outer circumferential surface of the cathode row reduction band in the longitudinal direction, and the wire receiving groove is formed on the outer circumferential surface of the cathode row reduction band so as to stably bond the superconducting wire.

상기 과제 해결 수단에 의해 본 발명은, 전체적으로 길이 방향으로 긴 원통형으로 형성되어 마그네트의 보아 중심에 위치가 가능하여 자장에 따른 시편의 특성 측정이 가능하며, 보아의 직경이 작고 중심 자장까지의 길이가 긴 경우에도 줄열 발생을 최소화할 수 있어 정확한 초전도 특성 측정이 가능한 효과가 있다.The present invention by the above-mentioned means for solving the problem, it is formed in a long cylindrical shape in the longitudinal direction as a whole can be positioned in the center of the bore of the magnet, it is possible to measure the characteristics of the specimen according to the magnetic field, the diameter of the boa is small and the length to the central magnetic field Even if it is long, the generation of Joule's heat can be minimized, which allows accurate superconductivity measurement.

도 1 - 본 발명에 따른 줄열 감소를 위한 시편 홀더에 대한 분해사시도.
도 2 - 본 발명에 따른 줄열 감소를 위한 시편 홀더에 대한 사시도 및 전류의 방향을 모식적으로 나타낸 도.
도 3 - 마그네트의 보아 중심에 위치된 본 발명에 따른 시편 홀더에 대한 측면 모식도를 나타낸 것이다.1-exploded perspective view of a specimen holder for Joule reduction according to the present invention.
2-A perspective view of the specimen holder for Joule reduction according to the present invention and a diagram schematically showing the direction of the current.
Figure 3 shows a schematic side view of the specimen holder according to the invention located in the center of the bore of the magnet.

본 발명은 1단냉각부 및 2단냉각부로 이루어진 초전도 특성 측정장치에 결합되는 시편 홀더에 관한 것으로서, 시편 홀더를 전체적으로 길이 방향으로 긴 원통형에 가깝게 형성하여 마그네트의 보아 직경이 작은 경우에도 사용할 수 있도록 하고, 전류의 흐름이 시편 홀더의 위쪽에서 들어와 아래쪽으로 나갈 수 있도록 전류 인입출구조를 개선하고, 전류가 흐르는 각 터미널에는 줄열감소대를 설치하여 정확한 초전도 특성 측정이 이루어지도록 한 것이다.The present invention relates to a specimen holder coupled to a superconducting characteristic measuring device consisting of a first stage cooling unit and a second stage cooling unit, and is formed so that the specimen holder may be formed in a long cylindrical shape as a whole in the longitudinal direction so that it may be used even when the bore diameter of the magnet is small. In addition, the current draw-out structure is improved so that current flows in and out of the upper part of the specimen holder, and a joule heat reduction band is installed at each terminal through which the current flows to ensure accurate superconductivity measurement.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명에 따른 줄열 감소를 위한 시편 홀더에 대한 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 줄열 감소를 위한 시편 홀더에 대한 사시도 및 전류의 방향을 모식적으로 나타낸 도이고, 도 3은 마그네트 보아 중심에 위치된 본 발명에 따른 시편 홀더에 대한 측면 모식도를 나타낸 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail for the present invention. 1 is an exploded perspective view of a specimen holder for Joule reduction according to the present invention, Figure 2 is a view showing a perspective view and a direction of the current of the specimen holder for Joule reduction according to the present invention, Figure 3 It shows a side schematic view of the specimen holder according to the present invention located at the center of the magnet boa.

본 발명은 극저온 냉동기를 사용하여 전도 냉각으로 1단냉각부와 2단냉각부로 구성되어 시편(20)을 냉각해 각종 특성을 측정할 수 있는 초전도 특성 측정장치에 결합되는 시편 홀더에 관한 것으로서, 도시된 바와 같이 시편냉각받침부(100), 양극터미널(200) 및 음극터미널(300)로 크게 구성된다.The present invention relates to a specimen holder which is composed of a first stage cooling unit and a two stage cooling unit by conduction cooling using a cryogenic freezer, and coupled to a superconducting characteristic measuring device capable of cooling the specimen 20 and measuring various characteristics. As shown, it is largely composed of the specimen cooling support 100, the positive terminal 200 and the negative terminal 300.

먼저, 상기 시편냉각받침부(100)는 냉동기의 2단냉각부의 헤드에 결합하여 시편(20)의 받침 역할을 하면서 시편(20)을 냉각시키는 것으로서, 전체적으로 반원통형으로 형성되며, 일측에 시편(20)이 안착되는 시편받침대(110)가 형성된다. 즉, 상기 시편냉각받침부(100)는 아랫면이 곡면을 이루고 윗면은 평편하여 시편(20)을 놓을 수 있는 반원통형으로 형성되어 시편(20)의 받침 역할과 시편(20)을 효율적으로 냉각시키는 구조로 형성된다.First, the specimen cooling support part 100 is coupled to the head of the two-stage cooling unit of the freezer to serve as a support for the specimen 20 and to cool the specimen 20, and is formed in a semi-cylindrical shape as a whole, and the specimen ( A specimen support 110 on which 20) is seated is formed. That is, the specimen cooling support part 100 is formed in a semi-cylindrical shape in which the bottom surface is curved and the top surface is flat so that the specimen 20 can be placed to efficiently support the supporting role of the specimen 20 and the specimen 20. It is formed into a structure.

상기 시편냉각받침부(100)의 재질은 열전달을 위한 구리 혹은 OFHC(무산소동) 재질로 형성되며 이 경우엔 후술한 양극,음극터미널(200),(300)과의 절연을 위해 각 부품 사이에 스타이캐스트 에폭시를 사용하고, 알루미늄으로 제작할 경우 아노다이징으로 하여 절연을 해준다.The material of the specimen cooling support part 100 is formed of copper or OFHC (oxygen-free copper) material for heat transfer, and in this case, between each part for insulation between the anode, the cathode terminal 200, and the 300, which will be described later. Use stycast epoxy and anodize to insulate if made from aluminum.

또한, 상기 시편냉각받침부(100)는 반원통형 시편받침대(110)가 형성되고, 상기 시편받침대(110) 측부에 수용홈(120)이 형성되고, 상기 수용홈(120) 측부에 반원통형 냉기전달대(130)가 형성되며, 상기 냉기전달대(130) 측부에는 상기 2단냉각부 헤드(10)에 결합되는 결합플랜지(140)가 형성된다. 즉, 상기 시편냉각받침부(100)는 전체적으로 원통형으로 형성되나, 중간의 어느 부위에 수용홈(120)이 형성되고 그 양측으로 시편받침대(110) 및 냉기전달대(130)가 형성되게 된다. 상기 시편받침대(110) 및 냉기전달대(130)의 길이는 사용되는 마그네트의 보아의 길이에 따라 다르게 형성되며, 마그네트의 보아의 길이가 작고 직경도 작으며, 중심 자장까지의 길이가 짧으면 상기 시편받침대(110)나 냉기전달대(130)의 직경 및 길이도 작게 형성시키고, 도 3에 도시된 바와 같이 마그네트(30)의 보아의 길이가 긴 레이스트랙형이나 중심 자장까지의 거리가 길면 시편받침대(110) 및 냉기전달대(130)의 길이를 길게 하여 형성시킨다.In addition, the specimen cooling support part 100 has a semi-cylindrical specimen support 110 is formed, the receiving groove 120 is formed on the specimen support 110 side, the semi-cylindrical cold air to the receiving groove 120 side A transfer table 130 is formed, and a coupling flange 140 coupled to the two-stage cooling unit head 10 is formed at the side of the cold air transfer board 130. That is, the specimen cooling support part 100 is formed in a cylindrical shape as a whole, but the receiving groove 120 is formed in any portion of the middle, and the specimen support 110 and the cold air carrier 130 are formed on both sides thereof. The length of the specimen support 110 and the cold air carrier 130 is formed differently depending on the length of the bore of the magnet used, the length of the bore of the magnet is small, the diameter is small, if the length to the central magnetic field is short If the diameter and length of the pedestal 110 or the cold air carrier 130 is also made small, and as shown in FIG. 3, the length of the bore of the magnet 30 is long, the length of the racetrack or the central magnetic field is long. The length of the 110 and the cold air carrier 130 is made long.

상기 반원통형 시편받침대(110) 상측면에는 초전도 선재 시편(20)이 안착되게 되며, 초전도 선재 시편(20)의 길이는 상기 시편받침대(110)의 길이보다 더 길게 형성되도록 하여, 후술할 양극,음극터미널(200),(300)의 양극,음극단자구(220),(320)와 전기적으로 접합되도록 한다.The superconducting wire specimen 20 is seated on the upper surface of the semi-cylindrical specimen support 110, the length of the superconducting wire specimen 20 is formed to be longer than the length of the specimen support 110, the anode, which will be described later, The cathode terminals 200 and 300 are electrically connected to the anode and cathode terminal spheres 220 and 320.

그리고, 상기 수용홈(120)은 후술할 양극터미널(200)의 양극단자구(220)가 수용결합되는 부분으로 양극단자구(220)가 수용결합되면, 시편냉각받침부(100)는 시편받침대(110) 및 냉기전달대(130)와 같은 높이를 이루게 된다.In addition, the receiving groove 120 is a portion in which the positive electrode terminal 220 of the positive electrode terminal 200, which will be described later, is received and coupled to the positive electrode terminal 220, the specimen cooling support part 100 is the specimen support 110. ) And cold air transfer table 130 to achieve the same height.

그리고, 상기 반원통형 냉기전달대(130)는 상기 수용홈(120) 일측부에 형성되며, 2단냉각부 헤드(10)에서 전달된 냉기를 효율적으로 시편(20) 및 후술한 양극,음극터미널(200),(300)의 줄열감소대로 전달할 수 있도록 하고, 마그네트의 자장 중심까지의 길이를 고려하여 형성된다.In addition, the semi-cylindrical cold air delivery unit 130 is formed at one side of the receiving groove 120, the cold air delivered from the two-stage cooling unit head 10, the specimen 20 and the anode, cathode terminal to be described later It is possible to transmit as the row reduction of the (200), (300), and is formed in consideration of the length to the center of the magnetic field of the magnet.

그리고, 상기 결합플랜지(140)는 2단냉각부 헤드(10)에 결합될 수 있는 구조이면 무방하며, 후술할 양극,음극터미널(200),(300) 및 2단냉각부 헤드(10)에 동시에 결합될 수 있도록 한쌍의 원형플랜지 형태로 형성된다. 여기에서, 양극,음극터미널(200),(300)과 결합플랜지(140)와의 절연을 위한 부분에는 접촉면에 캡톤 테이프를 붙이고, 결합플랜지(140)의 볼트구멍 부분에 유리섬유강화플라스틱볼트나 소켓을 사용하며, 결합플랜지(140)와 2단냉각부 헤드(10)는 스테인레스스틸 볼트로 결합한다.And, the coupling flange 140 may be any structure that can be coupled to the two-stage cooling unit head 10, and will be described later in the anode, cathode terminals 200, 300 and the two-stage cooling unit head 10. It is formed in the form of a pair of circular flanges to be coupled at the same time. Here, the Kapton tape is attached to the contact surface of the anode, cathode terminals 200, 300 and the coupling flange 140, and the glass fiber reinforced plastic bolt or socket is attached to the bolt hole portion of the coupling flange 140. Using, the coupling flange 140 and the two-stage cooling unit head 10 is coupled by a stainless steel bolt.

다음으로 양극터미널(200) 및 음극터미널(300)에 대해 설명하고자 한다.Next, the positive electrode terminal 200 and the negative electrode terminal 300 will be described.

상기 양극터미널(200) 및 음극터미널(300)은 반원통형으로 형성되어 상기 시편냉각받침부(100) 상측부 및 하측부에서 각각 결합되되, 상기 양극터미널(200)은 상기 시편냉각받침부(100)의 냉기전달대(130) 및 수용홈(120) 위치까지 결합되어 전체적으로 원통형을 형성하는 구조이며, 음극터미널(300)은 상기 시편냉각받침부(100) 하측 전면을 수용하여 결합시켜 전체적으로 반원통형을 형성하는 구조로, 상기 양극터미널(200) 및 음극터미널(300)이 상기 시편냉각받침부(100)에 결합되면 시편받침대(110)는 개방되는 형태를 띄게 된다.The positive electrode terminal 200 and the negative electrode terminal 300 are formed in a semi-cylindrical shape and are respectively coupled to the upper and lower portions of the specimen cooling support part 100, and the anode terminal 200 is the specimen cooling support part 100. ) Is a structure that forms a cylindrical shape as a whole by being coupled to the cold air transfer table 130 and the receiving groove 120 position, the cathode terminal 300 is a semi-cylindrical shape by receiving the lower surface of the specimen cooling receiving part 100 to be combined When the positive electrode terminal 200 and the negative electrode terminal 300 are coupled to the sample cooling support part 100, the test piece support 110 has an open shape.

상기 양극터미널(200)은 일단부에 상기 수용홈(120)에 결합되는 양극단자구(220)가 형성되고, 상기 양극단자구(220) 측부에는 반원통형으로 형성되어 상기 냉기전달대(130)에 결합되는 양극줄열감소대(210)가 형성되고, 상기 양극줄열감소대(210) 측부에 상기 결합플랜지(140)에 결합되는 양극블럭(230)이 형성된다.The positive electrode terminal 200 is formed at one end thereof with a positive electrode terminal 220 coupled to the receiving groove 120, and formed at a side of the positive electrode terminal 220 in a semi-cylindrical shape to be coupled to the cold air carrier 130. The anode row reducing zone 210 is formed, and the anode block 230 coupled to the coupling flange 140 is formed at the side of the anode row reducing zone 210.

상기 양극단자구(220)는 양극줄열감소대(210)에서 돌출된 형태를 띄며, 상기 수용홈(120)에 결합되면 시편냉각받침부(100)의 다른 부분, 특히 시편받침대(110) 부분과 평편하게 결합되고, 상기 시편받침대(110) 위에 안착된 초전도 선재 시편(20)은 시편받침대(110)보다 좀 더 길게 형성되어 단부가 상기 양극단자구(220)가 접속되며, 초전도 선재 시편(20)과의 납땜에 의해 양극단자구(220)와 전기적으로 접속되도록 한다.The anode terminal 220 has a shape protruding from the anode row reducing zone 210, and when coupled to the receiving groove 120, the other portion of the specimen cooling support unit 100, in particular, the specimen support 110 and the flat portion The superconducting wire specimen 20 that is conveniently coupled and seated on the specimen support 110 is formed to be longer than the specimen support 110 so that the anode terminal 220 is connected to an end thereof, and the superconducting wire specimen 20 is connected to the specimen support 110. It is to be electrically connected to the positive electrode terminal 220 by the soldering.

그리고, 상기 양극줄열감소대(210)는 상기 냉기전달대(130)에 대응되어 반원통형으로 형성되며, 줄열감소를 위한 외주면에 길이 방향으로 초전도 선재(240)를 납땜으로 접합한다. 이는 마그네트의 상온 보아의 직경이 작고 중심 자장이 걸리는 지점까지의 길이가 길수록 상기 양극줄열감소대(210) 및 냉각전달대에 의한 원통형 부분의 직경이 작고 길이가 길어지게 되면, 양극터미널(200)의 전류가 흐르는 방향에 수직한 단면적이 줄어들고 줄열의 발생을 증가하게 된다. 이 때 발생한 줄열은 시편(20)에 영향을 미치게 되므로 이를 최소화하기 위해 양극터미널(200)의 반원통형 부분의 외주면에 다수의 고온 초전도 선재(1세대 또는 2세대)(240)를 붙여, 발생하는 줄열을 감소시킬 수 있도록 한 것이다.In addition, the anode string heat reducing unit 210 is formed in a semi-cylindrical shape corresponding to the cold air transfer band 130, and joins the superconducting wire 240 in the longitudinal direction to the outer circumferential surface for solder heat reduction by soldering. The smaller the room temperature bore of the magnet and the longer the length to the point of the central magnetic field, the smaller the diameter of the cylindrical portion by the anode row reducing zone 210 and the cooling carrier and the longer the length, the anode terminal 200 The cross-sectional area perpendicular to the direction of current flow decreases and increases the generation of joule heat. Since the joule heat generated at this time affects the specimen 20, a plurality of high temperature superconducting wires (first generation or second generation) 240 are attached to the outer circumferential surface of the semi-cylindrical portion of the anode terminal 200 to minimize them. This is to reduce joule heat.

또한, 상기 양극줄열감소대(210)의 외주면에는 상기 초전도 선재(240)가 안정적으로 접합될 수 있도록 선재수용홈(250)을 형성하여, 외부 충격으로부터 떨어져 나가지 않도록 하며, 붙이는 초전도 선재(240)의 수에 따라 상기 선재수용홈(250)의 갯수를 달리할 수 있다.In addition, on the outer circumferential surface of the anode heat reduction zone 210 to form a wire receiving groove 250 so that the superconducting wire 240 can be stably bonded, so as not to fall off from the external impact, superconducting wire 240 to attach Depending on the number of the wire receiving groove 250 may vary.

그리고, 상기 양극블럭(230)은 상기 양극줄열감소대(210) 측부에 형성되며, 상기 결합플랜지(140)에 결합되는 것으로, 상기 양극줄열감소대(210)의 단부에서 상측으로 돌출되게 형성되어 후술할 음극블럭(330)과의 결합에 의해 양극블럭(230) 및 음극블럭(330)이 결합플랜지(140)를 중심으로 상하측에서 결합되었을때 상기 양극줄열감소대(210) 및 음극줄열감소대(310)는 블럭의 중심에서 연장되는 형상을 띄게 된다. 상기 양극블럭(230)과의 각 접합면은 절연을 위해 캡톤 테이프를 붙이고, 상기 결합플랜지(140)와는 각 대응되게 형성된 구멍에 절연을 위해 유리섬유강화플라스틱 소켓 및 스테인레스스틸 볼트를 이용하여 서로 고정시킨다.In addition, the anode block 230 is formed at the side of the anode row reduction table 210 and is coupled to the coupling flange 140, and is formed to protrude upward from the end of the anode row reduction table 210. When the anode block 230 and the cathode block 330 are coupled from the upper and lower sides with respect to the coupling flange 140 by the combination with the cathode block 330 to be described later, the anode row reducing zone 210 and the cathode row heating Platoon 310 has a shape extending from the center of the block. Each joining surface of the anode block 230 is attached with a Kapton tape for insulation, and fixed to each other using a glass fiber reinforced plastic socket and a stainless steel bolt to insulate holes formed correspondingly with the coupling flange 140. Let's do it.

그리고, 상기 음극터미널(300)은 상기 시편냉각받침부(100)를 하측에서 수용결합할 수 있도록 반원통홈으로 형성되고, 일단부에 상기 시편받침대(110) 측부에 결합되는 음극단자구(320)가 형성되며, 상기 음극단자구(320) 측부에 음극줄열감소대(310)가 형성되고, 상기 음극줄열감소대(310) 측부에 상기 결합플랜지(140)에 결합되는 음극블럭(330)이 형성된다.In addition, the negative electrode terminal 300 is formed as a semi-cylindrical groove to accommodate the specimen cooling support part 100 from the lower side, and the negative electrode terminal 320 is coupled to the specimen support 110 side portion at one end thereof. Is formed, and the cathode row reducing unit 310 is formed at the side of the cathode terminal sphere 320, and the cathode block 330 is coupled to the coupling flange 140 at the side of the cathode row reducing unit 310. Is formed.

상기 음극터미널(300)의 구성요소는 상기 양극터미널(200)의 구성요소와 비슷하나 전체적인 형상이 상기 시편냉각받침부(100) 전체를 하측에서 수용결합할 수 있도록 반원통홈 형상으로 형성되며, 양극단자구(220)에 대응되는 음극단자구(320)가 시편받침대(110) 측부에 형성되게 된다. 상기 음극단자구(320)에도 양극단자구(220)와 같이 연장된 초전도 선재 시편(20)이 납땜되어 전기적으로 결합되게 된다. 나머지 초전도 선재(340) 및 선재수용홈(350)으로 이루어진 음극줄열감소대(310), 음극블럭(330)의 형태 및 기능은 상기 양극줄열감소대(210) 및 양극블럭(230)과 비슷하다.Components of the negative electrode terminal 300 is similar to the components of the positive electrode terminal 200, but the overall shape is formed in a semi-cylindrical groove shape to accommodate the entire specimen cooling support portion 100 from the lower side, A negative electrode terminal 320 corresponding to the positive electrode terminal 220 is formed on the specimen support 110 side. The superconducting wire specimen 20 extending like the positive electrode terminal 220 is also soldered and electrically coupled to the negative electrode terminal 320. The shape and function of the cathode row reduction band 310 and the cathode block 330 composed of the remaining superconducting wire 340 and the wire receiving groove 350 are similar to those of the anode row reduction band 210 and the anode block 230. .

상기와 같이 시편냉각받침대 상하측으로 양극,음극터미널(200),(300)이 각각 결합되게 되면, 초전도 전류가 상기 양극블럭(230)을 통해 흘러들어와 양극줄열감소대(210)를 지나 양극단자구(220) 및 시편(20)을 통과하여 음극단자구(320)를 지나 음극줄열감소대(310)와 음극블럭(330)을 지나 나가게 되어, 전체적으로 시편 홀더의 위쪽 바깥 면을 따라 전류가 흘러들어와 아래쪽 바깥면을 따라 전류가 흘러나가게 된다.When the positive and negative terminals 200 and 300 are coupled to the upper and lower sides of the specimen cooling support as described above, superconducting current flows through the anode block 230 and passes through the anode row heat reducing unit 210 to the anode terminal sphere ( 220) and the specimen 20 through the cathode terminal sphere 320 and the cathode row reduction zone 310 and the cathode block 330, the current flows along the upper outer surface of the specimen holder as a whole Current flows along the outer surface.

이와 같이 본 발명의 시편 홀더는 전체가 길이 방향으로 긴 원통형으로 형성되어 마그네트의 상온 보아 중심에 위치가 가능하여 자장에 따른 시편(20)의 특성 측정이 가능하며, 상온보아의 직경이 작고 중심 자장까지의 길이가 긴 경우에도 줄열 발생을 최소화할 수 있어 정확한 초전도 특성 측정이 가능하게 된다.As described above, the specimen holder of the present invention is formed in a long cylindrical shape in the longitudinal direction, and thus can be positioned at the center of the bore at room temperature of the magnet, so that the characteristics of the specimen 20 can be measured according to the magnetic field. Even if the length is long, Joule heat generation can be minimized, so accurate superconductivity characteristics can be measured.

10 : 2단냉각부 헤드 20 : 시편
30 : 마그네트 100 : 시편냉각받침부
110 : 시편받침대 120 : 수용홈
130 : 냉기전달대 140 : 결합플랜지
200 : 양극터미널 210 : 양극줄열감소대
220 : 양극단자구 230 : 양극블럭
240 : 초전도 선재 250 : 선재수용홈
300 : 음극터미널 310 : 음극줄열감소대
320 : 음극단자구 330 : 음극블럭
340 : 초전도 선재 350 : 선재수용홈10: two stage cooling head 20: specimen
30: magnet 100: specimen cooling support
110: specimen support 120: receiving groove
130: cold air carrier 140: coupling flange
200: anode terminal 210: anode row
220: anode terminal 230: anode block
240: superconducting wire 250: wire receiving groove
300: cathode terminal 310: cathode string heat reduction band
320: cathode terminal sphere 330: cathode block
340: Superconducting wire 350: Wire receiving groove

Claims (8)

1단냉각부 및 2단냉각부로 이루어진 초전도 특성 측정장치에 결합되는 시편 홀더에 관한 것으로서,
반원통형으로 형성되고, 2단냉각부 헤드(10)에 결합되어 시편(20)을 냉각시키며, 일측에 시편(20)이 안착되는 시편받침대(110)가 형성된 시편냉각받침부(100)와;
반원통형으로 형성되고, 상기 시편냉각받침부(100) 상측부에 결합되며, 양극줄열감소대(210)가 형성되어 시편(20)에 냉기 및 전류를 전달하는 양극터미널(200)과;
반원통홈 형태로 형성되고, 상기 시편냉각받침부(100) 하측부에 결합되며, 음극줄열감소대(310)가 형성되어 시편(20)에 냉기를 전달하고, 상기 양극터미널(200)로부터 전달된 전류가 흘러 나가도록 형성된 음극터미널(300);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 줄열 감소를 위한 시편 홀더.The present invention relates to a specimen holder coupled to a superconducting characteristic measuring device comprising a first stage cooling unit and a second stage cooling unit.
It is formed in a semi-cylindrical shape, and coupled to the two-stage cooling unit head 10 to cool the specimen 20, the specimen cooling support portion 100 is formed with a specimen support 110 on which the specimen 20 is seated;
It is formed in a semi-cylindrical shape, is coupled to the upper portion of the specimen cooling support portion 100, the anode line heat reduction zone 210 is formed to transfer the cold air and current to the specimen (20) and;
It is formed in the shape of a semi-cylindrical groove, is coupled to the lower portion of the specimen cooling support portion 100, a cathode row heat reduction band 310 is formed to deliver cold air to the specimen 20, and transmitted from the anode terminal 200 Specimen holder for reducing the joule heat, characterized in that comprises ;; cathode terminal (300) formed so that the current flows out. 제 1항에 있어서, 상기 시편냉각받침부(100)는,
반원통형 시편받침대(110)가 형성되고, 상기 시편받침대(110) 측부에 수용홈(120)이 형성되고, 상기 수용홈(120) 측부에 반원통형 냉기전달대(130)가 형성되며, 상기 냉기전달대(130) 측부에는 상기 2단냉각부 헤드(10)에 결합되는 결합플랜지(140)가 형성되는 것을 특징으로 하는 줄열 감소를 위한 시편 홀더.According to claim 1, wherein the specimen cooling support portion 100,
A semi-cylindrical specimen support 110 is formed, the receiving groove 120 is formed on the specimen support 110 side, the semi-cylindrical cold air delivery unit 130 is formed on the receiving groove 120 side, the cold air Side of the transfer table 130, the specimen holder for joule heat reduction, characterized in that the coupling flange 140 is coupled to the two-stage cooling unit head (10) is formed. 제 2항에 있어서, 상기 양극터미널(200)은,
일단부에 상기 수용홈(120)에 수용결합되는 양극단자구(220)가 형성되고, 상기 양극단자구(220) 측부에 반원통형으로 형성되어 상기 냉기전달대(130)에 결합되는 양극줄열감소대(210)가 형성되고, 상기 양극줄열감소대(210) 측부에 상기 결합플랜지(140)에 결합되는 양극블럭(230)이 형성되는 것을 특징으로 하는 줄열 감소를 위한 시편 홀더.The method of claim 2, wherein the anode terminal 200,
A positive electrode terminal 220 is received at one end is coupled to the receiving groove 120 is formed in a semi-cylindrical portion on the side of the positive electrode terminal 220 is a positive pole heat reduction zone coupled to the cold air carrier 130 ( 210 is formed, and a specimen holder for Joule reduction, characterized in that the anode block 230 is coupled to the coupling flange 140 on the side of the anode row reduction zone (210). 제 3항에 있어서, 상기 양극줄열감소대(210)의 외주면에는 길이 방향으로 초전도 선재(240)가 접합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 줄열 감소를 위한 시편 홀더.The specimen holder for joule heat reduction according to claim 3, wherein a superconducting wire 240 is formed on the outer circumferential surface of the anode joule reducing zone 210 in the longitudinal direction. 제 4항에 있어서, 상기 양극줄열감소대(210)의 외주면에는 상기 초전도 선재(240)가 안정적으로 접합되도록 선재수용홈(250)이 형성되는 것을 특징으로 하는 줄열 감소를 위한 시편 홀더.5. The test piece holder of claim 4, wherein a wire accommodating groove (250) is formed on the outer circumferential surface of the anode row (210) to stably bond the superconducting wire (240). 제 2항에 있어서, 상기 음극터미널(300)은,
상기 시편냉각받침부(100)를 하측에서 수용결합할 수 있도록 반원통홈으로 형성되고, 일단부에 상기 시편받침대(110) 측부에 결합되는 음극단자구(320)가 형성되며, 음극단자구(320) 측부에 음극줄열감소대(310)가 형성되고, 상기 음극줄열감소대(310) 측부에 상기 결합플랜지(140)에 결합되는 음극블럭(330)이 형성되는 것을 특징으로 하는 줄열 감소를 위한 시편 홀더.The method of claim 2, wherein the negative electrode terminal 300,
A semi-cylindrical groove is formed to accommodate the specimen cooling support part 100 at a lower side thereof, and a negative terminal port 320 is formed at one end thereof and coupled to the specimen support 110 side, and a negative electrode terminal ( 320, the cathode row reduction zone 310 is formed on the side, and the cathode row reduction zone 310 is formed on the side of the cathode row reduction, characterized in that the cathode block 330 is coupled to the coupling flange 140 is formed Specimen holder. 제 6항에 있어서, 상기 음극줄열감소대(310)의 외주면에는 길이 방향으로 초전도 선재(340)가 접합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 줄열 감소를 위한 시편 홀더.The specimen holder for joule heat reduction according to claim 6, wherein a superconducting wire 340 is joined to the outer circumferential surface of the cathode joule heat reduction zone 310 in the longitudinal direction. 제 7항에 있어서, 상기 음극줄열감소대(310)의 외주면에는 상기 초전도 선재(340)가 안정적으로 접합되도록 선재수용홈(350)이 형성되는 것을 특징으로 하는 줄열 감소를 위한 시편 홀더.The specimen holder for joule heat reduction according to claim 7, wherein a wire receiving groove (350) is formed on the outer circumferential surface of the cathode row reduction zone (310) to stably bond the superconducting wire (340).
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950013608B1 (en) * 1993-11-18 1995-11-13 재단법인한국전기연구소 Critical current measuring device for superconductor
KR20030096758A (en) * 2002-06-17 2003-12-31 한국전기연구원 Superconducting properties measuring system of high-Tc superconductor coated conductor using Leeno-pin
KR20090020281A (en) * 2007-08-23 2009-02-26 한국전기연구원 Measurement apparatus for superconductivity

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