KR20150129154A - Estimation method and device of superconducting wire - Google Patents

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KR20150129154A
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Abstract

According to the present invention, an evaluation method for a superconducting wire comprises: a step of positioning a superconducting wire in a vicinity of a coil array for testing; a step of applying a sine wave power source to the coil array for testing to allow a magnetic field generated in the coil array for testing to reach to the superconducting wire; and a step of determining the properties of the superconducting wire through a form of an electrical parameter flowing in the coil for testing. In the step of determining the properties of the superconducting wire, a ratio of harmonic content to the sine wave of the electric currents flowing in the coil array for testing can be used.

Description

초전도 선재의 평가 방법 및 평가 장치{ESTIMATION METHOD AND DEVICE OF SUPERCONDUCTING WIRE} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a superconducting wire,

본 발명은 초전도 선재의 임계 전류 또는 결함 특성을 검출하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 고온의 박막형 초전도 선재의 임계 전류 또는 결함 특성을 비접촉 방식으로 검출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for detecting a critical current or a defect characteristic of a superconducting wire, and more particularly, to an apparatus and a method for detecting a critical current or a defect characteristic of a high-temperature thin film superconducting wire in a non-contact manner.

초전도체를 이용한 전기 기기는 초전도 현상에 따라 동작 효율을 높일 수 있어, 한류기, 송전 케이블, 베어링 등 다양한 전력 기기에의 응용이 기대되고 있다.Electric devices using superconductors can increase the operation efficiency according to the superconducting phenomenon, and application to various power devices such as current limiters, transmission cables and bearings is expected.

초전도체에 있어서의 임계 전류밀도는, 이들의 전력 기기에 응용했을 때의 성능을 결정하는 중요한 파라미터이다. 높은 임계 전류밀도가 균일하게 분포한 고품질의 초전도체의 제작하기 위해서는, 부분적인 임계 전류밀도를 정확하고 신속하게 측정할 필요성이 있다. 상기 임계 전류밀도와 함께, 초전도체의 결함도 초전도체의 전기 기기로의 적용에 있어 정확히 측정되어야 할 파라미터이다.
The critical current density in a superconductor is an important parameter for determining the performance when applied to these power devices. In order to fabricate a high-quality superconductor having a uniform distribution of high critical current density, it is necessary to accurately and quickly measure the partial critical current density. Along with the critical current density, defects in the superconductor are also parameters to be precisely measured in the application of the superconductor to electrical equipment.

초전도체 중 초전도 선재가 산업화에 유리하여 다양하게 실시되고 있는 바, 초전도 선재에 대한 빠른 제조속도가 요구되고 있고, 이와 병행하여 초전도 선재의 품질을 결정하는 빠르면서 정확한 측정방법이 요구되고 있으며, 초전도 선재에 손상을 주지 않고 빠르고 정확하게 품질을 측정할 수 있는 방법이 요구되고 있다.As superconducting wires among superconductors are advantageously used for industrialization, a fast manufacturing speed is required for superconducting wires, and a fast and precise measurement method for determining the quality of superconducting wires is required in parallel therewith. There is a need for a method that can measure the quality quickly and accurately without damaging it.

기존의 초전도 선재의 임계전류 측정방법으로는 4 단자 임계전류 측정방법으로서, 초전도 선재에 전류단자 2개와 그 사이에 전압단자 2개를 배치하고 전류단자에 전류를 통전시켜 임계전류를 측정하는 것이다.A method of measuring critical current of a conventional superconducting wire is to measure a critical current by placing two current terminals and two voltage terminals therebetween in a superconducting wire and passing current through the current terminal.

이러한 방법은 직접 선재에 통전시키므로 비교적 정확한 임계전류를 얻을 수 있는 반면에, 임계전류 측정시 과전류, 전류, 전압단자에 의한 선재에 가하는 하중, 측정을 위한 단자 형성시 납땜 작업 등에 의하여 초전도 선재가 손상되기 쉬운 단점이 있으며, 길이가 긴 선재의 임계전류를 측정하는 것으로는 부적절하다.
In this method, a relatively accurate critical current can be obtained by directly energizing the wire rod. On the other hand, when the superconducting wire is damaged due to overcurrent, current, load applied to the wire rod by the voltage terminal, And it is inadequate to measure the critical current of a long wire rod.

한편, 종래의 장선의 선재의 임계전류 측정하는 방법으로써, 크게 2가지 정도가 사용되고 있다.On the other hand, as a method of measuring the critical current of a conventional wire of a long wire, roughly two kinds are used.

첫째는 초전도 선재의 임계전류를 배치(batch)형으로 측정하는 것으로, 초전도 선재가 액체 질소 용기 내에 위치하고 있는 2개의 초전도 선재 가이드 롤러 사이를 지나가도록 한다. 그리고 초전도 선재의 아래에는 선재가 쳐지는 것을 방지하기 위하여 지지대가 형성되어 있다. 그리고 4단자법에 의한 임계전류 측정을 위하여 4개의 단자를 고온 초전도 테이프 상에 순서대로 (+)전류단자, (+)전압단자, (-)전압단자, (-)전류단자를 배치시켜 각 단자들이 위에서 아래로 내려와 초전도 선재와 접촉하게 되면, 전류단자에서 전류를 흘리면서 전압단자에서 초전도 선재의 전압을 측정하는 방법이다.First, the critical current of the superconducting wire is measured in a batch manner so that the superconducting wire passes between two superconducting wire guide rollers located in the liquid nitrogen container. Under the superconducting wire, a support is formed to prevent the wire from being struck. In order to measure the critical current by the 4-terminal method, four terminals are arranged on the high-temperature superconducting tape in order by placing a positive current terminal, a positive voltage terminal, a negative voltage terminal and a negative current terminal, When the superconducting wire comes into contact with the superconducting wire, the voltage of the superconducting wire is measured at the voltage terminal while flowing current at the current terminal.

두번째 측정방법은 가이드롤러를 따라 테이프를 연속으로 보내면서 임계전류를 측정하는 장치로, 초전도 선재를 액체 질소 용기 내에 있는 가이드 롤러 사이를 지나가게 한다. 여기서, 상기 가이드 롤러는 (+)전류단자를 겸하고 있으며, 또한 다른 가이드 롤러는 (-)전류단자를 겸하고 있다. 이처럼 가이드 롤러가 초전도 선재를 이송시킬 뿐만 아니라 초전도 선재에 전류를 흘릴 수 있는 역할을 겸하고 있다. 그래서 초전도 선재가 움직이는 상태에서 전압을 측정하기 위해서는 별도의 단자가 필요한데, (+)전압단자용 롤러와 (-)전압단자용 롤러가 전압단자 역할을 한다. 연속형 임계전류 측정 장치를 사용하기 위해서는 초전도 선재 가이드롤러 사이의 초전도 선재를 강하게 당겨 초전도 선재 가이드롤러와 초전도 선재의 밀착력을 높여야 접촉저항을 줄일 수가 있다. 따라서 이러한 방법은 강도가 높은 초전도 선재의 임계전류 측정에 적합하다.The second measurement method is to measure the critical current while continuously feeding the tape along the guide roller, causing the superconducting wire to pass between the guide rollers in the liquid nitrogen container. Here, the guide roller also serves as a (+) current terminal, and the other guide rollers also serve as a (-) current terminal. In this way, the guide roller not only transports superconducting wire but also serves to flow current to superconducting wire. Therefore, in order to measure the voltage while the superconducting wire is moving, a separate terminal is required. The (+) voltage terminal roller and the (-) voltage terminal roller serve as voltage terminals. In order to use the continuous critical current measuring device, the contact resistance between the superconducting wire guide roller and the superconducting wire must be increased by strongly pulling the superconducting wire between the superconducting wire guide rollers. Therefore, this method is suitable for the critical current measurement of high strength superconducting wire.

그러나, 종래의 배치형 임계전류 측정 장치는 접촉식으로만 임계전류(Ic)를 측정할 수 있으며, 전류 및 전압단자에 인가되는 압력이 중요한 변수가 된다. 즉, 전류 통전을 위한 전류단자에서의 충분한 접촉면적을 확보하기 위해 압력을 인가하는 과정에서 과도한 압력에 의해 초전도 선재에 손상이 발생할 수 있으며 너무 압력이 약하면 전류 통전 때 접촉저항에 의한 측정 에러가 생기게 된다. 또한 전압단자에서도 마찬가지로 가하여지는 압력이 너무 낮으면 전압 측정에서 노이즈가 발생할 수 있으며, 너무 높으면 초전도 선재에 손상이 생길 수 있다. However, the conventional batch type critical current measuring device can measure the critical current Ic only in a contact manner, and the pressure applied to the current and voltage terminals becomes an important variable. That is, in the process of applying pressure to ensure a sufficient contact area at the current terminal for current conduction, damage to the superconducting wire may occur due to excessive pressure. If the pressure is too low, measurement error due to contact resistance may occur do. If the pressure applied at the voltage terminal is too low, noise may occur in the voltage measurement, and if it is too high, the superconducting wire may be damaged.

따라서, 비접촉식으로 초전도 선재의 임계전류(및/또는 결함) 측정의 정확성과 신뢰성을 확보할 수 있는 검출 장치 및 검출 방법이 요구되었다.
Therefore, there has been a demand for a detecting device and a detecting method that can ensure the accuracy and reliability of the measurement of the critical current (and / or defect) of the superconducting wire in a non-contact manner.

일본공개특허 2004-117082호Japanese Laid-Open Patent Application No. 2004-117082

본 발명은 비접촉식으로 신속하게 초전도 선재의 임계 전류 및/또는 결함을 평가할 수 있는 초전도 선재의 평가 방법 및 평가 장치를 제안하고자 한다.The present invention proposes a method and an apparatus for evaluating a superconducting wire capable of rapidly evaluating critical current and / or defects of a superconducting wire in a non-contact manner.

또는, 본 발명은 고온에서 초전도 선재의 임계 전류 및/또는 결함을 평가할 수 있는 초전도 선재의 평가 방법 및 평가 장치를 제안하고자 한다.
Alternatively, the present invention proposes a method and an apparatus for evaluating superconducting wires capable of evaluating critical currents and / or defects of superconducting wires at high temperatures.

본 발명의 일 측면에 따른 초전도 선재의 평가 방법은, 초전도 선재를 검사용 코일 어레이의 근처에 위치시키는 단계; 상기 초전도 선재에 상기 검사용 코일 어레이에서 발생된 자기장이 도달하도록, 상기 검사용 코일 어레이에 정현파 전원을 인가하는 단계; 및 상기 검사용 코일에 흐르는 전기적 파라미터의 형태로부터 상기 초전도 선재의 특성을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.A method of evaluating a superconducting wire according to an aspect of the present invention includes the steps of: positioning a superconducting wire near a coil array for inspection; Applying a sinusoidal wave power source to the test coil array so that a magnetic field generated from the test coil array reaches the superconducting wire; And determining a characteristic of the superconducting wire from the shape of an electric parameter flowing through the inspecting coil.

여기서, 상기 초전도 선재의 특성을 판단하는 단계에서는, 상기 검사용 코일 어레이에 흐르는 전류의 상기 정현파에 대한 고조파 성분의 비율을 이용할 수 있다.Here, in the step of determining the characteristics of the superconducting wire, the ratio of the harmonic component to the sine wave of the current flowing through the inspection coil array can be used.

여기서, 상기 검사용 코일 어레이는, 상기 초전도 선재의 길이 방향과 수직인 방향의 축에 전류가 흐르는 도선이 감겨진 형태를 가지는 검사용 코일 다수개를 포함할 수 있다.
Here, the inspecting coil array may include a plurality of inspecting coils having a form in which a conductor through which current flows is wound on an axis perpendicular to the longitudinal direction of the superconducting wire.

본 발명의 다른 측면에 따른 초전도 선재의 임계 전류 평가 방법은, 초전도 선재를 검사용 코일 어레이의 근처에 위치시키는 단계; 상기 초전도 선재에 상기 검사용 코일 어레이에서 발생된 자기장의 통과하도록, 상기 검사용 코일 어레이에 정현파 전류를 인가하는 단계; 상기 정현파 전류의 크기를 점차 증가시키면서, 상기 검사용 코일 어레이에 흐르는 전류에서 상기 정현파에 대한 제3 고조파 성분의 비율이 소정의 기준 비율을 넘을 때의 상기 정현파 전류의 크기를 확인하는 단계; 및 상기 확인된 상기 정현파 전류의 크기를 상기 초전도 선재의 임계 전류로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of evaluating a critical current of a superconducting wire, the method comprising: positioning a superconducting wire near a coil array for inspection; Applying a sinusoidal current to the inspecting coil array so that a magnetic field generated from the inspecting coil array passes through the superconducting wire; Confirming the magnitude of the sinusoidal current when the ratio of the third harmonic component to the sinusoidal wave exceeds a predetermined reference ratio from the current flowing through the inspection coil array while gradually increasing the magnitude of the sinusoidal current; And determining the magnitude of the determined sinusoidal current as a critical current of the superconducting wire.

여기서, 상기 기준 비율은, 검사용 코일의 형상 및 턴수에 따라 결정되는 값을 가질 수 있다.
Here, the reference ratio may have a value determined according to the shape of the inspection coil and the number of turns.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 초전도 선재의 결함 평가 방법은, 초전도 선재를 검사용 코일 어레이의 근처에 위치시키는 단계; 상기 초전도 선재에 상기 검사용 코일 어레이에서 발생된 자기장의 통과하도록, 상기 검사용 코일에 정현파 전류를 인가하는 단계; 상기 검사용 코일 어레이의 상기 초전도 선재의 길이 방향에서의 위치를 변경시키면서, 상기 검사용 코일 어레이에 흐르는 전류 및 전압의 기울기 성분을 모니터링하는 단계; 및 상기 검사용 코일 어레이의 다수의 변경된 위치에서의 상기 모니터링된 데이터로부터 상기 초전도 선재의 결함의 특성을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for evaluating defects in a superconducting wire, the method comprising: positioning a superconducting wire near a test coil array; Applying a sinusoidal current to the inspecting coil so that a magnetic field generated by the inspecting coil array passes through the superconducting wire; Monitoring a slope component of a current and a voltage flowing through the inspection coil array while changing a position of the inspection coil array in the longitudinal direction of the superconducting wire; And determining a characteristic of a defect of the superconducting wire from the monitored data at a plurality of changed positions of the inspection coil array.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 초전도 선재의 평가 장치는, 초전도 선재의 측정 구간을 이송시키기 위한 이송 장치; 상기 초전도 선재의 측정 구간에 자기장을 인가하기 위한 검사용 코일 어레이; 상기 검사용 코일 어레이에 구동 전력을 공급하는 구동부; 상기 인가된 자기장에 따라 상기 초전도 선재의 측정 구간에서 유발되는 전기적 특성을 검출하기 위한 측정부; 및 상기 측정부에서의 검출 데이터로부터 상기 초전도 선재의 측정 구간의 특성을 판단하는 평가 제어부를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for evaluating a superconducting wire, comprising: a conveying device for conveying a measurement period of the superconducting wire; A test coil array for applying a magnetic field to a measurement section of the superconducting wire; A driving unit for supplying driving power to the inspection coil array; A measuring unit for detecting an electrical characteristic induced in a measurement period of the superconducting wire according to the applied magnetic field; And an evaluation control unit for determining characteristics of a measurement period of the superconducting wire from detection data in the measurement unit.

여기서, 상기 구동부는, 상기 검사용 코일 어레이를 구성하는 각 검사용 코일로 기준 정현파의 교류 전력을 인가하고, 상기 측정부는, 상기 각 검사용 코일의 전기적 파라미터를 측정할 수 있다.Here, the driving unit applies AC power of a reference sinusoidal wave to each of the inspection coils constituting the inspection coil array, and the measurement unit can measure the electrical parameters of the inspection coils.

여기서, 상기 측정부는, 상기 기준 정현파의 기수 고조파 성분의 전압 또는 전류 크기를 검출하고, 상기 평가 제어부는, 고조파 성분 비율이 소정의 기준치를 넘으면 차폐 전류가 발생한 것으로 판정할 수 있다.Here, the measuring unit detects the voltage or current magnitude of the odd harmonic component of the reference sinusoidal wave, and the evaluation control unit can determine that the shielding current has occurred when the harmonic component ratio exceeds a predetermined reference value.

여기서, 상기 평가 제어부는, 초전도 소재의 평가 절차에 따라 상기 이송 장치의 동작을 제어하고, 상기 구동부를 이용하여 상기 검사용 코일 어레이가 자기장을 발생시키는 동작을 제어할 수 있다.Here, the evaluation control unit may control the operation of the transfer device in accordance with the evaluation procedure of the superconducting material, and may control the operation of the inspection coil array to generate the magnetic field by using the driving unit.

여기서, 상기 검사용 코일 어레이는, 상기 초전도 선재의 검사 구간에 각각 일렬로 배치할 수 있도록 직선형으로 배치된 검사용 코일들을 포함하며, 상기 각 검사용 코일은, 상기 초전도 선재의 길이 방향과 수직인 방향의 축에 전류가 흐르는 도선이 감겨진 형태를 가질 수 있다.
Here, the inspection coil array includes inspection coils linearly arranged in a line so as to be arranged in a line in an inspection region of the superconducting wire, and each of the inspection coils is perpendicular to the longitudinal direction of the superconducting wire Directional conductor may have a form in which a current-carrying wire is wound.

상술한 구성의 본 발명의 초전도 선재의 평가 방법 또는 평가 장치를 실시하면, 비접촉식으로 신속하게 초전도 선재의 임계 전류 및/또는 결함을 평가할 수 있는 이점이 있다.The evaluation method or evaluation apparatus for a superconducting wire of the present invention having the above-described structure has an advantage that the critical current and / or defects of the superconducting wire can be evaluated quickly in a non-contact manner.

또는, 본 발명의 초전도 선재의 평가 방법 또는 평가 장치는, 고온에서 초전도 선재의 임계 전류 및/또는 결함을 평가할 수 있는 이점이 있다.
Alternatively, the method or apparatus for evaluating a superconducting wire of the present invention has an advantage that a critical current and / or a defect of the superconducting wire can be evaluated at a high temperature.

도 1은 초전도 선재에 대한 원칙적인 임계 전류 판단 방법을 설명하기 위한 개념도.
도 2는 원칙적인 임계 전류 판단 방법에 따른 전압 - 전류 그래프.
도 3은 본 발명의 사상에 따라 고온에서 초전도 선재의 임계 전류 및 결함을 판정할 수 있는 초전도 선재의 평가 장치를 도시한 블록도.
도 4는 상기 검사용 코일 어레이를 구성하는 하나의 검사용 코일과 평가 대상 초전도 박막 선재의 검사시 배치 관계를 도시한 단면도.
도 5a는 차폐 전류가 역치 이전인 경우의 검사용 코일에 흐르는 전류 패턴을 나타낸 그래프.
도 5b는 차폐 전류가 역치를 넘는 경우의 검사용 코일에 흐르는 전류 패턴을 나타낸 그래프.
도 5c는 비교를 위해 도 5a 및 5b의 전류 패턴을 함께 도시한 그래프.
도 6은 초전도 선재가 포함할 수 있는 결함들을 예시한 개념도.
도 7은 결함과 검사용 코일의 위치에 따른 전압 - 전류 패턴들을 도시한 그래프.
도 8 및 도 9는 결함을 판정하는 구체적인 방법을 설명하기 그래프.
도 10은 도 3에 도시한 초전도 선재의 평가 장치를 이용한 초전도 선재의 평가 방법을 도시한 흐름도.
도 11은 도 3에 도시한 초전도 선재의 평가 장치를 이용한 초전도 선재의 임계 전류 평가 방법을 도시한 흐름도.
도 12는 도 3에 도시한 초전도 선재의 평가 장치를 이용한 초전도 선재의 결함 평가 방법을 도시한 흐름도.
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a principle critical current judging method for a superconducting wire. FIG.
2 is a voltage-current graph according to a principle critical current judging method.
3 is a block diagram showing a device for evaluating a superconducting wire capable of determining a critical current and a defect of the superconducting wire at a high temperature in accordance with the teachings of the present invention.
Fig. 4 is a cross-sectional view showing a layout relationship between one inspection coil and an evaluation target superconducting thin film wire constituting the inspection coil array. Fig.
5A is a graph showing a current pattern flowing in an inspection coil when a shielding current is before a threshold value.
FIG. 5B is a graph showing a current pattern flowing in the inspection coil when the shielding current exceeds a threshold value. FIG.
5C is a graph showing the current patterns of FIGS. 5A and 5B together for comparison; FIG.
6 is a conceptual diagram illustrating defects that a superconducting wire can include;
7 is a graph showing voltage-current patterns according to positions of defects and inspection coils.
Figures 8 and 9 are graphs illustrating a specific method of determining defects.
10 is a flowchart showing a method of evaluating a superconducting wire using the apparatus for evaluating a superconducting wire shown in Fig.
11 is a flowchart showing a method of evaluating a critical current of a superconducting wire using the apparatus for evaluating a superconducting wire shown in Fig.
12 is a flowchart showing a defect evaluation method of a superconducting wire using the evaluation apparatus for superconducting wire shown in Fig.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.   이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood that the present invention is not intended to be limited to the specific embodiments but includes all changes, equivalents, and alternatives included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. In describing the present invention, the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements may not be limited by terms. Terms are for the sole purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접 연결되어 있다거나 직접 접속되어 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. It is to be understood that when an element is referred to as being connected or connected to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but it may be understood that other elements may be present in between . On the other hand, when it is mentioned that an element is directly connected to or directly connected to another element, it can be understood that there is no other element in between.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다. It is to be understood that the term " comprising, " or " comprising " as used herein is intended to specify the presence of stated features, integers, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다. Also, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs . Terms such as those defined in commonly used dictionaries can be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art and, unless explicitly defined herein, are interpreted in an ideal or overly formal sense .

또한, 이하의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 명확하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
In addition, the following embodiments are provided so as to explain the invention more clearly to those skilled in the art. The shapes and sizes of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity.

임계 전류의 측정은 종래 기술의 접촉식 평가 방법과 같이 초전도 선재의 양단에 기전력을 점차 증가시키면서, 상기 초전도 선재 양단의 전압 및 전류를 모니터링하여, 초전도 특성이 사라지는 시점의 전류를 임계 전류로 판단하는 것이 원칙적이다. The measurement of the critical current is carried out by monitoring the voltage and current at both ends of the superconducting wire while gradually increasing the electromotive force at both ends of the superconducting wire as in the conventional contact evaluation method and judging the current at the time when the superconducting characteristic disappears to be a critical current It is in principle.

도 1 및 도 2는 상기 초전도 선재에 대한 원칙적인 임계 전류 판단 방법을 설명하기 위한 것이다.FIG. 1 and FIG. 2 illustrate a principle of determining a critical current for the superconducting wire.

도 1에 도시한 바와 같이 임계 전류를 측정하려는 초전도 선재의 측정 구간의 양단에 전원을 연결한 상태에서 전원의 전압 또는 전류를 증가시키면서, 상기 측정 구간의 전압 및 전류를 측정한다. As shown in FIG. 1, the voltage and current of the measurement section are measured while increasing the voltage or current of the power supply while the power supply is connected to both ends of the measurement section of the superconducting wire to measure the critical current.

도 2에 도시한 바와 같이 임계 전류 이전까지는 초전도 현상에 따라 전류가 증가하여도 전압이 증가하지 않다가, 임계 전류를 넘으면 전압이 전류 증가에 따라 증가하게 된다. 즉, 전압 증가가 나타나기 시작하는 전류가 임계 전류가 된다. 도시한 측정 방법은 초전도 현상이 나타나도록 초전도 선재의 측정 구간을 냉각하여야함은 물론이다.
As shown in FIG. 2, the voltage does not increase even if the current increases according to the superconducting phenomenon until the threshold current, but when the current exceeds the threshold current, the voltage increases as the current increases. That is, the current at which the voltage increase starts to appear is the threshold current. It is needless to say that the measurement method shown should cool the measurement section of the superconducting wire so that the superconducting phenomenon appears.

도 3은 본 발명의 사상에 따라 고온(상온)에서 초전도 선재의 임계 전류 및 결함을 판정할 수 있는 초전도 선재의 평가 장치를 도시한다.Fig. 3 shows a device for evaluating superconducting wires capable of judging critical currents and defects of superconducting wires at a high temperature (room temperature) according to the teachings of the present invention.

도시한 초전도 선재의 평가 장치는, 초전도 선재의 측정 구간을 이송시키기 위한 이송 장치(120); 초전도 선재의 측정 구간에 자기장을 인가하기 위한 검사용 코일 어레이(140); 상기 검사용 코일 어레이(140)에 구동 전력을 공급하는 구동부(150); 상기 인가된 자기장에 따라 상기 초전도 선재의 측정 구간에서 유발되는 전기적 특성을 검출하기 위한 측정부(180); 및 상기 측정부(180)에서의 검출 데이터로부터 상기 초전도 선재의 측정 구간의 임계 전류 또는 결함을 판단하는 평가 제어부(160)를 포함할 수 있다.The evaluation apparatus for a superconducting wire shown in the figure comprises: a conveying device 120 for conveying a measurement period of the superconducting wire; An inspection coil array 140 for applying a magnetic field to a measurement section of the superconducting wire; A driving unit 150 for supplying driving power to the inspection coil array 140; A measurement unit 180 for detecting electrical characteristics induced in a measurement period of the superconducting wire according to the applied magnetic field; And an evaluation control unit (160) for determining a critical current or a defect of a measurement interval of the superconducting tape from detection data of the measurement unit (180).

상기 평가 제어부(160)는, 초전도 소재의 평가 절차에 따라 상기 이송 장치(120)의 동작을 제어하고, 상기 구동부(150)를 이용하여 상기 검사용 코일 어레이(140)가 자기장을 발생시키는 동작을 제어할 수 있다. The evaluation control unit 160 controls the operation of the transfer device 120 according to the evaluation procedure of the superconducting material and performs an operation of causing the inspection coil array 140 to generate a magnetic field using the driving unit 150 Can be controlled.

상기 이송 장치(120)는 초전도 선재를 길이 방향으로 이송시켜, 평가를 원하는 측정 구간을 상기 검사용 코일 어레이(140)의 검사 영역에 위치시키기 위한 것으로, 도시한 바와 같이 수납된 초전도 선재를 상기 검사 영역으로 밀어넣는 제1 롤러 및 상기 검사 영역에서 빠져나온 초전도 선재를 감아서 수납하는 제2 롤러를 포함할 수 있다.The transfer device 120 is for transferring the superconducting wire in the longitudinal direction and positioning the measurement section desired to be evaluated in the inspection area of the inspection coil array 140. The superconducting wire, And a second roller for winding and storing the superconducting wire wound out of the inspection area.

상기 검사용 코일 어레이(140)는 상기 초전도 선재의 검사 구간에 각각 일렬로 배치할 수 있도록 직선형으로 배치된 검사용 코일들로 이루어질 수 있으며, 각 검사용 코일은 상기 초전도 선재의 길이 방향과 수직인 방향의 축에 전류가 흐르는 도선이 감겨진 형태를 가질 수 있다.The inspection coil array 140 may be composed of inspection coils arranged in a straight line so as to be arranged in a line in an inspection zone of the superconducting wire, and each of the inspection coils is perpendicular to the longitudinal direction of the superconducting wire Directional conductor may have a form in which a current-carrying wire is wound.

상기 구동부(150)는 상기 검사용 코일 어레이(150)를 구성하는 각 검사용 코일로 기준 정현파의 교류 전력을 인가하는 회로로 구현될 수 있다.The driving unit 150 may be implemented as a circuit for applying AC power of reference sine wave to each of the inspection coils constituting the inspection coil array 150.

상기 측정부(180)는, 상기 각 검사용 코일의 전압 및/또는 전류 등 전기적 파라미터를 측정할 수 있다. 예컨대, 임계 전류 판정을 위해 상기 각 검사용 코일의 상기 기준 정현파의 기수 고조파 성분의 전압 또는 전류 크기를 검출할 수 있다.
The measuring unit 180 may measure electrical parameters such as a voltage and / or a current of each of the inspection coils. For example, the voltage or current magnitude of the odd harmonic component of the reference sinusoidal wave of each of the inspection coils can be detected for the determination of the critical current.

도 4는 하나의 상기 검사용 코일 어레이(140)를 구성하는 하나의 검사용 코일과 평가 대상 초전도 박막 선재의 검사시 배치 관계를 도시한 것이다.Fig. 4 shows a layout relationship of one inspection coil and one evaluation superconducting thin film wire constituting one inspection coil array 140 at the time of inspection.

도시한 바와 같이, 상기 검사용 코일에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자기장은 상기 초전도 박막 선재를 길이 방향으로 통과하는 경로를 형성하여 순환하며, 이에 따라 초전도 박막 선재에서는 자기장에 대항하는 차폐 전류가 발생하게 된다.As shown in the figure, the magnetic field generated by the current flowing through the inspecting coil forms a path through the superconducting thin film wire in the longitudinal direction and circulates. As a result, a shielding current against the magnetic field is generated in the superconducting thin film wire do.

이때, 상기 검사용 코일에 인가되는 정현파 교류 전류를 역치(threshold) 이상이 흐르면 구형파에 가까운 차폐 전류가 형성되고 이때의 고조파의 크기를 통해 선재의 특성을 평가할 수 있다.At this time, when a sinusoidal alternating current applied to the inspecting coil passes a threshold or more, a shielding current close to a square wave is formed, and the characteristics of the wire can be evaluated through the magnitude of harmonics at this time.

도 5a에서는 상기 차폐 전류가 상기 역치 이전인 경우의 상기 검사용 코일에 흐르는 전류 패턴이며, 도 5b는 상기 차폐 전류가 상기 역치를 넘는 경우의 상기 검사용 코일에 흐르는 전류 패턴이며, 도 5c는 비교를 위해 도 5a 및 5b의 전류 패턴을 함께 도시한 것이다.5A is a current pattern flowing through the inspecting coil when the shielding current is before the threshold value, FIG. 5B is a current pattern flowing through the inspecting coil when the shielding current exceeds the threshold value, and FIG. Lt; RTI ID = 0.0 > 5A < / RTI >

상기 검사용 코일에 상기 기준 정현파 교류 전류를 낮은 수준에서 시작하여 점차 높여가면서, 도 5b의 전류 패턴이 발생되는 지점에서의 상기 기준 정현파 교류 전류의 크기에 따른 상기 차폐 전류 크기로부터, 상기 초전도 박막 선재의 임계 전류를 판정할 수 있다.From the shielding current magnitude according to the magnitude of the reference sinusoidal alternating current at the point where the current pattern of FIG. 5B is generated while gradually increasing the reference sinusoidal alternating current from the low level to the inspecting coil, Can be determined.

그런데, 상기 도 5b의 전류 패턴이 발생되는 지점을 판단하는 방안은 다양하나, 비교적 구현이 용이한 방법으로는, 도 5b의 전류 패턴은 기준 정현파 성분 뿐만 아니라 기준 정현파 주파수보다 높은 성분이 많이 포함됨을 감안하여, 기준 정현파 주파수보다 높은 고주파 성분을 측정하는 것이다. 예컨대, 고조파 성분 비율이 소정의 기준치를 넘으면 차폐 전류가 발생한 것으로 판정할 수 있다.However, the method of determining the point at which the current pattern shown in FIG. 5B is generated varies. However, in a relatively easy implementation, the current pattern of FIG. 5B includes not only a reference sinusoidal component but also a component higher than a reference sinusoidal frequency It is necessary to measure a high frequency component higher than the reference sinusoidal frequency. For example, if the harmonic component ratio exceeds a predetermined reference value, it can be determined that the shielding current has occurred.

한편, 상기 차폐 전류는 기준 정현파에 의해 유발되는 효과이기 때문에 기준 정현파에 대한 고조파 성분이 많으며, 기준 정현파의 패턴을 억제하는 것은 기수 고조파이기 때문에, 기준 정현파의 기수 고조파 성분을 측정하는 것이 유리하다. 상기 기수 고조파 성분 중에서는 제3 고조파가 가장 비율이 높으므로, 간이한 구현에서는 제3 고조파 성분만을 측정할 수 있다.
On the other hand, since the shielding current is an effect caused by the reference sinusoidal wave, it is advantageous to measure the radial harmonic component of the reference sinusoidal wave because the harmonic component of the reference sinusoidal wave is large and the pattern of the reference sinusoidal wave is suppressed. Since the third harmonic has the highest ratio among the odd harmonic components, only the third harmonic component can be measured in a simple implementation.

도 6은 초전도 선재가 포함할 수 있는 결함들을 예시한 것인데, 검사용 코일이 결함 근처에 배치되는 구도를 도시하였다. 패턴 1은 길이 방향의 긴 결함, 패턴 2는 폭 방향 긴 결함, 패턴 3은 길이 방향 짧은 결함, 패턴 4는 폭 방향 짧은 결함을 의미한다.Fig. 6 illustrates defects that may be included in the superconducting wire, and shows a configuration in which the inspection coil is disposed near the defects. The pattern 1 is a long defect in the longitudinal direction, the pattern 2 is a long defect in the width direction, the pattern 3 is a short defect in the longitudinal direction, and the pattern 4 is a short defect in the width direction.

도 7는 결함과 검사용 코일의 위치에 따른 전압 - 전류 패턴들을 도시한 것이며, 도 8 및 도 9는 결함을 판정하는 구체적인 방법을 설명하기 위한 것이다.FIG. 7 shows voltage-current patterns according to the positions of the defects and the inspection coils, and FIGS. 8 and 9 are for explaining a specific method of determining defects.

도 7에 도시한 바와 같이 결함과 검사용 코일과의 거리에 따른 특성이 나타나지만, 이 패턴들에 나타나는 특성을 알고리즘으로 판정하기는 어렵기 때문에, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이 검사용 코일과 결함과의 거리에 따른 n값의 변화가 소정의 패턴을 벗어나는 지점에서 결함이 존재한다고 판정하는 방식으로 구현할 수 있다.
As shown in Fig. 7, although the characteristics depending on the distance between the defect and the inspection coil are shown, it is difficult to determine the characteristics appearing in these patterns by the algorithm. Therefore, as shown in Figs. 8 and 9, It is determined that there is a defect at a point where the change of the n value according to the distance between the defect and the defect is out of the predetermined pattern.

도 10은 도 3에 도시한 초전도 선재의 평가 장치를 이용한 초전도 선재의 평가 방법을 도시한 흐름도이다. 도시한 평가 방법에서는 구체적인 평가 항목으로서의 초전도 선재의 특성은 한정하지 않았으며, 후술할 임계 전류 및 결함을 포함한 다양한 항목들이 될 수 있다.10 is a flowchart showing a method of evaluating a superconducting wire using the apparatus for evaluating a superconducting wire shown in Fig. In the illustrated evaluation method, the characteristics of the superconducting wire as a specific evaluation item are not limited, and may be various items including a critical current and a defect to be described later.

도시한 초전도 선재의 평가 방법은, 초전도 선재를 검사용 코일 어레이의 근처에 위치시키는 단계(S20); 상기 초전도 선재에 상기 검사용 코일 어레이에서 발생된 자기장이 도달하도록, 상기 검사용 코일 어레이에 정현파 전원을 인가하는 단계(S40); 및 상기 검사용 코일에 흐르는 전기적 파라미터의 형태로부터 상기 초전도 선재의 특성을 판단하는 단계(S60)를 포함할 수 있다.The evaluation method of the illustrated superconducting wire includes the steps of (S20) positioning the superconducting wire near the inspection coil array; (S40) applying a sinusoidal wave power source to the inspection coil array so that a magnetic field generated from the inspection coil array reaches the superconducting wire; And determining a characteristic of the superconducting wire from the shape of an electric parameter flowing in the inspection coil (S60).

상기 S20 단계는 도 3의 이송부가 초전도 선재의 측정 구간을 검사 영역에 위치시키는 방식으로 수행될 수 있다.The step S20 may be performed by placing the measurement region of the superconducting wire in the inspection region of the conveyance unit of FIG.

상기 S40 단계는 도 3의 구동부에서 기준 정현파 교류 전류를 상기 검사용 코일 어레이에 인가하여 자기장을 생성하는 방식으로 수행될 수 있다. 이때, 상기 검사용 코일 어레이를 구성하는 다수 개의 검사용 코일들에 동시에 기준 정현파 교류 전류를 공급하거나, 또는, 소정의 순서에 따라 기준 정현파 교류 전류를 공급할 수 있다.In operation S40, the driving unit of FIG. 3 may apply a reference sinusoidal AC current to the test coil array to generate a magnetic field. At this time, reference sinusoidal alternating currents may be supplied to the plurality of inspection coils constituting the inspection coil array at the same time, or may be supplied with a reference sinusoidal alternating current in a predetermined order.

상기 S60 단계에서, 구체적인 평가 항목으로서의 초전도 선재의 특성 및 구체적인 평가 방법은 제한하지 않았다. 예컨대, 상기 초전도 선재의 특성으로서, 초전도 선재의 임계 전류 및 결함의 위치/종류가 될 수 있다. 예컨대, 구체적인 평가 방법으로서, 상기 검사용 코일에 흐르는 상기 기준 정현파 교류 전류의 기수 고조파 성분이 될 수 있다.
In step S60, the characteristics of the superconducting wire as a specific evaluation item and a specific evaluation method are not limited. For example, the characteristic of the superconducting wire can be the critical current of the superconducting wire and the position / type of the defect. For example, as a specific evaluation method, it may be a radix harmonic component of the reference sinusoidal alternating current flowing in the inspection coil.

도 11은 도 3에 도시한 초전도 선재의 평가 장치를 이용한 초전도 선재의 임계 전류 평가 방법을 도시한 흐름도이다. 11 is a flowchart showing a method of evaluating a critical current of a superconducting wire using the apparatus for evaluating a superconducting wire shown in Fig.

도시한 임계 전류 평가 방법은, 초전도 선재를 검사용 코일 어레이의 근처에 위치시키는 단계(S120); 상기 초전도 선재에 상기 검사용 코일 어레이에서 발생된 자기장의 통과하도록, 상기 검사용 코일 어레이에 정현파 전류를 인가하는 단계(S140); 상기 정현파 전류의 크기를 점차 증가시키면서, 상기 검사용 코일 어레이에 흐르는 전류에서 상기 정현파에 대한 제3 고조파 성분의 비율이 소정의 기준 비율을 넘을 때의 상기 정현파 전류의 크기를 확인하는 단계(S150); 및 상기 확인된 상기 정현파 전류의 크기를 상기 초전도 선재의 임계 전류로 판단하는 단계(S160)를 포함할 수 있다.The illustrated critical current evaluation method includes a step (S120) of placing a superconducting wire near a test coil array; A step (S140) of applying a sinusoidal current to the inspection coil array so that a magnetic field generated from the inspection coil array passes through the superconducting wire; A step (S150) of checking the magnitude of the sinusoidal current when the ratio of the third harmonic component to the sinusoidal wave exceeds the predetermined reference ratio from the current flowing through the inspection coil array while gradually increasing the magnitude of the sinusoidal current; ; And determining the magnitude of the determined sinusoidal current as a critical current of the superconducting tape (S160).

상기 S120 단계 및 S140 단계는 도 10의 S20 단계 및 S40 단계와 유사하므로 중복되는 설명은 생략하겠다.Since steps S120 and S140 are similar to steps S20 and S40 of FIG. 10, duplicate descriptions will be omitted.

상기 S150 단계는, 상술한 도 4 및 도 5a 내지 5c에 대한 설명에서의 검사용 코일에 인가되는 정현파 교류 전류를 역치(threshold) 이상이 흐르면 구형파에 가까운 차폐 전류가 형성되고 이때의 고조파를 판단하는 과정으로서 수행될 수 있다.If the sinusoidal AC current applied to the inspecting coil in the description of FIG. 4 and FIGS. 5A to 5C is greater than a threshold value, the step S 150 forms a shielding current close to the square wave and determines the harmonic As shown in FIG.

상기 S150 단계에서, 상술한 바와 같이 임계 전류로 판단하는 제3 고조파 성분의 기준 비율은, 검사용 코일의 형상과 턴 수에 따라 결정될 수 있다.In step S150, the reference ratio of the third harmonic component determined as the threshold current as described above may be determined according to the shape of the inspection coil and the number of turns.

다른 구현의 상기 S150 단계는, 제3 고조파 뿐만 아니라 다른 기수 고조파의 성분을 이용할 수 있다. 예컨대, 기본 주파수를 1kHz의 신호를 사용하며, 제3, 제5, 제7 고조파의 성분을 측정할 수 있다.
The step S150 of the other implementation may use components of other radix harmonics as well as the third harmonic. For example, a signal having a fundamental frequency of 1 kHz may be used, and the components of the third, fifth, and seventh harmonics may be measured.

도 12는 도 3에 도시한 초전도 선재의 평가 장치를 이용한 초전도 선재의 결함 평가 방법을 도시한 흐름도이다.12 is a flowchart showing a defect evaluation method of a superconducting wire using the evaluation apparatus for superconducting wire shown in Fig.

도시한 초전도 선재의 결함 평가 방법은, 초전도 선재를 검사용 코일 어레이의 근처에 위치시키는 단계(S220); 상기 초전도 선재에 상기 검사용 코일 어레이에서 발생된 자기장의 통과하도록, 상기 검사용 코일에 정현파 전류를 인가하는 단계(S240); 상기 검사용 코일 어레이의 상기 초전도 선재의 길이 방향에서의 위치를 변경시키면서, 상기 검사용 코일 어레이에 흐르는 전류 및 전압의 기울기 성분을 모니터링하는 단계(S250); 및 상기 검사용 코일 어레이의 다수의 변경된 위치에서의 상기 모니터링된 데이터로부터 상기 초전도 선재의 결함의 특성을 판단하는 단계(S260)를 포함할 수 있다.The method for evaluating defects of a superconducting wire as shown in the following is a step (S220) of placing a superconducting wire near a test coil array; (S240) applying a sinusoidal current to the inspection coil so that a magnetic field generated from the inspection coil array passes through the superconducting wire; Monitoring a slope component of a current and a voltage flowing through the inspection coil array while changing a position of the inspection coil array in the longitudinal direction of the superconducting wire; And determining (S260) a characteristic of a defect of the superconducting tape from the monitored data at a plurality of changed positions of the inspection coil array.

상기 S220 단계 및 S240 단계는 도 10의 S20 단계 및 S40 단계와 유사하므로 중복되는 설명은 생략하겠다.Since steps S220 and S240 are similar to steps S20 and S40 of FIG. 10, duplicate descriptions will be omitted.

상기 S250 단계는, 상술한 도 7 내지 9에 도시한 그래프 패턴을 획득하기 위한 과정으로서, 주기적으로 상기 검사용 코일에 흐르는 전류 및 전압을 측정하는 과정을 포함할 수 있다.The step S250 may include a step of periodically measuring a current and a voltage flowing in the inspection coil, in order to obtain the graph pattern shown in FIGS.

상기 S250 단계의 기울기 성분은 하기 수학식 1에 따라 정의되는 n 값을 이용할 수 있다.The slope component of step S250 may be an n value defined by the following equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 S260 단계는, 상술한 도 7 내지 9에 대한 설명과 같이 검사용 코일과 결함과의 거리에 따른 n값의 변화가 소정의 패턴을 벗어나는 지점에서 결함이 존재한다고 판정하는 방식으로 수행할 수 있다.
The above-described step S260 may be performed in such a manner that it is determined that there is a defect at a point where a change in the value of n according to the distance between the inspection coil and the defect deviates from the predetermined pattern as described with reference to Figs. 7 to 9 .

상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
It should be noted that the above-described embodiments are intended to be illustrative, not limiting. In addition, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

120 : 이송 장치
140 : 검사용 코일 어레이
150 : 구동부
160 : 평가 제어부
180 : 측정부
120: Feeding device
140: Coil array for inspection
150:
160:
180:

Claims (11)

초전도 선재를 검사용 코일 어레이의 근처에 위치시키는 단계;
상기 초전도 선재에 상기 검사용 코일 어레이에서 발생된 자기장이 도달하도록, 상기 검사용 코일 어레이에 정현파 전원을 인가하는 단계; 및
상기 검사용 코일에 흐르는 전기적 파라미터의 형태로부터 상기 초전도 선재의 특성을 판단하는 단계
를 포함하는 초전도 선재의 평가 방법.
Placing a superconducting wire near a test coil array;
Applying a sinusoidal wave power source to the test coil array so that a magnetic field generated from the test coil array reaches the superconducting wire; And
Determining a characteristic of the superconducting wire from the shape of an electric parameter flowing in the inspecting coil
Wherein the superconducting wire is made of a metal.
제 1 항에 있어서,
상기 초전도 선재의 특성을 판단하는 단계에서는,
상기 검사용 코일 어레이에 흐르는 전류의 상기 정현파에 대한 고조파 성분의 비율을 이용하는 초전도 선재의 평가 방법.
The method according to claim 1,
In the step of determining the characteristics of the superconducting wire,
Wherein a ratio of a harmonic component with respect to the sine wave of a current flowing through the inspection coil array is used.
제 1 항에 있어서,
상기 검사용 코일 어레이는, 상기 초전도 선재의 길이 방향과 수직인 방향의 축에 전류가 흐르는 도선이 감겨진 형태를 가지는 검사용 코일 다수개를 포함하는 초전도 선재의 평가 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the inspecting coil array includes a plurality of inspecting coils having a form in which a conductor through which an electric current flows is wound on an axis perpendicular to the longitudinal direction of the superconducting wire.
초전도 선재를 검사용 코일 어레이의 근처에 위치시키는 단계;
상기 초전도 선재에 상기 검사용 코일 어레이에서 발생된 자기장의 통과하도록, 상기 검사용 코일 어레이에 정현파 전류를 인가하는 단계;
상기 정현파 전류의 크기를 점차 증가시키면서, 상기 검사용 코일 어레이에 흐르는 전류에서 상기 정현파에 대한 제3 고조파 성분의 비율이 소정의 기준 비율을 넘을 때의 상기 정현파 전류의 크기를 확인하는 단계; 및
상기 확인된 상기 정현파 전류의 크기를 상기 초전도 선재의 임계 전류로 판단하는 단계
를 포함하는 초전도 선재의 임계 전류 평가 방법.
Placing a superconducting wire near a test coil array;
Applying a sinusoidal current to the inspecting coil array so that a magnetic field generated from the inspecting coil array passes through the superconducting wire;
Confirming the magnitude of the sinusoidal current when the ratio of the third harmonic component to the sinusoidal wave exceeds a predetermined reference ratio from the current flowing through the inspection coil array while gradually increasing the magnitude of the sinusoidal current; And
Determining the magnitude of the sine wave current as the critical current of the superconducting tape,
Wherein the superconducting wire has a peak current density of at least 10%.
제 4 항에 있어서,
상기 기준 비율은, 검사용 코일의 형상 및 턴수에 따라 결정되는 값을 가지는 초전도 선재의 임계 전류 평가 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the reference ratio has a value determined according to the shape and number of turns of the inspection coil.
초전도 선재를 검사용 코일 어레이의 근처에 위치시키는 단계;
상기 초전도 선재에 상기 검사용 코일 어레이에서 발생된 자기장의 통과하도록, 상기 검사용 코일에 정현파 전류를 인가하는 단계;
상기 검사용 코일 어레이의 상기 초전도 선재의 길이 방향에서의 위치를 변경시키면서, 상기 검사용 코일 어레이에 흐르는 전류 및 전압의 기울기 성분을 모니터링하는 단계; 및
상기 검사용 코일 어레이의 다수의 변경된 위치에서의 상기 모니터링된 데이터로부터 상기 초전도 선재의 결함의 특성을 판단하는 단계
를 포함하는 초전도 선재의 결함 평가 방법.
Placing a superconducting wire near a test coil array;
Applying a sinusoidal current to the inspecting coil so that a magnetic field generated by the inspecting coil array passes through the superconducting wire;
Monitoring a slope component of a current and a voltage flowing through the inspection coil array while changing a position of the inspection coil array in the longitudinal direction of the superconducting wire; And
Determining a characteristic of a defect of the superconducting tape from the monitored data at a plurality of changed positions of the test coil array
Wherein the superconducting wire has a thickness of 10 to 100 mu m.
초전도 선재의 측정 구간을 이송시키기 위한 이송 장치;
상기 초전도 선재의 측정 구간에 자기장을 인가하기 위한 검사용 코일 어레이;
상기 검사용 코일 어레이에 구동 전력을 공급하는 구동부;
상기 인가된 자기장에 따라 상기 초전도 선재의 측정 구간에서 유발되는 전기적 특성을 검출하기 위한 측정부; 및
상기 측정부에서의 검출 데이터로부터 상기 초전도 선재의 측정 구간의 특성을 판단하는 평가 제어부
를 포함하는 초전도 선재의 평가 장치.
A transfer device for transferring a measurement period of the superconducting wire;
A test coil array for applying a magnetic field to a measurement section of the superconducting wire;
A driving unit for supplying driving power to the inspection coil array;
A measuring unit for detecting an electrical characteristic induced in a measurement period of the superconducting wire according to the applied magnetic field; And
An evaluation control section for determining characteristics of a measurement section of the superconducting wire from detection data in the measurement section,
Wherein the superconducting tape is wound around the superconducting tape.
제 7 항에 있어서,
상기 구동부는, 상기 검사용 코일 어레이를 구성하는 각 검사용 코일로 기준 정현파의 교류 전력을 인가하고,
상기 측정부는, 상기 각 검사용 코일의 전기적 파라미터를 측정하는 초전도 선재의 평가 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the driving unit applies AC power of a reference sinusoidal wave to each of the inspection coils constituting the inspection coil array,
Wherein the measuring section measures an electrical parameter of each of the inspection coils.
제 8 항에 있어서,
상기 측정부는, 상기 기준 정현파의 기수 고조파 성분의 전압 또는 전류 크기를 검출하고,
상기 평가 제어부는, 고조파 성분 비율이 소정의 기준치를 넘으면 차폐 전류가 발생한 것으로 판정하는 초전도 선재의 평가 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the measuring unit detects a voltage or a current magnitude of the odd harmonic component of the reference sinusoidal wave,
And the evaluation control section determines that a shielding current has occurred when the harmonic component ratio exceeds a predetermined reference value.
제 7 항에 있어서,
상기 평가 제어부는, 초전도 소재의 평가 절차에 따라 상기 이송 장치의 동작을 제어하고, 상기 구동부를 이용하여 상기 검사용 코일 어레이가 자기장을 발생시키는 동작을 제어하는 초전도 선재의 평가 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the evaluation control section controls the operation of the conveyance device in accordance with an evaluation procedure of the superconducting material and controls the operation of the inspection coil array to generate a magnetic field by using the driving section.
제 7 항에 있어서,
상기 검사용 코일 어레이는, 상기 초전도 선재의 검사 구간에 각각 일렬로 배치할 수 있도록 직선형으로 배치된 검사용 코일들을 포함하며,
상기 각 검사용 코일은, 상기 초전도 선재의 길이 방향과 수직인 방향의 축에 전류가 흐르는 도선이 감겨진 형태를 가지는 초전도 선재의 평가 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the inspection coil array includes inspection coils arranged linearly so as to be arranged in a line in an inspection zone of the superconducting wire,
Wherein each of the inspection coils has a form in which a conductor through which current flows is wound on an axis perpendicular to the longitudinal direction of the superconducting wire.
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