KR920000712B1 - 직접 검사 가능한 초전도체 접속자 및 상기 접속자를 이용한 초전도성 자석 조립 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

직접 검사 가능한 초전도체 접속자 및 상기 접속자를 이용한 초전도성 자석 조립 방법

제1도는 본 발명에 따른 검사 루프를 포함하는 초전도성 전기접속자의 등각도.

제2도는 본 발명에 따라 제조된 접속자를 검사하기 위한 검사 세트-업의 등각 절삭도.

제3도는 일반적인 시간 눈금상에 도시된 1차 전류와 결과로 발생한 자속 밀도로, 검사 루프를 포함하는 초전도체 접속자의 전형적인 검사 결과를 나타낸 그래프.

제4도는 일반적인 시간 눈금상에 도시된 1차 전류와 결과로 발생한 자속 밀도로, 검사 루프가 제거된 초전도체 접속자의 전형적인 검사 결과를 나타낸 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5,7 : 초전도체 리드 9 : 접속자

11 : 검사 루프 13 : 드워

본 발명은 초전도체 접속자(joint)에 관한 것으로서 특히, 쉽게 검사가 가능한 초전도체 접속자에 관한 것이다.

초전도성은 전력을 낭비함이 없이, 전류를 이동시키기 위한 절대 온도 0°에 가까운 저온에서의 특정 물질의 특성이다. 초전도성 또는 영구성 모드를 설정하기 위하여, 초전도성 와이어를 갖는 전자석 권선은 초전도성 온도로 냉각되며, 외부 직류 전원 장치로 활성화된다. 일반적으로, 액체 헬륨이 약 4.2。K로 초전도성 장치를 냉각시키는데 사용된다. 소망의 전류와 자기장이 설정되었을 때, 연속적인 루프내로 코일 와이어를 접속시키는 스위치는 폐쇄되며, 전원 장치는 단절된다. 루프내에 저항성(비전도성) 소자가 없다면, 전류 및 자기장은 막연하게 일정함을 유지할 것이다.

스위치는 간단하게 그것을 정상(저항성)으로 만들기 위하여 가열된 와이어부를 구성한다. 그러므로, 적어도 하나의 와이어 대 와이어의 접속은 루프를 완성시키기 위한 자석을 필요로 한다. 하나 이상의 코일을 갖는 자석에 대해, 하나의 연속적인 와이어를 갖는 모든 코일을 감는데에는 어려움이나 곤란함이 있으며, 몇몇의 접속자가 필요하다. 영구성 모드에 대해, 그러한 접속자는 자석의 동작중 자계에 영향을 받을 때 정상상태로 되지 않는다.

일반적으로, 초전도성 전기 접속의 완전성을 결정하는데 사용하는 방법은 자석 코일 접속자를 만든 후에와 이전에 검사 샘플 접속자를 만드는 것을 포함한다. 검사 접속자는 영구성 및 퀀치(quench)전류의 값에 대한 초전도성 환경(4.2。K)에서 접속자를 검사하므로써 행해진다. 이 자석 접속이 만족스럽게 연결된 직전 및 직후에 상기 샘플이 만들어진다면, 자석 접속은 또한 만족스럽게 될 것이다. 전기적 접속 그 자체의 최초 검사는 전체의 자석 시스템이 저온 유지 장치내에서 완전하게 조립되어 용접 밀폐될때까지 행해지지 않는다. 불완전한 접속이 존재한다면, 저온 유지 장치와 자석 시스템의 철저한 분해가 접속자 수선을 행하는데 필요하다. 1.5 테슬라(Tesla) 초전도성 자석은 35초 전도성 접속자 이상을 가질 수 있다.

본 발명의 목적은 상기 접속이 되어진 직후와 자석 시스템의 조립 이전에 완전성과 영구성을 검사할 수 있는 초전도성 자석용 전기 코일 접속을 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 완전한 자석을 4.2。K 환경에 배치할 필요없이 완전성과 영구성을 직접 검사할 수 있는 초전도성 자석용 전기 코일 접속을 제공하는데 있다.

본 발명의 한 양상에 있어서, 직접 검사 가능한 초전도체 접속자는 초전도체 와이어와 검사 루프와 접속되어질 두 개의 초전도체 와이어를 구비한다. 검사 루프의 단부와 접속되어질 두 개의 초전도체 와이어의 단부는 단일 접속자로 상호 결합된다.

본 발명의 또다른 양상에 따르면, 직접 검사 가능한 초전도체 접속자를 사용하는 초전도성 자석을 조립하기 위한 방법은 초전도체 와이어의 검사 루프를 형성하는 단계를 포함한다. 다음, 검사 루프의 두 단부와 접속되어질 초전도체의 두 단부는 하나의 접속자로 접속된다. 접속자에 의해 접속된 초전도체 와이어의 검사 루프는 초전도성을 검사하며, 초전도체 와이어의 검사 루프는 접속자에 의해 덮여지지 않은 루프의 부분을 절삭하므로써 제거된다.

이하 첨부한 도면을 참조로 하여 더욱 상세히 설명할 것이다.

도면에 있어서, 동일한 도면 번호는 동일한 소자를 나타내며, 제1도의 초전도체 접속자는 접속성 두 개의 초전도체 리드(5 및 7), 접속자(9) 초전도체 와이어의 검사 루프(11)의 단부를 도시한다. 초전도체 와이어는 니오븀 티타늄 합금 필라멘트로 매립된 동 매트릭스의 합성물을 포함할 수 있다. 접속자는 본원의 양수인에게 양도되었으며, 1983년 12월 30일 출원된 명칭이“초전도성 와이어 및 코일용 초전도성 접속자와 형성 방법”인 계류중인 출원 제567,117호에 기술된 바와같은 임의의 초전도성 납땜 기술을 사용하여 만들 수 있으며, 특허원 제567,117호는 참조로 본원에 합체되었다.

초전도성 검사 루프가 초전도체가 자석 시스템내에 접속되는 각 개별 전기적 접속에 포함될 때 접속이 형성된 후 직접 접속자를 검사할 수 있으며, 또한 접속자가 접근하기 쉽게 될 때, 자석 시스템의 수명내에서 접속자를 재검사할 수 있다.

제2도에 있어서, 검사 루프(11)를 포함하는 접속자(9)를 검사하기 위하여, 접속자는 액체 헬륨을 포함하는 드워(dewar, 13)내에 위치되어 검사 루프와 납땜 연결이 4.2。K에 있도록 한다. 검사 루프는 검사 샘플의 삽입과 빼냄을 허용하는 약 4피트 긴 1/4〃 직경의 얇은 벽으로 된 스테인레스 스틸관(17)의 단부상의 텍스톨리트 표본 홀더(15)상에 설치된다.

또한 드워내에는 제1코일 및 검사 루프와 동축적으로 설치된 초전도성 제1코일(21) 및 홀-탐침 가우스메터(23)가 있다. 가우스메터는 눈금 측정을 유지하기 위하여 실제적으로 실내온도에서 동작되며, 진공인 스테인레스 스틸 용기(25)내에 가우스메터를 설치하므로써 액체 헬륨으로부터 절연되며, 건조 질소의 매 시간당 3피트의 흐름으로 가라앉는다. 가우스메터는 전류에 의해 발생된 자기장을 측정하므로써 루프 전류의 측정을 행한다. 저항 히터(27)는 표본 홀더(15)에 부착되어 있으며, 본질적으로 검사 루프(11)와 접촉되어 있다. 히터의 리드는 자석 코일 리드(5 및 7)와 함께 홀더에까지 뻗어 있다. 1.8 오옴 저항 히터에 1 내지 2앰프의 적용은 몇초내에 검사 루프를 정상적으로 구동시키며, 히터 전류가 정지되면, 상기 루프는 몇초내에 초전도성 상태로 돌아갈 것이다.

4.2。K 상태에서 검사 루프로 자석을 시뮬레이트하는 초전도체 와이어의 대형 루프와 절대 온도에서의 와이어의 대형 루프에 따른 접속자 검사 루프의 검사 결과는 제3도에 도시되어 있다. 여자 또는 제1차 코일은 4.2。K에서 드워내에 위치한다. 제1차 코일의 여자 전류는 램프 업되어 가우스메터에 의해 검출된 선속이 증가하는 결과가 된다. 이때 검사 코일은 가열되어 시간 A에서 검사 코일이 정상적으로 구동되며, 검사 코일에서의 반대 전류가 중단되도록 한다. 검사 코일의 유도된 전류없이, 제1차 코일에서 흐르는 전류는 자력 선속 밀도가 증가하게 된다. 여자 전류가 일정하므로 히터 전류는 중지되고 다시 검사 루프가 초전도성이 된다. 여자 전류는 램프 다운되어 검사 루프에서 전류가 유도되며 여자 전류가 0으로 감소된 후에 조차도 검사 루프에서 전류가 유도된다. 가우스메터는 선속 밀도를 측정한다. 가우스메터는 전류 감소를 체크하도록 모니터된다.

제4도는 절단에 의해 제거된 거사 루프와 내부물에 감겨 있으며 드워에 배치되어 있는 자석 코일을 시뮬레이트하는 와이어의 대형 루프와의 결합에 대한 검사의 결과의 그래프를 도시한다. 제1차 코일에서의 여자 전류는 램프 업되어 검사 내부물상의 루프에서 전류가 유도된다. 가우스메터에 의해 측정된 자력 선속 밀도는 증가한다. 열은 루프 제동에서 반대 전류에 의해 시간 B에서 루프를 정상적으로 구동시키는 검사 내부물상의 루프에 인가되어, 자력 선속 밀도가 증가하는 결과가 된다. 상기 열은 제거되고, 루프는 다시 초전도성이 된다. 제1차 코일에서의 여자 전류가 0으로 램프 다운될 때 반대 전류는 상기 루프를 흐른다. 1차 전류가 가소함에 따라 자력 선속 밀도는 감소하며, 1차 전류가 0일 때 검사 루프 전류의 측정을 제공한다.

자석 코일을 여기시키는 초전도성 와이어의 대형 루프를 사용하여 몇 개의 샘플 검사의 결과를 보여주는 다음의 표에서 볼 수 있는 바와같이, 제거된 거사 루프와의 결합 전체의 전류값의 크기는 검사 장비 전원의 최대 출력의 한계와 고전류 레벨을 얻을 수 없는 능력 때문에 검사 루프의 전류 크기와 단지 약간 다르다. 이들 접속자 각각의 똑같은 퀀치 전류값은 검사 루프에 의해 또는 검사 루프가 없이도 얻어질 수 있다.

[표]

표에서, *은 퀀치 전류값을 나타내며, 다른 샘플들은 그것의 퀀치 가능 출력에 대해 검사되지 않는다.

**은 상기 값에 제한된 검사 장비 전원 장치의 최대 전류 가능 출력을 나타낸다.

실내 온도 상태에 있으며, 검사 루프가 초전도성일 때, 제1도의 초전도체 와이어(5) 및 (6)의 단부는 단부(5) 및 (6)이 루프내에 형성되더라도 4.2。K 환경내의 검사 루프와 비교하여 무한한 저항이 나타난다. 접속자내에 전송된 영구성 전류는 하나의 초전도체 필라멘트로부터 다른 필라멘트로 납땜을 통하여 전송된다. 그러므로, 검사 루프로부터 얻어진 검사값은 자석 접속자 그 자체내의 값을 나타낸다.

접속자가 자석내에 위치되었을 때, 검사 루프는 잘려질 수 있다. 양자택일로, 검사 루프는 자석 필드내의 비동차성을 피하도록 자계에 직각 이동 위치될 수 있다. 루프가 제거되지 않고, 접속자로부터 남겨지고 유도되는 몇몇 피트의 와이어가 감겨지지 않는다면, 접속자는 원한다면 다시, 접속자를 드워내로 저하시키고 그곳을 통하는 전류를 감소시킴으로써 개별적으로 자석 조립후에 검사될 수 있다.

앞서 기술한 것은 자석 시스템의 조립 이전과 접속이 되어진 후 즉시 완전성과 영구성을 검사할 수 있는 초전도성 자석용 전기 코일 접속에 관한 것이다.

본 발명이 양호한 실시예를 참조하여 기술되었다 할지라도 본 발명은 본 발명의 정신 및 범주를 벗어남이 없이 상기 기술에 익숙한 자에 의해 다양한 변경이 가능하다.

Claims (4)

1. 초전도체 와이어의 검사 루프와, 접속되어질 두 개의 초전도체 와이어 및, 단일 접속자에 접속되어질 상기 검사 루프의 단부와 상기 두 초전도체 와이어의 단부를 연결시키는 접속자를 구비하는 것을 특징으로 하는 직접 검사 가능한 초전도체 접속자.
2. 제1항에 있어서, 상기 접속자는 납땜으로된 접속자인 것을 특징으로 하는 직접 검사 가능한 초전도체 접속자.
3. 초전도체 와이어의 검사 루프를 형성하는 단계와, 한 납땜 접속자에 접속되어질 상기 루프의 두 단부와 초전도체 와이어의 두 단부를 납땜하는 단계와, 상기 납땜 접속자에 의해 접속된 초전도성 와이어의 루프를 초전도성에 대해 검사하는 단계 및, 상기 접속자에 의해 밀폐되지 않은 루프의 부분을 절단하므로써 상기 루프를 제거하는 단계를 포함하는 직접 검사 가능한 초전도체 접속자를 사용한 초전도성 자석 조립 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 접속자는 납땜으로된 접속자인 것을 특징으로 하는 즉시 검사 가능한 초전도체 접속자를 사용한 초전도성 자석 조립 방법.

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