一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置，包括測試室，所述測試室內(nèi)盛裝有冷媒，所述測試室內(nèi)還設(shè)置有通過超導(dǎo)線帶材依次連接的放線輪、第一導(dǎo)輪、第二導(dǎo)輪、第三導(dǎo)輪、第四導(dǎo)輪和收線輪，所述第一導(dǎo)輪、第二導(dǎo)輪、第三導(dǎo)輪和第四導(dǎo)輪均浸沒于冷媒中，所述放線輪和收線輪均布設(shè)于冷媒上方，所述第一導(dǎo)輪與第四導(dǎo)輪之間連接有相串聯(lián)的電源和標(biāo)準(zhǔn)電阻，所述標(biāo)準(zhǔn)電阻的兩端并聯(lián)連接有第一納伏表，所述第二導(dǎo)輪與第三導(dǎo)輪之間連接有第二納伏表。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單緊湊，設(shè)計巧妙合理，設(shè)備成本低，推廣面大，測試結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確可靠，可廣泛適用于超導(dǎo)線帶材的測試。
【專利說明】一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于超導(dǎo)材料測試裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]B1-2212、B1-2223和YBCO均是目前可實用化的高溫超導(dǎo)材料，其中B1-2223超導(dǎo)材料和YBCO超導(dǎo)材料可應(yīng)用于液氮溫區(qū)(77K)，B1-2223和YBCO僅可制成寬度與厚度之比大于10的扁帶。該種帶材在77K低溫下的載流性能很高，工程電流密度在8000A/cm2?25000A/cm2，帶材的硬度較差一般為銀合金或銅，超導(dǎo)層為陶瓷，應(yīng)力較高或壓力較大就有可能造成帶材的損傷。B1-2212超導(dǎo)材料的超導(dǎo)臨界轉(zhuǎn)變溫度為80K，在液氮溫區(qū)的臨界電流密度很小，因此其不可用于液氮溫區(qū)甚至不能在液氮溫區(qū)精確地測出其臨界電流。
[0003]目前測試超導(dǎo)線帶材主要有兩種方法，一種方法是通過隨機截取一段線帶材進(jìn)行測試；另一種方法是將整根線帶材繞制成磁體后進(jìn)行測試。但這兩種測試方式都有致命的缺點。隨機截取測試法費時費力，測試結(jié)果與線帶材的實際情況有一定的誤差，而且測試后的線帶材不能再使用，因此這種方式僅適用于研究破壞性測試，不能作為超導(dǎo)線帶材生產(chǎn)產(chǎn)品的出廠質(zhì)量檢測。而整個磁體測試法，往往需要大量昂貴的液氦，而且測試后發(fā)現(xiàn)磁體不超導(dǎo)或性能較低，不能判定是線帶材整體的問題還是線帶材局部的問題。
[0004]因此，開發(fā)一種低成本、可準(zhǔn)確判定超導(dǎo)線帶材載流性能的測試裝置，對即將實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)有極其重要的意義。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置。該裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊，設(shè)計巧妙合理，設(shè)備成本低，推廣面大，測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可廣泛適用于超導(dǎo)線帶材的測試。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置，其特征在于:包括測試室，所述測試室內(nèi)盛裝有冷媒，所述測試室內(nèi)還設(shè)置有通過超導(dǎo)線帶材依次連接的放線輪、第一導(dǎo)輪、第二導(dǎo)輪、第三導(dǎo)輪、第四導(dǎo)輪和收線輪，所述第一導(dǎo)輪、第二導(dǎo)輪、第三導(dǎo)輪和第四導(dǎo)輪均浸沒于冷媒中，所述放線輪和收線輪均布設(shè)于冷媒上方，所述第一導(dǎo)輪與第四導(dǎo)輪之間連接有相串聯(lián)的電源和標(biāo)準(zhǔn)電阻，所述標(biāo)準(zhǔn)電阻的兩端并聯(lián)連接有第一納伏表，所述第二導(dǎo)輪與第三導(dǎo)輪之間連接有第二納伏表。
[0007]上述的一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置，其特征在于:所述測試室的形狀為U形。
[0008]上述的一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置，其特征在于:所述測試室內(nèi)設(shè)置有冷媒液位探測器。
[0009]上述的一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置，其特征在于:所述測試室內(nèi)設(shè)置有冷媒溫度檢測器。[0010]上述的一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置，其特征在于:還包括第一機械泵和第二機械泵，所述第一機械泵和第二機械泵對稱設(shè)置于測試室的左右兩側(cè)。
[0011]上述的一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置，其特征在于:還包括冷媒儲罐，所述冷媒儲罐通過電磁閥與測試室連接。
[0012]上述的一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置，其特征在于:所述超導(dǎo)線帶材為B1-2212超導(dǎo)線帶材。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0014]1、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單緊湊，設(shè)計合理，設(shè)備成本低，推廣面大，測試準(zhǔn)確，可適用于超導(dǎo)線帶材的測試。
[0015]2、本實用新型充分利用標(biāo)準(zhǔn)四引線法測試超導(dǎo)線帶材的載流性能，并利用冷媒來保證穩(wěn)定低溫環(huán)境，能夠準(zhǔn)確計算出超導(dǎo)線帶材在其應(yīng)用溫區(qū)的載流性能。本實用新型將冷媒與連續(xù)無損測試相結(jié)合，可作為超導(dǎo)線帶材產(chǎn)品出廠的檢測手段，對超導(dǎo)線帶材的產(chǎn)業(yè)化有極其重要的意義。
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本實用新型第一導(dǎo)輪與第四導(dǎo)輪之間，以及第二導(dǎo)輪與第三導(dǎo)輪之間的連接關(guān)系不意圖。
[0019]附圖標(biāo)記說明:
[0020]I一測試室；2—冷媒；3—超導(dǎo)線帶材；
[0021]4-1 一第一導(dǎo)輪；4-2—第二導(dǎo)輪；4-3—第三導(dǎo)輪；
[0022]4-4一第四導(dǎo)輪；6_1—第一機械泵；6_2—第二機械泵；
[0023]7一放線輪；8 —電磁閥；9一冷媒儲iil ；
[0024]10—冷媒溫度檢測器； 11一冷媒液位探測器； 12—收線輪；
[0025]20—電源；21—標(biāo)準(zhǔn)電阻；22-1—第一納伏表；
[0026]22-2—第二納伏表。
【具體實施方式】
[0027]如圖1和圖2所示的超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置，包括測試室1，所述測試室I內(nèi)盛裝有冷媒2，所述測試室I內(nèi)還設(shè)置有通過超導(dǎo)線帶材3依次連接的放線輪7、第一導(dǎo)輪4-1、第二導(dǎo)輪4-2、第三導(dǎo)輪4-3、第四導(dǎo)輪4-4和收線輪12，所述第一導(dǎo)輪4_1、第二導(dǎo)輪4-2、第三導(dǎo)輪4-3和第四導(dǎo)輪4-4均浸沒于冷媒2中，所述放線輪7和收線輪12均布設(shè)于冷媒2上方，所述第一導(dǎo)輪4-1與第四導(dǎo)輪4-4之間連接有相串聯(lián)的電源20和標(biāo)準(zhǔn)電阻21，所述標(biāo)準(zhǔn)電阻21的兩端并聯(lián)連接有第一納伏表22-1，所述第二導(dǎo)輪4-2與第三導(dǎo)輪4-3之間連接有第二納伏表22-2。
[0028]本實施例中，所述測試室I的形狀為U形。
[0029]本實施例中，所述測試室I內(nèi)設(shè)置有冷媒液位探測器11。
[0030]本實施例中，所述測試室I內(nèi)設(shè)置有冷媒溫度檢測器10。[0031]本實施例中,還包括第一機械泵6-1和第二機械泵6-2,所述第一機械泵6-1和第二機械泵6-2對稱設(shè)置于測試室I的左右兩側(cè)。
[0032]本實施例中，還包括冷媒儲罐9，所述冷媒儲罐9通過電磁閥8與測試室I連接。
[0033]本實施例中，所述超導(dǎo)線帶材3為B1-2212超導(dǎo)線帶材。
[0034]本實用新型超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置的工作過程為:首先將待測試超導(dǎo)線帶材3裝在放線輪7上，將收線輪12與步進(jìn)電機連接，然后利用步進(jìn)電機拉動超導(dǎo)線帶材3進(jìn)行連續(xù)運動，使超導(dǎo)線帶材3浸沒于冷媒2中進(jìn)行載流性能測試，具體測試過程為:利用第一納伏表22-1測得標(biāo)準(zhǔn)電阻21兩端的電壓值V1，利用第二納伏表22-2測得位于第一導(dǎo)輪4-1與第四導(dǎo)輪4-4之間的超導(dǎo)線帶材3的電壓值V2。然后利用標(biāo)準(zhǔn)四引線法，以I μ v/cm作為超導(dǎo)電流的判據(jù)，根據(jù)V1和V2值對超導(dǎo)線帶材3是否失超進(jìn)行判定。此外，利用標(biāo)準(zhǔn)電阻21的電阻值R計算得出位于第一導(dǎo)輪4-1與第四導(dǎo)輪4-4之間的超導(dǎo)線帶材3的電流A，A=N1ZR,即為該超導(dǎo)線帶材3的臨界電流。
[0035]具體實施過程中，在對B1-2212超導(dǎo)線帶材的載流性能進(jìn)行測試時，可采用溫度為65K的固氮與液氮的混合物作為冷媒2。并且在將B1-2212超導(dǎo)線帶材3浸沒于冷媒2中進(jìn)行載流性能測試時，可利用第一機械泵6-1和第二機械泵6-2及時抽出冷媒2產(chǎn)生的揮發(fā)氮氣，并通過冷媒儲罐9向冷媒2中及時補加液氮，以充分保證冷媒2的穩(wěn)定低溫環(huán)境。
[0036]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制。凡是根據(jù)實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置，其特征在于:包括測試室(I)，所述測試室(I)內(nèi)盛裝有冷媒(2)，所述測試室(I)內(nèi)還設(shè)置有通過超導(dǎo)線帶材(3)依次連接的放線輪(7)、第一導(dǎo)輪(4-1)、第二導(dǎo)輪(4-2)、第三導(dǎo)輪(4-3)、第四導(dǎo)輪(4-4)和收線輪(12)，所述第一導(dǎo)輪(4-1)、第二導(dǎo)輪(4-2)、第三導(dǎo)輪(4-3)和第四導(dǎo)輪(4-4)均浸沒于冷媒(2)中，所述放線輪(7)和收線輪(12)均布設(shè)于冷媒(2)上方，所述第一導(dǎo)輪(4-1)與第四導(dǎo)輪(4-4)之間連接有相串聯(lián)的電源(20)和標(biāo)準(zhǔn)電阻(21)，所述標(biāo)準(zhǔn)電阻(21)的兩端并聯(lián)連接有第一納伏表(22-1)，所述第二導(dǎo)輪(4-2)與第三導(dǎo)輪(4-3)之間連接有第二納伏表(22-2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置，其特征在于:所述測試室(I)的形狀為U形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置，其特征在于:所述測試室(I)內(nèi)設(shè)置有冷媒液位探測器(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置，其特征在于:所述測試室(I)內(nèi)設(shè)置有冷媒溫度檢測器(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置，其特征在于:還包括第一機械泵(6-1)和第二機械泵(6-2),所述第一機械泵(6-1)和第二機械泵(6-2)對稱設(shè)置于測試室(I)的左右兩側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置，其特征在于:還包括冷媒儲罐(9 )，所述冷媒儲罐(9 )通過電磁閥(8 )與測試室(I)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超導(dǎo)線帶材載流性能連續(xù)測試裝置，其特征在于:所述超導(dǎo)線帶材(3)為B1-2212超導(dǎo)線帶材。
【文檔編號】G01R31/00GK203616414SQ201320824210
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】郝清濱, 李成山, 張勝楠, 李高山, 熊曉梅, 賈佳林, 張平祥 申請人:西北有色金屬研究院