一种超导磁体的开关装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及超导磁体技术领域，公开了一种超导磁体的开关装置，包括：壳体，导冷组件，传感部，水冷组件和控制模块，壳体内部设置有线圈支架，导冷组件放置在线圈支架上，导冷组件连接于超导磁体，传感部设置在壳体内，传感部用于获取导冷组件的实时温度，水冷组件设置在导冷组件的一侧，水冷组件用于对导冷组件进行冷却，控制模块电连接于传感部和水冷组件，且控制模块用于对传感部和水冷组件进行管理和控制，本发明专利技术可以提高开关装置对超导磁体的冷却效率，有效地缩短对超导磁体的冷却时间，使生热和制冷量达到动态平衡，既能极大程度上减少超导磁体设备的运行成本，又能极大加强设备的稳定性和可靠性。的稳定性和可靠性。的稳定性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种超导磁体的开关装置


[0001]本专利技术涉及超导磁体
，特别是涉及一种超导磁体的开关装置。

技术介绍

[0002]随着超导技术的发展，超导磁体在高能物理、医疗、军工、科研等领域的应用越来越普遍，种类也越来越多。由于超导磁体的超导体只有在满足特定条件（如温度、磁场、电流密度）时才能体现超导特性。一旦条件被破坏，超导体将会发生失超。如，当超导磁体线圈摩擦运动时产生的能量扰动加热一段超导线导致其温度高于临界温度时就会发生失超现象，被加热的那段超导线转变成带有一定电阻的正常状态， 由此形成的焦耳热将进一步升高正常区域的温度和增加正常区域的大小。
[0003]当前，为了提高超导磁体的载流能力，超导磁体的工作温区一般在10 K以下，工作时通常采用固体传导冷却的冷却方式。目前的固体传导冷却方式主要是通过铜板等热的良导体将超导磁体的热量传递到制冷机，再由制冷机冷头吸走热量，实现制冷。而当前制冷机的功率是一定的，开机时制冷机就处于最大功率状态，满负荷运行制冷，吸收超导磁体经铜板传导过来的热量。但铜板的导热能力是一定的，且磁体实际产生的热量与磁体具体工况有关。若制冷机的功率过大，则会造成能源浪费，还会导致超导磁体出现开裂，若制冷功率过小，则无法实现制冷需要。若能研发一种超导磁体的开关装置，能够自动实时搜索温度，并根据计算值同时设定制冷系统的功率，使生热和制冷量达到动态平衡，既能极大程度上减少超导磁体设备的运行成本，又能极大加强设备的稳定性和可靠性。
[0004]因此，研发一种具有实时搜索、计算、设定功能的超导磁体的开关装置十分有必要。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种超导磁体的开关装置，用以解决现有技术中开关装置对超导磁体冷却效率低，进而导致超导磁体失超，且无法保证生热和制冷量达到动态平衡的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种超导磁体的开关装置，包括：壳体，内部设置有线圈支架；导冷组件，放置在所述线圈支架上，所述导冷组件连接于超导磁体；传感部，设置在所述壳体内，所述传感部用于获取所述导冷组件的实时温度；水冷组件，设置在所述导冷组件的一侧，所述水冷组件用于对所述导冷组件进行冷却；控制模块，电连接于所述传感部和所述水冷组件，且所述控制模块用于对所述传感部和所述水冷组件进行管理和控制；所述水冷组件包括：冷却管，内含有冷却介质；
冷凝器，设置在所述冷却管的端部，且电连接于所述控制模块，所述冷凝器用于控制所述冷却介质的温度；所述控制模块包括：采集单元，用于采集所述导冷组件的实时温度A；处理单元，用于根据所述导冷组件的实时温度A与所述导冷组件的工作温度e之间的关系判断是否需要对所述冷凝器设定工作状态指令，若所述导冷组件的实时温度A大于所述导冷组件的工作温度e，则所述处理单元判断需要根据所述导冷组件的实时温度A设定所述冷凝器的工作状态指令；若所述导冷组件的实时温度A小于或等于所述导冷组件的工作温度e，则所述处理单元判断不需要根据所述导冷组件的实时温度A设定所述冷凝器的工作状态指令；控制单元，用于根据所述工作状态指令对所述冷凝器进行控制；在所述处理单元中，当需要根据所述导冷组件的实时温度A设定所述冷凝器的工作状态指令时，所述处理单元根据所述导冷组件的实时温度A设定所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间。
[0007]在其中一个实施例中，所述导冷组件包括：超导接头；导冷线圈，所述导冷线圈通过所述超导接头连接于所述超导磁体，所述导冷线圈用于降低所述超导磁体的温度。
[0008]在其中一个实施例中，所述处理单元根据所述导冷组件的实时温度A设定所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间时，所述处理单元用于预先设定第一预设实时温度B1，第二预设实时温度B2，第三预设实时温度B3，第四预设实时温度B4，且B1＜B2＜B3＜B4；所述处理单元用于预先设定第一预设初始工作功率C1，第二预设初始工作功率C2，第三预设初始工作功率C3，第四预设初始工作功率C4，第五预设初始工作功率C5，且C1＜C2＜C3＜C4＜C5；所述处理单元用于预先设定第一预设初始工作时间D1，第二预设初始工作时间D2，第三预设初始工作时间D3，第四预设初始工作时间D4，第五预设初始工作时间D5，且D1＜D2＜D3＜D4＜D5；所述处理单元还用于根据所述导冷组件的实时温度A与各预设实时温度之间的关系设定所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间：当A＜B1时，选定所述第一预设初始工作功率C1作为所述冷凝器的初始工作功率，选定所述第一预设初始工作时间D1作为所述冷凝器的初始工作时间；当B1≤A＜B2时，选定所述第二预设初始工作功率C2作为所述冷凝器的初始工作功率，选定所述第二预设初始工作时间D2作为所述冷凝器的初始工作时间；当B2≤A＜B3时，选定所述第三预设初始工作功率C3作为所述冷凝器的初始工作功率，选定所述第三预设初始工作时间D3作为所述冷凝器的初始工作时间；当B3≤A＜B4时，选定所述第四预设初始工作功率C4作为所述冷凝器的初始工作功率，选定所述第四预设初始工作时间D4作为所述冷凝器的初始工作时间；当B4≤A时，选定所述第五预设初始工作功率C5作为所述冷凝器的初始工作功率，
选定所述第五预设初始工作时间D5作为所述冷凝器的初始工作时间。
[0009]在其中一个实施例中，所述处理单元在将所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间分别设定为第i预设初始工作功率Ci和第i预设初始工作时间Di时，i=1，2，3，4，5；所述控制单元根据所述第i预设初始工作功率Ci和所述第i预设初始工作时间Di对所述冷凝器进行控制之后，所述采集单元控制所述传感部获取所述导冷组件的调节温度E；所述处理单元根据所述导冷组件的调节温度E与所述导冷组件的工作温度e之间的关系判断是否需要对所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间进行修正，若所述导冷组件的调节温度E大于所述导冷组件的工作温度e，则所述处理单元判断需要对所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间进行修正，并根据所述导冷组件的调节温度E与所述导冷组件的工作温度e之间的温度差值E
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e对所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间进行修正；若所述导冷组件的调节温度E小于或等于所述导冷组件的工作温度e，则所述处理单元判断不需要对所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间进行修正。
[0010]在其中一个实施例中，当所述处理单元根据所述导冷组件的调节温度E与所述导冷组件的工作温度e之间的温度差值E
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e对所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间进行修正时，所述处理单元用于预先设定第一预设温度差值G1，第二预设温度差值G2，第三预设温度差值G3，第四预设温度差值G4，且G1＜G2＜G3＜G4；所述处理单元用于预先设定第一预设初始工作功率修正系数h1，第二预设初始工作功率修正系数h2，第三预设初始工作功率修正系数h3，第四预设初始工作功率修正系数h4，第五预设初始工作功率修正系数h5，且1＜h1＜h2＜h3＜h4＜h5＜1.4；所述处理单元用于预先设定第一预设初始工作时间修本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超导磁体的开关装置，其特征在于，包括：壳体，内部设置有线圈支架；导冷组件，放置在所述线圈支架上，所述导冷组件连接于超导磁体；传感部，设置在所述壳体内，所述传感部用于获取所述导冷组件的实时温度；水冷组件，设置在所述导冷组件的一侧，所述水冷组件用于对所述导冷组件进行冷却；控制模块，电连接于所述传感部和所述水冷组件，且所述控制模块用于对所述传感部和所述水冷组件进行管理和控制；所述水冷组件包括：冷却管，内含有冷却介质；冷凝器，设置在所述冷却管的端部，且电连接于所述控制模块，所述冷凝器用于控制所述冷却介质的温度；所述控制模块包括：采集单元，用于采集所述导冷组件的实时温度A；处理单元，用于根据所述导冷组件的实时温度A与所述导冷组件的工作温度e之间的关系判断是否需要对所述冷凝器设定工作状态指令，若所述导冷组件的实时温度A大于所述导冷组件的工作温度e，则所述处理单元判断需要根据所述导冷组件的实时温度A设定所述冷凝器的工作状态指令；若所述导冷组件的实时温度A小于或等于所述导冷组件的工作温度e，则所述处理单元判断不需要根据所述导冷组件的实时温度A设定所述冷凝器的工作状态指令；控制单元，用于根据所述工作状态指令对所述冷凝器进行控制；在所述处理单元中，当需要根据所述导冷组件的实时温度A设定所述冷凝器的工作状态指令时，所述处理单元根据所述导冷组件的实时温度A设定所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间。2.根据权利要求1所述的超导磁体的开关装置，其特征在于，所述导冷组件包括：超导接头；导冷线圈，所述导冷线圈通过所述超导接头连接于所述超导磁体，所述导冷线圈用于降低所述超导磁体的温度。3.根据权利要求1所述的超导磁体的开关装置，其特征在于，所述处理单元根据所述导冷组件的实时温度A设定所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间时，所述处理单元用于预先设定第一预设实时温度B1，第二预设实时温度B2，第三预设实时温度B3，第四预设实时温度B4，且B1＜B2＜B3＜B4；所述处理单元用于预先设定第一预设初始工作功率C1，第二预设初始工作功率C2，第三预设初始工作功率C3，第四预设初始工作功率C4，第五预设初始工作功率C5，且C1＜C2＜C3＜C4＜C5；所述处理单元用于预先设定第一预设初始工作时间D1，第二预设初始工作时间D2，第三预设初始工作时间D3，第四预设初始工作时间D4，第五预设初始工作时间D5，且D1＜D2＜D3＜D4＜D5；所述处理单元还用于根据所述导冷组件的实时温度A与各预设实时温度之间的关系设
定所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间：当A＜B1时，选定所述第一预设初始工作功率C1作为所述冷凝器的初始工作功率，选定所述第一预设初始工作时间D1作为所述冷凝器的初始工作时间；当B1≤A＜B2时，选定所述第二预设初始工作功率C2作为所述冷凝器的初始工作功率，选定所述第二预设初始工作时间D2作为所述冷凝器的初始工作时间；当B2≤A＜B3时，选定所述第三预设初始工作功率C3作为所述冷凝器的初始工作功率，选定所述第三预设初始工作时间D3作为所述冷凝器的初始工作时间；当B3≤A＜B4时，选定所述第四预设初始工作功率C4作为所述冷凝器的初始工作功率，选定所述第四预设初始工作时间D4作为所述冷凝器的初始工作时间；当B4≤A时，选定所述第五预设初始工作功率C5作为所述冷凝器的初始工作功率，选定所述第五预设初始工作时间D5作为所述冷凝器的初始工作时间。4.根据权利要求3所述的超导磁体的开关装置，其特征在于，所述处理单元在将所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间分别设定为第i预设初始工作功率Ci和第i预设初始工作时间Di时，i=1，2，3，4，5；所述控制单元根据所述第i预设初始工作功率Ci和所述第i预设初始工作时间Di对所述冷凝器进行控制之后，所述采集单元控制所述传感部获取所述导冷组件的调节温度E；所述处理单元根据所述导冷组件的调节温度E与所述导冷组件的工作温度e之间的关系判断是否需要对所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间进行修正，若所述导冷组件的调节温度E大于所述导冷组件的工作温度e，则所述处理单元判断需要对所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间进行修正，并根据所述导冷组件的调节温度E与所述导冷组件的工作温度e之间的温度差值E
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e对所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间进行修正；若所述导冷组件的调节温度E小于或等于所述导冷组件的工作温度e，则所述处理单元判断不需要对所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间进行修正。5.根据权利要求4所述的超导磁体的开关装置，其特征在于，当所述处理单元根据所述导冷组件的调节温度E与所述导冷组件的工作温度e之间的温度差值E
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e对所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间进行修正时，所述处理单元用于预先设定第一预设温度差值G1，第二预设温度差值G2，第三预设温度差值G3，第四预设温度差值G4，且G1＜G2＜G3＜G4；所述处理单元用于预先设定第一预设初始工作功率修正系数h1，第二预设初始工作功率修正系数h2，第三预设初始工作功率修正系数h3，第四预设初始工作功率修正系数h4，第五预设初始工作功率修正系数h5，且1＜h1＜h2＜h3＜h4＜h5＜1.4；所述处理单元用于预先设定第一预设初始工作时间修正系数y1，第二预设初始工作时间修正系数y2，第三预设初始工作时间修正系数y3，第四预设初始工作时间修正系数y4，第五预设初始工作时间修正系数y5，且1＜y1＜y2＜y3＜y4＜y5＜1.4；所述处理单元还用于根据所述温度差值E
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e与各预设温度差值之间的关系对所述冷凝器的初始工作功率和初始工作时间进行修正：当E
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e＜G1时，选定所述第一预设初始工作功率修正系数h1对所述第i预设初始工作功率Ci进行修正，修正后的冷凝器的初始工作功率为Ci*h1，选定所述第一预设初始工作时间
修正系数y1对所述第i预设初始工作时间Di进行修正，修正后的冷凝器的初始工作时间为Di*y1；当G1≤E
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【专利技术属性】
技术研发人员：伍锐，马韬，戴少涛，胡磊，李超，刘显东，
申请(专利权)人：江西联创光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：