【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超导线测试，具体为一种超导线临界电流测试装置及测试方法。
技术介绍
1、目前应用最广泛的超导材料为低温超导线材，低温超导线材被广泛应用到磁共振成像仪(mri)，核磁共振谱仪(nmr)，磁控直拉单晶硅设备(mcz)、粒子加速器、超导储能系统(smes)、磁约束核聚变装置(tokamak)等领域。
2、现有技术中，低温超导线材的临界电流测试时需要在液氦下进行性能测试，目前使用的是带背景场超导线圈的低温杜瓦，背景场超导线圈和样品都浸泡在液氦中，超导磁体冷却会消耗大量的液氦，而且测试时使用液氦维持超导状态，液氦属于全球战略物资，近年来由于各种影响，全球氦气供应都出现了史无前例的短缺，液氦价格成倍在上涨，导致现有技术中的液氦使用量较大，企业的生产成本较高。另外，采用超导线样品使用直接冷却的方式进行性能测试效率较低，不适用批量超导线性能测试。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种超导线临界电流测试装置及测试方法，提供可以调节的背景磁场，能够明显减少超导线材测试用液氦使用量，而且能够快速得到性能数据，以解决上述
技术介绍
中提出现有技术中的液氦使用量较大，企业的生产成本较高。以及采用超导线样品使用直接冷却的方式进行性能测试效率较低，不适用批量超导线性能测试的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下一种技术方案：
3、一种超导线临界电流测试装置，包括提供背景磁场的超导磁体，所述提供背景磁场的超导磁体内部连接有超导线样品测试恒温器，所述超
4、所述提供背景磁场的超导磁体包括超导线圈、超导磁体低温恒温器、超导磁体用制冷机、室温孔和铜编织软连接，所述提供背景磁场的超导磁体的内部中心处设置有室温孔，所述室温孔外侧设置有超导线圈，所述超导线圈外侧设置有超导磁体低温恒温器，所述超导线圈一侧还通过铜编织软连接连接有超导磁体用制冷机；
5、所述超导线样品测试恒温器包括氦槽、辐射屏、外真空层、样品测试恒温器用制冷机、超导线样品区、液氦存储区、液氦液面计、冷凝器、氮槽、样品杆入口、安全阀、第二冷屏和辐射板，所述超导线样品测试恒温器与提供背景磁场的超导磁体的室温孔连接处设置有超导线样品区，所述超导线样品区外侧设置有氦槽，所述氦槽内部设置有液氦存储区和液氦液面计，所述氦槽外侧设置有辐射屏，所述辐射屏中心处设置有辐射板，所述辐射屏外侧设置有外真空层，所述超导线样品测试恒温器的端部中心处设置有样品杆入口，所述样品杆入口内部套设有样品杆；
6、当所述超导线样品测试恒温器内部设置有样品测试恒温器用制冷机时，所述样品测试恒温器顶部连接有样品测试恒温器用制冷机，所述样品测试恒温器用制冷机包括冷凝器，所述冷凝器连接于样品测试恒温器用制冷机的冷头端，所述样品测试恒温器用制冷机顶部连接有制冷机底座，所述制冷机底座贯穿超导线样品测试恒温器的端部与超导线样品测试恒温器的端部固定连接，所述样品杆入口一侧设置有压力传感器，所述样品杆入口另一侧超导线样品测试恒温器的端部表面设置有安全阀，所述超导线样品测试恒温器还电性连接有压力控制单元。
7、当所述超导线样品测试恒温器内部没有设置样品测试恒温器用制冷机时，所述辐射屏与外真空层之间设置有氮槽，所述样品杆入口侧面设置有安全阀，所述氮槽顶部还设置有液氮输液口。
8、进一步优选地，所述压力控制单元还包括加热器、压力控制器，所述加热器设置于氦槽内部，所述压力传感器电性连接于压力控制器。
9、进一步优选地，所述氦槽包括超导线样品区氦槽、液氦存储区氦槽和样品腔，所述超导线样品区氦槽设置于超导线样品区内部，所述液氦存储区氦槽设置于液氦存储区内部。
10、进一步优选地，所述样品杆靠近超导线样品区氦槽的一端设置有超导线样品。
11、进一步优选地，所述超导线圈包括铌钛超导线圈、铌三锡超导线圈和高温超导线圈，所述室温孔外侧由内向外依次设置有高温超导线圈、铌三锡超导线圈和铌钛超导线圈，且所述超导线圈上下两侧分别设置有温度计探头。
12、进一步优选地，所述超导磁体低温恒温器包括第一冷屏、高温超导电流引线和真空层，所述超导线圈外侧设置有第一冷屏，所述第一冷屏外侧设置有真空层，所述第一冷屏一侧连接于超导磁体用制冷机。
13、进一步优选地，所述超导磁体用制冷机包括一级冷头和二级冷头，所述一级冷头连接于第一冷屏，所述二级冷头通过铜编织软连接连接于超导线圈，所述提供背景磁场的超导磁体的正负极引线还通过高温超导电流引线电性连接于超导线圈。
14、本专利技术还提供一种技术方案：
15、一种超导线临界电流测试装置的测试方法，包括以下步骤：
16、s100、对提供背景磁场的超导磁体进行降温测磁；
17、s110、对超导线样品测试恒温器进行冷却；
18、s120、对提供背景磁场的超导磁体进行励磁；
19、s130、安装样品杆，将装有超导线样品的样品杆放入超导线样品测试恒温器内部；
20、s140、调整提供背景磁场的超导磁体的磁场强度；
21、s150、对超导线样品进行通电测试；
22、s160、再次调整提供背景磁场的超导磁体的磁场强度，并将通电测试完成的超导线样品取出；
23、s170、测试完成后，对提供背景磁场的超导磁体进行退磁。
24、进一步优选地，所述对超导线样品测试恒温器进行冷却时，通过样品测试恒温器用制冷机或通过液氮对超导线样品测试恒温器进行冷却；
25、当通过液氮对超导线样品测试恒温器进行冷却时，先使用液氮对超导线样品测试恒温器的氦槽进行冷却，氦槽浸泡液氮不小于半小时后排除液氮，并使用氦气对氦槽进行不少于三次的置换清洗；随后向氮槽中充入液氮，液氮满液后，开始向氦槽中充入液氦冷却，利用液氦液面计观察氦槽中的液氦液位，达到设计目标值后停止输液氦，并拔掉输液管路；
26、当通过样品测试恒温器用制冷机对超导线样品测试恒温器进行冷却时，先使用液氮对超导线样品测试恒温器的氦槽进行冷却，氦槽浸泡液氮不小于半小时后排除液氮，并使用氦气对氦槽进行不少于三次的置换清洗；将样品杆入口封闭后保持氦槽处于微正压状态，开启样品测试恒温器用制冷机冷却超导线样品测试恒温器的辐射屏，待辐射屏远端温度低于60k后，开始向氦槽中充入液氦冷却，利用液氦液面计观察氦槽中的液氦液位，达到设计目标值后停止输液氦，并拔掉输液管路，通过压力控制器设定压力控制单元的压力值在1-3kpa后，处于氦槽中的加热器开始工作，此时氦槽内压力稳定在1-3kpa，超导线样品测试恒温器保持液氦零挥发状态。
27、进一步优选地，所述提供背景磁场的超导磁体的磁场强度不小于10特斯拉。
28、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
29、整个装置通过用制冷机直接冷却本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超导线临界电流测试装置，包括提供背景磁场的超导磁体(1)，其特征在于：所述提供背景磁场的超导磁体(1)内部连接有超导线样品测试恒温器(2)，所述超导线样品测试恒温器(2)顶部中心处贯穿设置有样品杆(4)，且所述样品杆(4)贯穿超导线样品测试恒温器(2)设置于提供背景磁场的超导磁体(1)内部中心处；
2.根据权利要求1所述的一种超导线临界电流测试装置，其特征在于：所述压力控制单元(5)还包括加热器(501)、压力控制器(503)，所述加热器(501)设置于氦槽(201)内部，所述压力传感器(502)电性连接于压力控制器(503)。
3.根据权利要求1所述的一种超导线临界电流测试装置，其特征在于：所述氦槽(201)包括超导线样品区氦槽(201a)、液氦存储区氦槽(201b)和样品腔(201d)，所述超导线样品区氦槽(201a)设置于超导线样品区(205)内部，所述液氦存储区氦槽(201b)设置于液氦存储区(206)内部。
4.根据权利要求3所述的一种超导线临界电流测试装置，其特征在于：所述样品杆(4)靠近超导线样品区氦槽(201a)的一端设
5.根据权利要求1所述的一种超导线临界电流测试装置，其特征在于：所述超导线圈(101)包括铌钛超导线圈(101a)、铌三锡超导线圈(101b)和高温超导线圈(101c)，所述室温孔(104)外侧由内向外依次设置有高温超导线圈(101c)、铌三锡超导线圈(101b)和铌钛超导线圈(101a)，且所述超导线圈(101)上下两侧分别设置有温度计探头。
6.根据权利要求1所述的一种超导线临界电流测试装置，其特征在于：所述超导磁体低温恒温器(102)包括第一冷屏(102a)、高温超导电流引线(102b)和真空层(102c)，所述超导线圈(101)外侧设置有第一冷屏(102a)，所述第一冷屏(102a)外侧设置有真空层(102c)，所述第一冷屏(102a)一侧连接于超导磁体用制冷机(103)。
7.根据权利要求6所述的一种超导线临界电流测试装置，其特征在于：所述超导磁体用制冷机(103)包括一级冷头(103a)和二级冷头(103b)，所述一级冷头(103a)连接于第一冷屏(102a)，所述二级冷头(103b)通过铜编织软连接(105)连接于超导线圈(101)，所述提供背景磁场的超导磁体(1)的正负极引线还通过高温超导电流引线(102b)电性连接于超导线圈(101)。
8.一种超导线临界电流测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种超导线临界电流测试装置的测试方法，其特征在于：所述对超导线样品测试恒温器(2)进行冷却时，通过样品测试恒温器用制冷机(204)或通过液氮对超导线样品测试恒温器(2)进行冷却；
10.根据权利要求8所述的一种超导线临界电流测试装置的测试方法，其特征在于：所述提供背景磁场的超导磁体(1)的磁场强度不小于10特斯拉。
...【技术特征摘要】
1.一种超导线临界电流测试装置，包括提供背景磁场的超导磁体(1)，其特征在于：所述提供背景磁场的超导磁体(1)内部连接有超导线样品测试恒温器(2)，所述超导线样品测试恒温器(2)顶部中心处贯穿设置有样品杆(4)，且所述样品杆(4)贯穿超导线样品测试恒温器(2)设置于提供背景磁场的超导磁体(1)内部中心处；
2.根据权利要求1所述的一种超导线临界电流测试装置，其特征在于：所述压力控制单元(5)还包括加热器(501)、压力控制器(503)，所述加热器(501)设置于氦槽(201)内部，所述压力传感器(502)电性连接于压力控制器(503)。
3.根据权利要求1所述的一种超导线临界电流测试装置，其特征在于：所述氦槽(201)包括超导线样品区氦槽(201a)、液氦存储区氦槽(201b)和样品腔(201d)，所述超导线样品区氦槽(201a)设置于超导线样品区(205)内部，所述液氦存储区氦槽(201b)设置于液氦存储区(206)内部。
4.根据权利要求3所述的一种超导线临界电流测试装置，其特征在于：所述样品杆(4)靠近超导线样品区氦槽(201a)的一端设置有超导线样品(401)。
5.根据权利要求1所述的一种超导线临界电流测试装置，其特征在于：所述超导线圈(101)包括铌钛超导线圈(101a)、铌三锡超导线圈(101b)和高温超导线圈(101c)，所述室温孔(104)外侧由内向外依次设置有高温超导线圈(101c)、铌三锡超导线圈(...
【专利技术属性】
技术研发人员：葛正福，李超，冯勇，刘伟，韩志晨，马鹏，陈传，兰贤辉，周涛，司周，
申请(专利权)人：西安聚能超导磁体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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