高温超导带材长带临界电流特性测量设备制造技术

本发明专利技术涉及一种高温超导带材长带临界电流特性测量设备，包括：原始带盘；第一测量带盘；第一电机；长度测定装置；第二测量带盘；第二电机；八卦形测量骨架，可将高温超导带材中间部分嵌入其八卦形开槽中；第三电机；第一绝缘带盘；第二绝缘带盘；电流源；第一电压表；第二电压表；计算机，用于控制所述设备并分析计算高温超导带材的临界电流特性；开放式液氮杜瓦，其中，在将高温超导带材朝向八卦形测量骨架缠绕的过程之后，在八卦形测量骨架保持水平方向放置的情况下，把要测量的高温超导带材和八卦形测量骨架浸入液氮杜瓦中的液氮中，并开始测量高温超导带材的临界电流特性。本发明专利技术的设备能更精确和方便地进行临界电流特性测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高温超导带材
，具体地，本专利技术涉及ー种高温超导带材长带临界电流特性測量设备。
技术介绍
随着高温超导技术的不断发展，超导电カ装置在实现电力装置的轻量化、小型化、低能耗和提高电カ系统的安全性、稳定性和电カ质量等方面具有广阔且不可替代的应用前景，它将带来电カエ业的重大革新，世界各国都制定并实施了相应的超导电カ发展计划。在超导电カ装置的研制、生产过程中，最基本的是对高温超导带材的临界电流特性进行检測，其中包括对高温超导带材长带临界电流特性的检测。 中国专利技术专利文献CN 1244816C公开了ー种高温超导体带材临界电流测量装置，它采用压接方法，将超导带材平行绕制在石英管上，然后将石英管固定在測量装置的四个触头下部。这种装置结构简单，但是由于超导带材均匀绕制在石英管上，相当于绕制了ー个螺线管线圈，直流电通过带材时会产生一定的磁场，由于磁场的影响，使超导带材临界电流测量的准确性无法保证；对于不同长度、不同宽度的高温超导带材的临界电流測量，需要准备多套不同规格的石英管；对于较长长度(例如长度大于100m)和较宽尺寸(目前YBCO带材宽度一般大于IOmm)的高温超导带材，这种装置难以实现长带临界电流的測量；对于较长长度的高温超导带材，这种装置需要较长的石英管，这样就需要准备ー个较大的液氮容器，并在试验过程中需要确保液氮浸没过高温超导带材，这就需要较多的液氮，试验成本较高。总之，在现有技术的高温超导带材长带临界电流特性測量设备中，存在着測量精度容易受到干扰磁场的影响的缺陷，并且使用起来也很不方便。
技术实现思路
鉴于现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于开发ー种高温超导带材长带临界电流特性測量设备，其能够更精确和方便地进行高温超导带材长带临界电流特性測量。本专利技术提供了ー种高温超导带材长带临界电流特性測量设备，其特征在于，所述高温超导带材长带临界电流特性測量设备包括原始带盘，所述原始带盘上缠绕有要测量的高温超导带材；第一測量带盘，所述第一測量带盘用于接收来自所述原始带盘的高温超导带材；第一电机，所述第一电机与所述第一测量带盘相连，用于驱动所述第一測量带盘旋转；长度測定装置，所述长度測定装置与所述第一测量带盘相邻布置，用于测定高温超导带材的长度，其中，通过所述第一电机的驱动，所述第一测量带盘旋转使得能将所述原始带盘上的高温超导带材全部缠绕到所述第一測量带盘上，从而利用该长度測定装置测得要测量的高温超导带材的总长度；第二測量带盘，所述第二測量带盘能够接收来自所述第一測量带盘的高温超导带材；第二电机，所述第二电机与所述第二测量带盘相连，用于驱动所述第二測量带盘旋转，其中，在要测量的高温超导带材全部缠绕到所述第一測量带盘上之后，通过所述第一电机、所述第二电机分别控制所述第一測量带盘、所述第二测量带盘旋转，使得所述第一测量带盘上的一部分高温超导带材被缠绕到所述第二測量带盘上并且利用所述长度測定装置使得所述第一測量带盘和所述第二測量带盘上缠绕的高温超导带材的长度相等；八卦形測量骨架，所述八卦形測量骨架定位在所述第一測量带盘和所述第二測量带盘之间的中点位置处，所述八卦形測量骨架中设有八卦形开槽，在所述第一測量带盘和所述第二測量带盘上缠绕的高温超导带材的长度相等之后，将所述第一測量带盘和所述第ニ测量带盘之间的中间部分的高温超导带 材嵌入所述八卦形开槽中；第三电机，所述第三电机与所述八卦形測量骨架相连，用于在将所述第一测量带盘和所述第二测量带盘之间的中间部分的高温超导带材嵌入所述八卦形开槽中之后驱动所述八卦形測量骨架旋转，以将所述第一測量带盘和所述第二測量带盘上的高温超导带材缠绕到所述八卦形測量骨架上；第一绝缘带盘，所述第一绝缘带盘上缠绕有第一绝缘带，用于在所述第二测量带盘上的高温超导带材被缠绕到所述八卦形測量骨架上的过程中将第一绝缘带贴覆到高温超导带材的外侧；第二绝缘带盘，所述第二绝缘带盘上缠绕有第二绝缘带，用于在所述第一测量带盘上的高温超导带材被缠绕到所述八卦形測量骨架上的过程中将第二绝缘带贴覆到高温超导带材的外侧；电流源，所述电流源用于提供測量所需的直流电流，所述电流源的一端与围绕所述八卦形測量骨架缠绕的高温超导带材的一端电连接，所述电流源的另一端通过分流器与围绕所述八卦形測量骨架缠绕的高温超导带材的另一端电连接；第一电压表，所述第一电压表的两端分别与所述分流器的两端电相连，用于测量所述分流器上的电压；第二电压表，所述第二电压表的两端分别与围绕所述八卦形測量骨架缠绕的高温超导带材的两端电连接，用于测量围绕所述八卦形測量骨架缠绕的高温超导带材上的电压；计算机，所述计算机通过数据线分别与所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机、所述电流源、所述第一电压表、所述第二电压表相连，用于控制所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机、所述电流源并且采集所述第一电压表、所述第二电压表的电压数据并分析计算高温超导带材的临界电流特性；开放式液氮杜瓦，所述开放式液氮杜瓦中装有液氮；其中，在将高温超导带材从所述第一測量带盘和所述第二測量带盘朝向所述八卦形測量骨架缠绕的过程之后，在所述八卦形測量骨架保持水平方向放置的情况下，通过第一升降装置把要测量的高温超导带材和所述八卦形測量骨架浸入所述开放式液氮杜瓦中的液氮中，利用所述计算机启动所述电流源并开始測量高温超导带材的临界电流特性。优选的是，在将高温超导带材从所述第一測量带盘和所述第二測量带盘朝向所述八卦形測量骨架缠绕的过程结束时，所述高温超导带材的一端仍连接于所述第一測量带盘上，从而与所述第一测量带盘电连接，且所述高温超导带材的另一端仍连接于所述第二测量带盘上，从而与所述第二测量带盘电连接。并且，所述电流源的上述一端与所述第一測量带盘电连接，所述电流源的上述另一端通过所述分流器与所述第二测量带盘电连接，其中，所述第一电机与所述第一測量带盘之间采用绝缘材料制成的第一传动机构进行传动，并且所述第二电机与所述第二測量带盘之间采用绝缘材料制成的第二传动机构进行传动，所述八卦形測量骨架由绝缘材料构成，所述第一測量带盘和所述第二測量带盘由导电材料构成。其中，在开始测量高温超导带材的临界电流特性之前，在所述第一測量带盘和所述第二測量带盘保持水平方向放置的情况下，分别通过第二升降装置和第三升降装置把所述第一測量带盘和所述第二測量带盘也浸入所述开放式液氮杜瓦中的液氮中。优选的是，所述第一升降装置由所述第三电机的输出轴与所述八卦形測量骨架之 间的第一伸缩套杆形成，所述第二升降装置由所述第一电机的输出轴与所述第一測量带盘之间的第二伸缩套杆形成，所述第三升降装置由所述第二电机的输出轴与所述第二测量带盘之间的第三伸缩套杆形成，其中，所述第一伸缩套杆、所述第二伸缩套杆和所述第三伸縮套杆中的每个伸缩套杆均包括内杆和外部套筒，所述内杆套在所述外部套筒的内部并且能够在所述外部套筒的内部上下移动，在所述内杆和所述外部套筒中分别设有定位孔，利用定位销穿过所述内杆和所述外部套筒中的定位孔来固定所述内杆和所述外部套筒的相对位置，从而实现所述外部套筒相对于所述内杆的升降运动。优选的是，所述高温超导带材长带临界电流特性測量设备还包括第一电压测量轮，用于压靠到缠绕在所述八卦形測量骨架上的高温超导带材的一个端侧部分上并与高温超导带材电连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温超导带材长带临界电流特性测量设备，其特征在于，所述高温超导带材长带临界电流特性测量设备包括：原始带盘（2），所述原始带盘（2）上缠绕有需要测量的高温超导带材（1）；第一测量带盘（3），所述第一测量带盘（3）用于接收来自所述原始带盘（2）的高温超导带材（1）；第一电机（12），所述第一电机（12）与所述第一测量带盘（3）相连，用于驱动所述第一测量带盘（3）旋转；长度测定装置（5），所述长度测定装置（5）与所述第一测量带盘（3）相邻布置，用于测定高温超导带材（1）的长度；其中，通过所述第一电机（12）的驱动，所述第一测量带盘（3）旋转，将所述原始带盘（2）上的高温超导带材（1）全部缠绕到所述第一测量带盘（3）上，从而利用该长度测定装置（5）测得要测量的高温超导带材（1）的总长度；第二测量带盘（4），所述第二测量带盘（4）能够接收来自所述第一测量带盘（3）的高温超导带材（1）；第二电机（14），所述第二电机（14）与所述第二测量带盘（4）相连，用于驱动所述第二测量带盘（4）旋转，其中，在要测量的高温超导带材（1）全部缠绕到所述第一测量带盘（3）上之后，通过所述第一电机（12）控制所述第一测量带盘（3）旋转，所述第二电机（14）控制所述所述第二测量带盘（4）旋转，使得所述第一测量带盘（3）上的一部分高温超导带材（1）被缠绕到所述第二测量带盘（4）上，并利用所述长度测定装置（5）使得所述第一测量带盘（3）和所述第二测量带盘（4）上缠绕的高温超导带材（1）的长度相等；八卦形测量骨架（6），所述八卦形测量骨架（6）定位在所述第一测量带盘（3）和所述第二测量带盘（4）之间的中点位置处，所述八卦形测量骨架（6）中设有八卦形开槽（28），在所述第一测量带盘（3）和所述第二测量带盘（4）上缠绕的高温超导带材（1）的长度相等之后，将所述第一测量带盘（3）和所述第二测量带盘（4）之间的中间部分的高温超导带材（1）嵌入所述八卦形开槽（28）中；第三电机（13），所述第三电机（13）与所述八卦形测量骨架（6）相连，用于在将所述第一测量带盘（3）和所述第二测量带盘（4）之间的中间部分的高温超导带材（1）嵌入所述八卦形开槽（28）中之后，驱动所述八卦形测量骨架（6）旋转，以将所述第一测量带盘（3）和所述第二测量带盘（4）上的高温超导带材（1）缠绕到所述八卦形测量骨架（6） 上；第一绝缘带盘（7），所述第一绝缘带盘（7）上缠绕有第一绝缘带（9’），用于在所述第二测量带盘（4）上的高温超导带材（1）被缠绕到所述八卦形测量骨架（6）上的过程中将第一绝缘带（9’）贴覆到高温超导带材（1）的外侧；第二绝缘带盘（8），所述第二绝缘带盘（8）上缠绕有第二绝缘带（9），用于在所述第一测量带盘（3）上的高温超导带材（1）被缠绕到所述八卦形测量骨架（6）上的过程中将第二绝缘带（9）贴覆到高温超导带材（1）的外侧；电流源（18），所述电流源（18）用于提供测量所需的直流电流，所述电流源（18）的一端与围绕所述八卦形测量骨架（6）缠绕的高温超导带材（1）的一端电连接，所述电流源（18）的另一端通过分流器（19）与围绕所述八卦形测量骨架（6）缠绕的高温超导带材（1）的另一端电连接；第一电压表（20），所述第一电压表（20）的两端分别与所述分流器（19）的两端电相连，用于测量所述分流器（19）上的电压；第二电压表（21），所述第二电压表（21）的两端分别与围绕所述八卦形测量骨架（6）缠绕的高温超导带材（1）的两端电连接，用于测量围绕所述八卦形测量骨架（6）缠绕的高温超导带材（1）上的电压；计算机（22），所述计算机（22）通过数据线分别与所述第一电机（12）、所述第二电机（14）、所述第三电机（13）、所述电流源（18）、所述第一电压表（20），以及所述第二电压表（21）相连，用于控制所述第一电机（12）、所述第二电机（14）、所述第三电机（13）、所述电流源（18），并且采集所述第一电压表（20）、所述第二电压表（21）的电压数据，并分析计算高温超导带材（1）的临界电流特性；开放式液氮杜瓦（23），所述开放式液氮杜瓦（23）中装有液氮；其中，在将高温超导带材（1）从所述第一测量带盘（3）和所述第二测量带盘（4）朝向所述八卦形测量骨架（6）缠绕的过程之后，在所述八卦形测量骨架（6）保持水平方向放置的情况下，通过第一升降装置把要测量的高温超导带材（1）和所述八卦形测量骨架（6）浸入所述开放式液氮杜瓦（23）中的液氮中，利用所述计算机（22）启动所述电流源（18）并开始测量高温超导带材（1）的临界电流特性。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许熙，张京业，戴少涛，林良真，周微微，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：