一種cicc導(dǎo)體性能測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種CICC導(dǎo)體性能測試系統(tǒng)，包括測試杜瓦、超導(dǎo)磁體、控制系統(tǒng)以及外部數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；所述CICC導(dǎo)體樣品位于測試杜瓦底部的樣品骨架上，上方通過低溫超導(dǎo)接頭連接超導(dǎo)變壓器繞組，超導(dǎo)變壓器繞組通過高溫超導(dǎo)電流引線連接有外部勵磁電源實現(xiàn)對CICC導(dǎo)體樣品提供不同電流；超導(dǎo)磁體位于測試杜瓦外部對CICC導(dǎo)體樣品施加垂直于導(dǎo)體方向的不同強(qiáng)度的背景磁場，外部數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對不同電流、不同磁場強(qiáng)度條件下CICC導(dǎo)體樣品進(jìn)行性能數(shù)據(jù)采集，并輸給控制系統(tǒng)分析，從而完成的CICC導(dǎo)體樣品性能測試。本發(fā)明所述CICC導(dǎo)體性能測試系統(tǒng)，可以實現(xiàn)大電流、強(qiáng)磁場、長尺寸導(dǎo)體樣品的快速、簡單方便的測試優(yōu)點。
【專利說明】
一種C ICC導(dǎo)體性能測試系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及CICC導(dǎo)體低溫性能測試與超導(dǎo)電工技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，特別的涉及一種 CICC導(dǎo)體性能測試系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在超導(dǎo)磁體應(yīng)用領(lǐng)域，CICC超導(dǎo)導(dǎo)體已經(jīng)廣泛用于大型核聚變裝置、超導(dǎo)核磁共振裝置、高能粒子加速器裝置、磁共振譜儀等。CICC超導(dǎo)導(dǎo)體通常工作在強(qiáng)磁場，大電流和極低溫等極端環(huán)境下，其低溫性能決定著超導(dǎo)磁體的安全穩(wěn)定。在超導(dǎo)磁體研制前期，繞制磁體所用的CICC導(dǎo)體的性能參數(shù)如臨界電流、臨界溫度、臨界磁場等都需要進(jìn)行試驗性能測試，以便對超導(dǎo)磁體的整體性能提供技術(shù)支持。因此，為了安全有效的設(shè)計超導(dǎo)磁體，需要對CICC導(dǎo)體在真實運行工況下的性能進(jìn)行實驗研究，從而為超導(dǎo)磁體裝置的安全有效設(shè)計提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
[0003]目前，國外相關(guān)的測試系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行多年，國內(nèi)也有一些相關(guān)的實驗測試裝置，但根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研，國內(nèi)測試裝置普遍存在測量裝置復(fù)雜、成本高、測量背景磁場低，測試電流小、測量精度低，測量誤差大，以及無法對不同類型的CICC導(dǎo)體進(jìn)行不同工況的實驗研究等缺點。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的針對上述問題，提供一種CICC導(dǎo)體低溫性能測試系統(tǒng)，實現(xiàn)測量磁場高、 測試電流大、測量結(jié)果準(zhǔn)確性和測量樣品多樣化等優(yōu)點。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種CICC導(dǎo)體性能測試系統(tǒng)，其特征在于:包括內(nèi)部提供低溫和真空環(huán)境的測試杜瓦、 超導(dǎo)磁體、控制系統(tǒng)以及外部數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);所述CICC導(dǎo)體樣品位于測試杜瓦底部的樣品骨架上，其上方通過低溫超導(dǎo)接頭連接超導(dǎo)變壓器繞組，超導(dǎo)變壓器繞組通過高溫超導(dǎo)電流引線連接有外部勵磁電源實現(xiàn)對CICC導(dǎo)體樣品提供不同電流;所述的超導(dǎo)磁體位于測試杜瓦外部對CICC導(dǎo)體樣品施加垂直于導(dǎo)體方向的不同強(qiáng)度的背景磁場，外部數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對不同電流、不同磁場強(qiáng)度條件下CICC導(dǎo)體樣品進(jìn)行性能數(shù)據(jù)采集，并輸給控制系統(tǒng)分析， 從而完成的CICC導(dǎo)體樣品性能測試。
[0006]CICC導(dǎo)體樣品置于低溫杜瓦底部，勵磁電源通過高溫超導(dǎo)電流引線接入超導(dǎo)變壓器繞組，經(jīng)過超導(dǎo)變壓器繞組的放大作用后，通過低溫超導(dǎo)接頭對CICC導(dǎo)體樣品施加測試電流，杜瓦外部的超導(dǎo)磁體對CICC導(dǎo)體樣品施加垂直于導(dǎo)體方向的背景磁場，利用羅柯線圈檢測CICC導(dǎo)體樣品內(nèi)部的電流大小，外部數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對CICC導(dǎo)體樣品進(jìn)行性能數(shù)據(jù)采集，并有控制系統(tǒng)分析，從而完成低溫條件下不同電流、不同磁場強(qiáng)度條件下的CICC導(dǎo)體樣品的性能測試實驗。
[0007]所述提供低溫和真空環(huán)境的測試杜瓦包括杜瓦、杜瓦外側(cè)設(shè)有冷屏部件、內(nèi)部低溫液氦槽，所述的超導(dǎo)變壓器繞組和CICC導(dǎo)體樣品置于低溫液氦槽內(nèi)。
[0008]所述的超導(dǎo)變壓器繞組包括初級密繞線圈和次級多匝CICC線圈；初級密繞線圈通過高溫超導(dǎo)電流引線連接外部勵磁電源，次級多匝CICC線圈通過低溫超導(dǎo)接頭連接CICC導(dǎo)體樣品實現(xiàn)對供電電流的放大以及對Cl CC導(dǎo)體樣品施加不同電流。
[0009]所述提供低溫和真空環(huán)境的測試杜瓦包括杜瓦、杜瓦外側(cè)設(shè)有冷屏部件、內(nèi)部低溫液氦槽，所述的超導(dǎo)變壓器繞組和CICC導(dǎo)體樣品置于低溫液氦槽內(nèi)，通過液氦浸泡實現(xiàn)低溫冷卻。[0〇1〇] 所述超導(dǎo)磁體擁有11T場強(qiáng)和800mm室溫孔徑。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明的裝置可以對目前工程上超導(dǎo)磁體裝置中常用的各種CICC超導(dǎo)導(dǎo)體的低溫性能進(jìn)行系列實驗研究，從而克服現(xiàn)有測試系統(tǒng)中測量裝置復(fù)雜、測量背景磁場低、測試電流小，測試導(dǎo)體長度短、測量精度低等缺點;本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分的從說明書中顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。
[0012]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述?！靖綀D說明】
[0013]附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且成為說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于闡述本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
[0014]圖1為CICC導(dǎo)體測試系統(tǒng)示意圖。
[0015]結(jié)合附圖，本發(fā)明實施例中附圖標(biāo)記如下:1-勵磁電源;2-高溫超導(dǎo)電流引線;3-超導(dǎo)變壓器繞組;4-低溫超導(dǎo)接頭;5-杜瓦;6-超導(dǎo)磁體;樣品骨架;8-CICC導(dǎo)體樣品;9_羅柯線圈；10-控制系統(tǒng)。【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，如圖1所示，提供了一種CICC導(dǎo)體低溫性能測試系統(tǒng)，具體為用于接近實際工況的CICC導(dǎo)體低溫性能測試系統(tǒng)。該CICC導(dǎo)體性能測試裝置，原理簡單、操作方便、測量磁場高、測試電流大、測量誤差小，并且可以方便更換樣品進(jìn)行多工況實驗研究等特性，能夠滿足工程上所用的CICC導(dǎo)體性能測試需求，具有重要的現(xiàn)實意義和科學(xué)研究意義。
[0018]參考圖1，根據(jù)本發(fā)明實例，本實施例的CICC導(dǎo)體低溫性能測試系統(tǒng)，包括提供外部勵磁的電源1，與所述電源1通過高溫超導(dǎo)電流引線2連接的超導(dǎo)變壓器繞組3,連接超導(dǎo)變壓器繞組3和測試樣品8的低溫超導(dǎo)接頭4,提供測試系統(tǒng)低溫和真空環(huán)境的杜瓦5,提供背景磁場的超導(dǎo)磁體6，固定測試樣品的樣品骨架7，穿過超導(dǎo)變壓器繞組3次級多匝CICC線圈尾部的檢測電流的羅柯線圈9,以及控制管理整個測試系統(tǒng)的中央控制系統(tǒng)10。其中，勵磁電源1源提供的小電流通過高溫超導(dǎo)電流引線2輸入到變壓器繞組3,經(jīng)過變壓器繞組3的放大作用產(chǎn)生的大電流通過低溫超導(dǎo)接頭4加載到測試樣品8中，外部杜瓦外部的超導(dǎo)磁體 6提供測試樣品所需的測試磁場強(qiáng)度，樣品骨架7位于杜瓦底部將CICC導(dǎo)體樣品固定在杜瓦底部，羅柯線圈9采集CICC導(dǎo)體樣品8中的電流大小，控制系統(tǒng)10控制調(diào)節(jié)勵磁電源1、磁場和低溫系統(tǒng)的運行狀況。所述提供低溫和真空環(huán)境的測試杜瓦包括杜瓦、杜瓦外側(cè)設(shè)有冷屏部件、內(nèi)部低溫液氦槽，所述的超導(dǎo)變壓器繞組和CICC導(dǎo)體樣品置于低溫液氦槽內(nèi)，通過液氦浸泡實現(xiàn)低溫冷卻。所述超導(dǎo)磁體擁有11T場強(qiáng)和800_室溫孔徑。
[0019]這里，測試信息主要包括不同測試電流、不同背景磁場下的CICC導(dǎo)體樣品的低溫性能低溫杜瓦5采用液氮浸泡式冷卻方式。
[0020]使用上述實施例的CICCCICC導(dǎo)體樣品低溫性能測試系統(tǒng)，首先將測試CICC導(dǎo)體樣品8固定在樣品骨架7上;超導(dǎo)變壓器繞組3初級線圈通過高溫超導(dǎo)電流引線2與勵磁電源源連接1;羅柯線圈9穿過超導(dǎo)變壓器繞組3的次級多匝CICC線圈尾部;次級多匝CICC線圈尾部通過低溫超導(dǎo)接頭4與CICC導(dǎo)體樣品8連接。在超導(dǎo)磁體6的提供的背景磁場環(huán)境下，通過控制系統(tǒng)10調(diào)節(jié)勵磁電源源1的輸出電流和超導(dǎo)磁體6的磁場強(qiáng)度，通過羅柯線圈9檢測測試 CICC導(dǎo)體樣品8中的電流大小，最終通過分析計算，實現(xiàn)超導(dǎo)股線的低溫性能測試。
[0021]上述實施例的CICC導(dǎo)體低溫性能測試系統(tǒng)，通過更換樣品骨架7和CICC導(dǎo)體樣品8 實現(xiàn)不同類型的CICC導(dǎo)體性能測試;通過調(diào)節(jié)勵磁電源1的電流輸出和超導(dǎo)磁體6的磁場強(qiáng)度實現(xiàn)加載在CICC導(dǎo)體樣品上的測試電流和背景磁場的變化;通過羅柯線圈9檢測CICC導(dǎo)體測試樣品的電流大小；從而可以簡單、準(zhǔn)確、快速尚效的實現(xiàn)大電流、尚磁場、尚精度的 CICC導(dǎo)體超導(dǎo)低溫性能測試研究，為超導(dǎo)磁體的工程設(shè)計和應(yīng)用提供技術(shù)支持。
[0022]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而言，并不用于限制本發(fā)明， 盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種CICC導(dǎo)體性能測試系統(tǒng)，其特征在于:包括內(nèi)部提供低溫和真空環(huán)境的測試杜 瓦、超導(dǎo)磁體、控制系統(tǒng)以及外部數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);所述CICC導(dǎo)體樣品位于測試杜瓦底部的樣 品骨架上，其上方通過低溫超導(dǎo)接頭連接超導(dǎo)變壓器繞組，超導(dǎo)變壓器繞組通過高溫超導(dǎo) 電流引線連接有外部勵磁電源實現(xiàn)對CICC導(dǎo)體樣品提供不同電流;所述的超導(dǎo)磁體位于測 試杜瓦外部對CICC導(dǎo)體樣品施加垂直于導(dǎo)體方向的不同強(qiáng)度的背景磁場，外部數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)對不同電流、不同磁場強(qiáng)度條件下CICC導(dǎo)體樣品進(jìn)行性能數(shù)據(jù)采集，并輸給控制系統(tǒng)分 析，從而完成的CICC導(dǎo)體樣品性能測試。2.如權(quán)利要求1所述的CICC導(dǎo)體性能測試系統(tǒng)，其特征在于:所述的低溫超導(dǎo)接和CICC 導(dǎo)體樣品之間還設(shè)有測試CICC導(dǎo)體樣品內(nèi)部電流大小的羅柯線圈，其測試結(jié)果輸出到控制 系統(tǒng)。3.如權(quán)利要求1所述的CICC導(dǎo)體性能測試系統(tǒng)，其特征在于:所述的超導(dǎo)變壓器繞組包 括初級密繞線圈和次級多匝CICC線圈；初級密繞線圈通過高溫超導(dǎo)電流引線連接外部勵磁 電源，次級多匝CICC線圈通過低溫超導(dǎo)接頭連接CICC導(dǎo)體樣品實現(xiàn)對供電電流的放大以及 對CICC導(dǎo)體樣品施加不同電流。4.如權(quán)利要求1所述的CICC導(dǎo)體性能測試系統(tǒng)，其特征在于:所述提供低溫和真空環(huán)境 的測試杜瓦包括杜瓦，杜瓦外側(cè)設(shè)有冷屏部件，內(nèi)部低溫液氦槽，所述的超導(dǎo)變壓器繞組和 CICC導(dǎo)體樣品置于低溫液氦槽內(nèi)，通過液氦浸泡實現(xiàn)低溫冷卻。5.如權(quán)利要求1所述的CICC導(dǎo)體性能測試系統(tǒng)，其特征在于:所述超導(dǎo)磁體擁有11T場 強(qiáng)和800mm室溫孔徑。
【文檔編號】G01R31/00GK105988053SQ201610127807
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月7日
【發(fā)明人】吳向陽, 房震, 譚運飛, 陳文革, 陳治友, 匡光力, 劉章洋, 高洋, 蔣冬輝, 鄒貴弘, 黃鵬程
【申請人】中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院