多功能超導帶材臨界電流均勻性無損連續檢測設備制造技術

一種多功能超導帶材臨界電流均勻性無損連續檢測設備，其放線盤、收線盤分別安裝在敞口杜瓦瓶的左上方和右上方，杜瓦瓶內盛有液氮；放線盤、收線盤和杜瓦瓶均在密封箱內；杜瓦瓶內從左至右，依次安裝有導輪一、導輪二、勵磁裝置、磁場測量儀、導輪三；在導輪一、導輪二之間還安裝有一個高度可調的頂導輪；在導輪一左側或導輪三右側的杜瓦瓶上方設有編碼器；勵磁裝置、磁場測量儀、編碼器、激光測距器一和激光測距器二均與監測及控制系統電連接。該設備在非接觸、連續測試出超導帶材臨界電流均勻性的基礎上，還能對測量帶材的長度并對其損傷位置進行精確定位，并能測試帶材在變張力和變彎曲度情況時臨界電流特性的變化；且測試時對超導帶材損傷小。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種多功能超導帶材臨界電流均勻性無損連續檢測設備。
技術介紹
隨著超導材料尤其是超導帶材技術的日趨成熟，其在工業中得到了越來越廣泛的應用。超導帶材的載流性能尤其是其臨界電流的均勻性是衡量超導帶材的一個重要的工程指標。磁信號測試方法是將超導帶材穿過磁場并測量其剩余磁場，通過剩余磁場的均勻性即可測出超導帶材臨界電流的均勻性。它可以非接觸的連續的測試超導帶材的臨界電流的特性(均勻性)，是目前國際上測試超導帶材臨界電流特性所采用的主流方法。但現有的磁信號測試方法所采用的超導帶材臨界電流均勻性連續檢測設備，由放線盤、步進電機驅動的收線盤、勵磁裝置及磁場測量裝置組成。存在的問題是1、采用張力控制器控制張力，其要求較小的包角，而超導帶材容易因為彎曲半徑過小而導致性能的降 低。2、測試裝置無法實現對帶材長度的測量以及損傷(臨界電流變小幅度大于規定范圍)位置的精確定位。3、放線盤的帶材放完時，測試裝置不能及時停機，使放線盤端的帶材由于張力過大而造成損傷。4、功能單一，不能測試帶材在變張力和變彎曲度情況時臨界電流特性的變化。
技術實現思路
本技術的目的就是提供一種多功能超導帶材臨界電流均勻性無損連續檢測設備，該設備在非接觸、連續測試出超導帶材臨界電流均勻性的基礎上，還能對測量帶材的長度并對其損傷位置進行精確定位，并能測試帶材在變張力和變彎曲度情況時臨界電流特性的變化；且測試時對超導帶材損傷小。本技術解決其技術問題的所采用的技術方案是，一種多功能超導帶材臨界電流均勻性無損連續檢測設備，包括放線盤、步進電機驅動的收線盤，其特征是所述的放線盤、收線盤分別安裝在敞口的杜瓦瓶的左上方和右上方，杜瓦瓶內盛有液氮；放線盤、收線盤和杜瓦瓶均設于在密封箱內；密封箱設有進氣口和出氣口 ；放線盤左側的密封箱壁上設有激光測距器一，收線盤右側的密封箱壁上設有激光測距器二；杜瓦瓶內從左至右，依次安裝有導輪一、導輪二、勵磁裝置、磁場測量儀、導輪三；在導輪一、導輪二之間還安裝有一個高度可調的頂導輪；在導輪一左側或導輪三右側的杜瓦瓶上方設有編碼器；勵磁裝置、磁場測量儀、編碼器、激光測距器一和激光測距器二均與監測及控制系統電連接。本技術的工作過程和原理如下將放線盤和收線盤之間的超導帶材依次通過編碼器、導輪一、頂導輪、導輪二、勵磁裝置、磁場測量儀、導輪三，由于杜瓦瓶內盛有液氮，導輪一和導輪三之間的超導帶材處于超導臨界溫度以下，而進入超導態；測試時，監測及控制系統啟動步進電機，驅動收線盤旋轉，使超導線材均勻的從放線盤上放出，而繞到收線盤上；在此過程中，超導線材均勻的通過勵磁裝置，被勵磁裝置產生的磁場磁化，超導帶材通過磁場測量儀時，由磁場測量儀連續不間斷的測出其剩余磁場強度，各部分剩余磁場的均勻性就也是各部分臨界電流的均勻性；同時，由編碼器精確測出流過的超導帶材長度；放線盤左側的密封箱壁上的激光測距器一、收線盤右側的密封箱壁上的激光測距器二，分別精確測量放線盤和收線盤上的帶材厚度，當激光測距器一測出放線盤上的帶材厚度等于O或激光測距器二測出收線盤上的帶材厚度達到規定值時，監測及控制系統立即控制步進電機停轉，整個測試設備停止工作。與現有技術相比，本技術的有益效果是一、由磁場測量儀連續不間斷的測出超導帶材各部分的剩余磁場強度，進而測出其各部分的臨界電流的均勻性；同時，在液氦杜瓦上方的編碼器對帶材長度進行同步精確測定，既可以測出帶材的長度，更能實現帶材臨界電流變小值超過規定范圍的損傷位置的精確定位。二、由激光測距器一、二實時對放線盤及收線盤上的帶材進行監控，當放線盤上的帶材放完時，步進電機自動停機；避免了帶材放完時，步進電機仍然轉動而導致帶材承受過大張力而損傷的問題。三、通過調節高度可調的頂導輪的高度，使頂導輪的上輪緣與導輪一、二下輪緣間的相對高度位置發生變化，而實現對帶材彎曲度和張力的調節，從而實現不同彎曲度和張力條件下的超導帶材臨界電流的均勻性測試，其測試功能多樣化，適應性更強，便于分析帶材微觀結構的變化對帶材臨界電流的影響。四、本技術的所有零部件及超導帶材均放在密封箱內，從進氣口通入干燥氮氣以置換裝置內含水氣的空氣，并從出氣口排出，運行過程中，液氮揮發出來的氮氣可通過出氣口排出，有效除去箱內水汽，避免超導帶材結冰，影響其性能甚至損壞。同時由于不需另設除濕及加熱器件，使得本技術設備的結構更為簡單。上述的放線盤的軸與阻尼器相連。這樣，通過調節阻尼器的阻尼大小，能夠改變帶材測試時的張力，從而測試帶材在不同張力條件下的臨界電流的均勻性。下面通過附圖和具體實施方式對本技術作進一步詳細說明。附圖說明圖I是本技術實施例的結構示意圖。具體實施方式圖I示出，本技術的一種具體實施方式是一種多功能超導帶材臨界電流均勻性無損連續檢測設備，包括放線盤I、步進電機16驅動的收線盤13，其特征是所述的放線盤I、收線盤13分別安裝在敞口的杜瓦瓶4的左上方和右上方，杜瓦瓶4內盛有液氮；放線盤I、收線盤13和杜瓦瓶4均設于在密封箱15內；密封箱設有進氣口 6和出氣口 12 ;放線盤I左側的密封箱15壁上設有激光測距器一 2，收線盤13右側的密封箱15壁上設有激光測距器二 14 ；杜瓦瓶4內從左至右，依次安裝有導輪一 5、導輪二 8、勵磁裝置9、磁場測量儀10、導輪三11 ;在導輪一 5、導輪二 8之間還安裝有一個高度可調的頂導輪7 ;在導輪一 5左側或導輪三11右側的杜瓦瓶4上方設有編碼器3 ；勵磁裝置9、磁場測量儀10、編碼器3、激光測距器一 2和激光測距器二 14均與監測及控制系統電連接。本實施例的放線盤I的軸與阻尼器17相連。本技術的勵磁裝置9既可以是永磁鐵，也可以是與監測及控制系統電連接的 勵磁線圈及鐵芯組成的電磁鐵。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多功能超導帶材臨界電流均勻性無損連續檢測設備，包括放線盤(1)、步進電機(16)驅動的收線盤(13)，其特征是：所述的放線盤(1)、收線盤(13)分別安裝在敞口的杜瓦瓶(4)的左上方和右上方，杜瓦瓶(4)內盛有液氮；放線盤(1)、收線盤(13)和杜瓦瓶(4)均設于在密封箱(15)內；密封箱設有進氣口(6)和出氣口(12)；放線盤(1)左側的密封箱(15)壁上設有激光測距器一(2)，收線盤(13)右側的密封箱(15)壁上設有激光測距器二(14)；杜瓦瓶(4)內從左至右，依次安裝有導輪一(5)、導輪二(8)、勵磁裝置(9)、磁場測量儀(10)、導輪三(11)；在導輪一(5)、導輪二(8)之間還安裝有一個高度可調的頂導輪(7)；在導輪一(5)左側或導輪三(11)右側的杜瓦瓶(4)上方設有編碼器(3)；勵磁裝置(9)、磁場測量儀(10)、編碼器(3)、激光測距器一(2)和激光測距器二(14)均與監測及控制系統電連接。

【技術特征摘要】
1.一種多功能超導帶材臨界電流均勻性無損連續檢測設備，包括放線盤(I)、步進電機(16)驅動的收線盤(13)，其特征是 所述的放線盤(I)、收線盤(13)分別安裝在敞口的杜瓦瓶(4)的左上方和右上方，杜瓦瓶⑷內盛有液氮；放線盤(I)、收線盤(13)和杜瓦瓶⑷均設于在密封箱(15)內； 密封箱設有進氣口(6)和出氣口(12);放線盤⑴左側的密封箱(15)壁上設有激光測距器一(2)，收線盤(13)右側的密封箱(15)壁上設有激光測距器二(14)； 杜瓦瓶(4)內從左至右...

【專利技術屬性】
技術研發人員：羊新勝，趙勇，朱運鵬，王剛，黃海于，高鵬，劉力源，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：實用新型
國別省市：