[發明專利]高溫超導帶材臨界電流連續測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 201410331737.1
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104133100A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 李貽杰
• 申請（專利權）人: 上海超導科技股份有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張妍;張靜潔

1.一種超導帶材的臨界電流連續測量裝置，其特征在于，該測量裝置包含：

液氮槽（1）、設置在液氮槽（1）內的測量支架（2），以及設置在測量支架（2）上的超導帶材運動機構和測量機構；

所述的超導帶材運動機構包含依次設置的放料盤（3）、長度調節裝置和收料盤（4），所述的放料盤（3）和收料盤（4）設置在液氮槽（1）外，長度調節裝置設置在液氮槽（1）內部；

所述的長度調節裝置包含進口測量定輪（91）、出口測量定輪（93）、設置在進口測量定輪（91）和出口測量定輪（93）之間的若干調節定輪（92）和若干動輪（10），設置在測量支架上并連接若干動輪的升降機構（16）和設置在測量支架上并連接升降機構的動力裝置（15）；所述的進口測量定輪（91）設置在靠近放料盤（3）的一側，所述的出口測量定輪（93）設置在靠近收料盤（4）的一側，所述的動輪（10）與調節定輪（9）間隔設置，所述的若干調節定輪（9）的位置固定，所述的若干動輪（10）可隨升降機構（16）上下運動，從而調整超導帶材（8）的長度；

所述的測量機構包含設置在長度調節裝置兩側的第一測量組件和第二測量組件，每個測量組件包含電流端子（6）、電壓端子（7）、設置在測量支架上并連接電流端子和電壓端子的動力機構（14）、以及安裝在測量支架（2）上的底板（13）；電流端子（6）和電壓端子（7）可隨動力機構（14）上下運動，使電流端子（6）和電壓端子（7）接觸超導帶材（8）或者遠離超導帶材（8）；

纏繞在放料盤（3）上的超導帶材（8）依次經過進口測量定輪（91）、接觸第一測量組件中的底板（13）、然后間隔地纏繞在若干調節定輪（9）和若干動輪（10）上、接觸第二測量組件中的底板（1?3）、經過出口測量定輪（93）、最后纏繞在收料盤（4）上。

2.如權利要求1所述的超導帶材的臨界電流連續測量裝置，其特征在于，所述的液氮槽（1）上設置有進液口（11）和出液口（12）。

3.如權利要求2所述的超導帶材的臨界電流連續測量裝置，其特征在于，所述的超導帶材運動機構還包含設置在液氮槽外的步進電機（18）、分別設置在放料盤一側和收料盤一側的兩個編碼器（17）、以及分別設置在放料盤一側和收料盤一側的兩個加熱器（5）；所述的步進電機（18）分別連接放料盤（3）和收料盤（4）的中心軸，所述的編碼器（17）電性連接步進電機（18），編碼器（17）上纏繞超導帶材（8），所述的加熱器（5）設置在超導帶材下部。

4.如權利要求3所述的超導帶材的臨界電流連續測量裝置，其特征在于，所述的第一測量組件中的底板（13）設置在進口測量定輪（91）和調節定輪（92）之間，以及所述的第二測量組件中的底板（13）設置在調節定輪（92）和出口測量定輪（93）之間，所述的電流端子（6）和電壓端子（7）位于底板（13）上方。

5.如權利要求4所述的超導帶材的臨界電流連續測量裝置，其特征在于，所述的電流端子（6）連接電流源，所述的電壓端子（7）連接電壓源，電流端子（6）和電壓端子（7）的測量信號傳輸給外部計算軟件。

6.一種利用如權利要求1-5中任意一個所述的超導帶材的臨界電流連續測量裝置進行的超導帶材的臨界電流連續測量方法，其特征在于，采用壓接的四引線方法測量超導帶材的臨界電流，利用動力機構（14）驅動電流端子（6）和電壓端子（7）上下運動，使電流端子（6）和電壓端子（7）壓在超導帶材（8）上，與超導帶材（8）緊密接觸，測量電流信號和電壓信號，計算臨界電流。

7.如權利要求6所述的超導帶材的臨界電流連續測量方法，其特征在于，利用長度調節裝置調整兩個測量點之間超導帶材的長度；

利用升降機構（16）帶動若干動輪（10）上下運動，從而調整兩個測量點之間超導帶材的長度。

8.如權利要求7所述的超導帶材的臨界電流連續測量方法，其特征在于，超導帶材運動機構帶動超導帶材（8）運動，實現連續測量。

9.如權利要求8所述的超導帶材的臨界電流連續測量方法，其特征在于，該測量方法包含以下步驟：

步驟1、將超導帶材裝到超導帶材運動機構上；

將超導帶材（8）連續纏繞在放料盤上，再將超導帶材（8）的一端，依次經過放料盤一側的編碼器（17）、進口測量定輪（91）、接觸第一測量組件中的底板（13）、然后間隔地纏繞在若干調節定輪（9）和若干動輪（10）上，再接觸第二測量組件中的底板（13）、經過出口測量定輪（93）和收料盤一側的編碼器（17），最后纏繞在收料盤（4）上；

步驟2、通過動力裝置（15）帶動升降機構（16）上下運動，帶動動輪（10）運動到預定位置，從而調整兩個測量組件之間超導帶材（8）的長度達到預設長度；

步驟3、從進液口（11）處往液氮槽（1）中加入液氮，使液面沒過液氮槽（1）中的超導帶材（8）；

步驟4、開啟步進電機（18），驅使超導帶材（8）在超導帶材運動機構上運動；

步驟5、啟動動力機構（14），帶動電流端子（6）和電壓端子（7）下降，將超導帶材（8）壓在底板（13）上，使電壓端子（7）和電流端子（6）與超導帶材（8）緊緊接觸；

步驟6、開啟與電流端子（6）和電壓端子（7）相連的電流源、電壓源和計算軟件，開始采用四引線法測量位于測量組件之間的超導帶材（8）的臨界電流；

步驟7、測量完畢后，啟動動力機構（14），帶動電流端子（6）和電壓端子（7）上升，使電流端子（6）和電壓端子（7）與超導帶材（8）分開；

步驟8、開啟步進電機，驅使超導帶材（8）在超導帶材運動機構上運動，運動預設距離后停止，重復步驟5～步驟7，測量下一段超導帶材（8）的臨界電流，直至整根超導帶材（8）測量完畢；

步驟9、整根超導帶材（8）都測完后，將液氮從出液口（12）中回收到液氮罐中以備下次使用。