[發明專利]一種利用射頻波技術進行超導磁體失超檢測的方法

有效

• 申請號: 201611123569.2
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106706669B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 胡燕蘭;付鵬;朱崇銘;肖業政;潘超;陸建華;呂環宇;鄭龍貴;倪其才;王騰;陳斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N22/02
• 分類號: G01N22/02
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 金凱

本發明公開了一種利用射頻波技術進行超導磁體失超檢測的方法，包括有待測電感、巴倫、隔離環形組件、功率源、對消處理部分和檢測閉環系統，本發明采用外接式儀表方式，利用微波傳輸線行波探測技術來診斷超導失超現象，以提供一種可靈活配置的、外接式的備份探測手段，彌補常規手段的不足或作為應急設備使用。設備主要由四大部分組成：高穩定功率源、隔離環形組件、平衡?不平衡變換巴倫、接收檢測閉環等組成。待測電感放置于杜瓦中，該線圈通過巴侖變換后，使負載阻抗從杜瓦出口處的0+j∞變換到0+j0附近。通過設計不同的巴倫阻抗變換器，將傳輸線特性阻抗變得可以調節。

技術領域

本發明涉及用于超導線圈失超探測技術領域，尤其涉及一種利用射頻波技術進行超導磁體失超檢測的方法。

背景技術

可控熱核聚變能研究的一項重大突破，是將超導技術成功地應用于產生托卡馬克強磁場的線圈上。全超導托卡馬克可實現穩態運行，并通過在穩態運行條件下大大改善約束，為未來穩態、先進聚變反應堆奠定工程技術和物理基礎。未來商用堆必須是全超導，才能實現穩態運行。

傳統的超導線圈超導保護信號檢測方法主要包括：電壓檢測法，溫升檢測法，壓力檢測,流量檢測法，超生波檢測等。

溫升檢測法通過實時檢測超導線圈的溫度變化或溫度變化速率來判定失超，在中科院電工所超導儲能系統SMSE等，這種檢測方法接近物理現象的本質，檢測速度快、靈敏度高。

存在多溫度布點，同時要求溫度傳感器及后面測量系統很高的測量精度和很高的穩定性。

壓力，流量檢測法也是主要判別失超的依據，但存在傳感器反應較慢，有延遲，同時影響因素不單一的缺點，溫升檢測法，壓力檢測法及流量檢測法主要做為失超檢測的后備保護和失超判別綜合依據。在失超檢測方法中最有效而常用的檢測法就是電壓檢測法。

電壓檢測法失超判別依據：超導檢測信號電壓超過域值電壓，并持續設定的延遲時間就認定失超發生。

最常用的電壓域值判別法就是電橋法和同繞線檢測法，其中電橋法主要應用于中科院等離子體所的HT-7托卡馬克裝置(已退役)，中科院電工所超導儲能系統SMSE和日本的LHD裝置等超導裝置，這種失超檢測法利用惠斯通電橋平衡原理，獲得失超檢測信號。

優點：使用方便，需要失超檢測電路少，失超反應也很靈敏

缺點：一方面存在失超探測盲點；另一方面抗電磁干擾能力不強。

同繞線檢測法主要應用于中科院等離子體所EAST裝置，這種失超檢測法利用同繞線同超導線圈同繞構成失超檢測取樣電路，獲得的電壓信號作為基準電壓。同時通過傳感器分別測得所有通電線圈的電流微分信號作為二次補償電壓，將二次補償電壓和基準電壓按一定補償系數進行累加，抵消自身線圈和其它快速交變線圈藕合產生的感應電壓，將累加后獲得的電壓作為失超檢測量。

優點：實現快速變化磁場環境下的失超檢測，反應靈敏。

缺點：一旦同繞線斷線無法修復。

超導失超檢測是一個非常重要的技術，目前常用的超導線失超檢測技術，存在內部故障、連線斷裂等問題，容易導致檢測失敗，而拆卸維修不僅工作量巨大，其停機還將導致系統進度延遲。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種利用射頻波技術進行超導磁體失超檢測的方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：