[發明專利]一種用于高溫超導磁體失超檢測實驗的杜瓦裝置

有效

• 申請號: 202010005595.5
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111157926B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 方進;劉延超;李文龍
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 麻吉鳳

本發明提供一種用于高溫超導磁體失超檢測實驗的杜瓦裝置，包括：杜瓦罐、杜瓦蓋、超導磁體固定板、液氮水平顯示桿、電流引線套管、光纖傳感器固定裝置、液氮加注裝置和檢測樣本固定裝置；杜瓦蓋置于杜瓦罐的頂端；超導磁體固定板位于杜瓦罐內并通過支撐架與杜瓦罐底部連接；液氮水平顯示桿用來監控杜瓦罐內液氮的高度；電流引線套管用于鋪設電流引線；光纖傳感器固定裝置用于鋪設光纖傳感器；液氮加注裝置用于向杜瓦罐添加液氮；杜瓦蓋和杜瓦罐進行封閉式連接，檢測樣本通過檢測樣本固定裝置固定于超導磁體固定板上。本發明采用光纖光柵傳感器進行高溫超導磁體的失超檢測，光纖光柵傳感器是波長解調的傳感器，不受光源強度波動的影響，測量可靠。

技術領域

本發明涉及高溫超導及光纖光柵傳感技術領域，尤其涉及一種用于高溫超導磁體失超檢測實驗的杜瓦裝置。

背景技術

隨著超導技術的發展，高溫超導磁體已經被廣泛的應用于電機、變壓器、限流器、儲能等領域。高溫超導磁體實用的一個關鍵研究點就是磁體的穩定運行問題。在運行過程中，如果出現過流、過熱、機械應變等外部擾動，超導磁體將會由超導態變為正常態，即所謂的失超現象。研究發現高溫超導磁體的失超傳播速度比低溫超導磁體小2-3個數量級，通常為十到幾十毫米每秒，如此小的失超傳播速度極易導致熱量在局部點積累，從而在磁體內部產生溫度過高的局部熱點，如果不能及時的將熱點信息反饋給保護系統，將有可能對磁體帶來災難性的傷害。

傳統的失超檢測方法包括電壓檢測法和溫度檢測法，電壓檢測法是通過檢測磁體兩端的電壓信號，但是這種方法只適用于短帶材樣本。一方面，超導線圈通常具有很大的電感，因此會對電壓信號的測量帶來誤差。另一方面，只有當磁體的運行溫度大于分流溫度后，超導磁體才會出現可被檢測的信號，也就是說對于失超而言，溫度信號的升高是先于電壓信號的，因此，和溫度檢測法相比，電壓檢測法會有一定的延遲。所以，基于溫度檢測的失超檢測方法是一種可行的檢測方法。但是，傳統的溫度檢測方法通常是基于熱電偶和熱電阻等傳統電溫度傳感器，是基于電信號的測量，而高溫超導磁體通常是強磁場環境，因此測量結果易受電磁干擾。同時，熱電偶和熱電阻等傳感器都是點測量式傳感器，要想實現磁體的分布式溫度測量，就需要用到大量的傳感器，每個傳感器通常都是4線制接法，因此需要用到大量的銅引線，布線需要占用大量的空間，同時，大量的使用銅引線，還會對低溫系統帶來漏熱問題。

光纖光柵傳感器因為體積小、質量輕、抗電磁干擾、易于復用等特點，被認為是可以替代傳統電信號傳感器應用于高溫超導磁體領域的傳感器件。在高溫超導體失超檢測的實際應用中，光纖光柵傳感器發揮了其獨特的優越性，但在實驗過程中也發現了一些問題，諸如，光纖光柵傳感器在實驗中如何保護的問題，失超檢測樣本如何絕熱的問題，在確保實驗完成質量的前提下如何節省液氮使用的問題等。

基于以上的分析，有必要從經濟、高效、專用的角度，提出一種簡單而又穩定可靠的超導磁體失超檢測專用杜瓦裝置。

發明內容

本發明的實施例提供了一種用于高溫超導磁體失超檢測實驗的杜瓦裝置，以克服現有技術的缺陷。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。

一種用于高溫超導磁體失超檢測實驗的杜瓦裝置，包括：杜瓦罐、杜瓦蓋、超導磁體固定板、液氮水平顯示桿、電流引線套管、光纖傳感器固定裝置、液氮加注裝置和檢測樣本固定裝置；

所述杜瓦蓋置于所述杜瓦罐的頂端；

所述超導磁體固定板位于所述杜瓦罐內并通過支撐架與杜瓦罐底部連接，所述超導磁體固定板高度可調；

所述液氮水平顯示桿用來監控杜瓦罐內液氮的高度，其一端穿過所述杜瓦蓋延伸至杜瓦罐底部，另一端位于杜瓦蓋外部；

所述電流引線套管用于鋪設電流引線，其具有上下兩個接頭，上接頭位于杜瓦蓋上方與外部電源連接，下接頭位于杜瓦罐內部與檢測樣本相連接；