[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于磁顯微法的超導(dǎo)帶材動(dòng)態(tài)溫度測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010097476.7
• 申請(qǐng)日: 2020-02-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111238672B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚亞雄;周湶;潘家駿;李劍;陳偉根;王有元;杜林;王飛鵬;黃正勇;萬(wàn)福
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01K7/18
• 分類(lèi)號(hào): G01K7/18;G01K15/00;G01R33/07
• 代理公司: 北京智繪未來(lái)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種基于磁顯微法的超導(dǎo)帶材動(dòng)態(tài)溫度測(cè)量方法，包括以下步驟：搭建通流平臺(tái)，使超導(dǎo)帶材產(chǎn)生自發(fā)磁場(chǎng)；配置溫度傳感器，采集超導(dǎo)帶材的熱分布場(chǎng)；配置低溫掃描霍爾探針，檢測(cè)超導(dǎo)帶材的磁場(chǎng)分布；實(shí)時(shí)獲取與分析熱分布場(chǎng)與磁場(chǎng)分布信號(hào)，得到超導(dǎo)帶材的動(dòng)態(tài)溫度分布。本發(fā)明在超導(dǎo)帶材上采用多布點(diǎn)溫度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其溫度的分布測(cè)量，利用低溫掃描霍爾探針檢測(cè)磁場(chǎng)分布的異常變化，捕捉超導(dǎo)帶材失超點(diǎn)。通流的同時(shí)利用低溫掃描霍爾探針測(cè)量自發(fā)磁場(chǎng)值，在超導(dǎo)帶材失超時(shí)，通過(guò)溫度異常變化與磁場(chǎng)異常變化的時(shí)間找到遲滯時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)時(shí)間尺度上的校準(zhǔn)，最終得到實(shí)際的可定位的超導(dǎo)帶材動(dòng)態(tài)溫度分布，誤差小，效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超導(dǎo)帶材溫度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于磁顯微法的超導(dǎo)帶材動(dòng)態(tài)溫度測(cè)量方法。

背景技術(shù)

超導(dǎo)設(shè)備在運(yùn)行期間，一旦發(fā)生失超，通流能力會(huì)下降，如不采取措施會(huì)帶來(lái)不可逆性損傷，因此在設(shè)備運(yùn)行期間對(duì)其的監(jiān)測(cè)和保護(hù)尤為重要。超導(dǎo)帶材在失超時(shí)的物理特性變化會(huì)表現(xiàn)在多個(gè)方面，包括溫度、電流和磁場(chǎng)等。根據(jù)超導(dǎo)帶材的溫度特性及周?chē)艌?chǎng)變化，當(dāng)超導(dǎo)帶材失超時(shí)會(huì)局部產(chǎn)生熱點(diǎn)，導(dǎo)致局部溫升，可通過(guò)在超導(dǎo)帶材上布置多個(gè)溫度傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài)溫度測(cè)量，以定位失超點(diǎn)。

然而，實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)被測(cè)溫度突然發(fā)生變化時(shí)，溫度傳感器的輸出會(huì)延遲一段時(shí)間，這段時(shí)間一般稱(chēng)為純滯后或純時(shí)延。在測(cè)量超導(dǎo)帶材溫度時(shí)，若不修正溫度傳感器的時(shí)間常數(shù)和滯后，將導(dǎo)致測(cè)量的結(jié)果出現(xiàn)偏差。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于磁顯微法的超導(dǎo)帶材動(dòng)態(tài)溫度測(cè)量方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本申請(qǐng)采用如下技術(shù)方案：

一種基于磁顯微法的超導(dǎo)帶材動(dòng)態(tài)溫度測(cè)量方法，所述方法包括以下步驟：

步驟一：搭建通流平臺(tái)，使超導(dǎo)帶材處于低溫環(huán)境并產(chǎn)生自發(fā)磁場(chǎng)；

步驟二：配置溫度傳感器，采集超導(dǎo)帶材的熱分布場(chǎng)；

配置低溫掃描霍爾探針，檢測(cè)超導(dǎo)帶材的磁場(chǎng)分布；

步驟三：實(shí)時(shí)獲取與分析熱分布場(chǎng)與磁場(chǎng)分布信號(hào)，得到超導(dǎo)帶材的動(dòng)態(tài)溫度分布。

本發(fā)明進(jìn)一步包括以下優(yōu)選方案：

優(yōu)選地，步驟一具體為：將絕緣板置于上開(kāi)口的箱體的底部，將超導(dǎo)帶材固定在絕緣板上，超導(dǎo)帶材兩端通過(guò)銅導(dǎo)線與大電流發(fā)生裝置連接，得到通流平臺(tái)，使超導(dǎo)帶材產(chǎn)生自發(fā)磁場(chǎng)；

所述箱體內(nèi)注入浸沒(méi)超導(dǎo)帶材的液氮，使超導(dǎo)帶材處于低于零下200℃的低溫環(huán)境。

優(yōu)選地，步驟二具體為：將多個(gè)溫度傳感器貼附在超導(dǎo)帶材的表面，采集超導(dǎo)帶材的熱分布場(chǎng)；

將低溫掃描霍爾探針置于超導(dǎo)帶材的上方，檢測(cè)超導(dǎo)帶材的磁場(chǎng)分布。

優(yōu)選地，所述溫度傳感器采用PT100(鉑熱電阻)溫度傳感器。

優(yōu)選地，所述溫度傳感器的溫度信號(hào)線采用四線制進(jìn)行接線，從熱電阻兩端引出4線，接線時(shí)電路回路和電壓測(cè)量回路獨(dú)立分開(kāi)接線，以提高測(cè)量精度。

優(yōu)選地，步驟三具體為：將溫度傳感器、低溫掃描霍爾探針?lè)謩e與信號(hào)采集裝置連接，信號(hào)采集裝置與計(jì)算機(jī)連接；

信號(hào)采集裝置實(shí)時(shí)獲取超導(dǎo)帶材的熱分布場(chǎng)和磁場(chǎng)分布信息，經(jīng)計(jì)算機(jī)分析得到超導(dǎo)帶材的動(dòng)態(tài)溫度分布；

在超導(dǎo)帶材的磁通量密度變化時(shí)，判定超導(dǎo)帶材失超，計(jì)算機(jī)通過(guò)溫度異常變化時(shí)刻T與磁場(chǎng)異常變化時(shí)刻T_c得到溫度傳感器的遲滯時(shí)間T-T_c，從時(shí)間尺度上校準(zhǔn)超導(dǎo)帶材的熱分布場(chǎng)信息，得到實(shí)際的可定位的超導(dǎo)帶材的動(dòng)態(tài)溫度分布。

優(yōu)選地，所述信號(hào)采集裝置放置在常溫環(huán)境。