[發明專利]一種超導帶材動態溫度測量方法及系統

在審

• 申請號: 202011403627.3
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112556870A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 黑穎頓;周興梅;陳偉;錢國超
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01K7/18
• 分類號: G01K7/18;G01R33/07;G01R33/10;G01R33/12
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請屬于超導材料溫度測量技術領域，尤其涉及一種超導帶材動態溫度測量方法及系統。本申請的超導帶材動態溫度測量方法通過設置矩陣式溫度測試監控單元和低溫掃描霍爾探頭，采集超導帶材的溫度分布場信號和磁場分布信號，通過用磁場分布信號去校準對齊溫度分布場信號的時間維度，實現獲取實時的溫度分布場信號的技術目的。本申請利用低溫掃描霍爾探頭測量超導帶材自發磁場值，判定超導帶材是否發生失超，通過溫度異常變化與磁場異常變化的時刻找到遲滯時間，從而在時間尺度上校準對齊溫度分布場信號，最終得到實時的可定位的超導帶材動態溫度分布，能夠有效克服溫度傳感器的測量時間延遲，具有誤差小、效率高的優點。

技術領域

本申請涉及超導材料溫度測量技術領域，尤其涉及一種超導帶材動態溫度測量方法及系統。

背景技術

近年來超導材料的各種特性研究已然成為比較熱門的課題，尤其在超導帶材的失超特性方面，由于其工業應用的較大價值，成為業內研究關注的焦點。

超導設備在運行期間，一旦發生失超，通流能力會下降，如不采取措施會帶來不可逆性損傷，因此在設備運行期間對其的監測和保護尤為重要。超導帶材在失超時的物理特性變化會表現在多個方面，譬如溫度、電流和磁場等。根據超導帶材的溫度特性及周圍磁場變化，當超導帶材失超時會局部產生熱點，導致局部溫升，可通過在超導帶材上布置矩陣式溫度測試監控系統進行動態溫度測量，以定位失超點。

然而，實驗證明，當被測溫度突然發生變化時，溫度傳感器的輸出會延遲一段時間，這段時間一般稱為純滯后或純時延。在測量超導帶材溫度時，若不修正溫度傳感器的時間常數和滯后，將導致測量的結果出現偏差，進而無法準確判斷超導帶材的失超時間和失超部位。因此，亟待一種消除純時延的超導帶材動態溫度測量方法及系統，解決超導帶材動態溫度測量中時間遲滯不對齊的技術問題。

發明內容

本申請提供了一種超導帶材動態溫度測量方法及系統，以解決當前超導帶材溫度測量純時延校準的問題。

本申請采用的技術方案如下：

本申請的第一方面，提供一種超導帶材動態溫度測量方法，包括以下步驟：

搭建通流平臺，使超導帶材處于低溫環境并產生自發磁場；

設置矩陣式溫度測試監控單元，采集超導帶材的溫度分布場信號；

設置低溫掃描霍爾探頭，利用霍爾效應獲取超導帶材的磁場分布信號；

根據獲得的溫度分布場信號與磁場分布信號，分析得出超導帶材的動態溫度分布。

可選的，所述矩陣式溫度測試監控單元中的溫度傳感器采用雙絞線串聯，多條雙絞線按照預設距離均勻分布并貼附在超導帶材的表面，采集超導帶材的溫度分布場信號。

可選的，在所述搭建通流平臺，使超導帶材處于低溫環境并產生自發磁場的步驟中，包括：

將超導帶材的兩端通過銅導線與電流發生裝置連接，將超導帶材浸沒在液氮中，使超導帶材處于低于零下200℃的低溫環境中，電流發生裝置產生強電流，同時使超導帶材產生自發磁場。

可選的，在所述設置低溫掃描霍爾探頭，利用霍爾效應獲取超導帶材的磁場分布信號的步驟中，包括：

低溫掃描霍爾探頭置于超導帶材的下方，檢測并獲取超導帶材的磁場分布信號。

可選的，在所述根據獲得的溫度分布場信號與磁場分布信號，分析得出超導帶材的動態溫度分布的步驟中，包括：