[發明專利]一種CICC導體內液氦流量分配測試裝置及其測試方法

有效

• 申請號: 202110068005.8
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112880756B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 郝強旺;胡立標;施毅;武玉
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01F1/36
• 分類號: G01F1/36;G01F1/88;G01M10/00;G01M13/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 張乾楨

1.一種CICC導體內液氦流量分配測試裝置，該裝置包括液氦源、液氮源、低溫恒溫器、第一流量控制閥、第二流量控制閥、第三流量控制閥、第四流量控制閥、第一質量流量計、第二質量流量計、第一溫度計、第二溫度計、第三溫度計、第四溫度計、第五溫度計、第六溫度計、第一壓力變送器、第二壓力變送器、數據采集系統，液氮、液氦回收裝置，被測樣品；其特征在于：所述液氦源經過第一液氦管道與低溫恒溫器連接，第一液氦管道上有第一流量控制閥用以控制液氦流量；

在所述液氦經過第一液氦管道接入低溫恒溫器后，在第一液氦管道上依次分別設有第一質量流量計、第一壓力變送器、第一溫度計，通過焊接的方式連接到第一液氦管道；第一液氦管道為不銹鋼管道；

所述被測樣品兩端分別與第一喇叭狀空腔和第二喇叭狀空腔通過焊接進行連接，第一、第二喇叭狀空腔的細端分別連接到第一液氦管道和第二液氦管道焊接；

第二液氦管道上依次焊接有第二溫度計、第二壓力變送器，然后引出低溫恒溫器，通過第二液氦管道輸入液氦回收裝置，低溫恒溫器末端的第二液氦管道上設置有第二流量控制閥，與進端的第一流量控制閥一同控制被測樣品的液氦流量；

所述液氮源與第三流量控制閥，第一液氮質量流量計通過第一液氮管道依次相連，然后進入冷屏進行循環換熱，最后經末端第四流量控制閥通過第二液氮管道與液氮回收裝置相連；

所述被測樣品為含有中心冷卻管的CICC導體，其上設置有相隔預定距離的多個孔，上游第一孔安裝有多個點加熱器，所述多個點加熱器分別位于中心冷卻管區和電纜區，中間孔和下游的孔中裝入第三～第六溫度計；

所述的被測樣品為含有中心冷卻管的CICC導體，在導體徑向上鉆三個孔，孔與孔之間的軸向的距離為一個扭絞節距或者扭絞節距的整數倍，并在軸向保持在一條直線上；在上游的第一個孔內裝有2個500Ω，1/8W電阻器作為點加熱器，分別位于中心冷卻管區和電纜區；中間孔和下游的孔中裝入第三～第六溫度計，用以捕捉標記的液氦微團，溫度計均安裝在電纜區和中心冷卻管區，溫度計采用Cernox SD溫度計；

在所述被測樣品上打孔安裝點加熱器和溫度計后用導熱灌封膠進行密封固定；

在所述被測樣品安裝在測試設施之前用幾層超絕熱材料包裹，以減少熱量的流入或者流出。

2.根據權利要求1所述的一種CICC導體內液氦流量分配測試裝置，其特征在于：

所述的低溫恒溫器包括外真空杜瓦和中間防輻射冷屏，外真空杜瓦需保證真空度達到10^-3Pa，并保持不漏氣，冷屏為布有冷卻管道的銅板，冷卻管道內通入流動的液氮，使冷屏溫度保持80K～85K；在所述的冷屏流出來的液氮進入液氮回收裝置進行循環利用。

3.根據權利要求1所述的一種CICC導體內液氦流量分配測試裝置，其特征在于：

所述的數據采集系統，用以采集記錄本裝置中壓力變送器、溫度計的數值。

4.根據權利要求1所述的一種CICC導體內液氦流量分配測試裝置，其特征在于：

所述液氦源裝置用以提供穩定質量流量在0.1g/s～10g/s的穩定液氦源；

所述液氮源裝置用以提供流量穩定的液氮用來冷卻低溫恒溫器中的冷屏。

5.根據權利要求1所述的一種CICC導體內液氦流量分配測試裝置，其特征在于：

所述第一溫度計和第二溫度計為Cernox-1050溫度計，通過VGE-7031清漆粘接至不銹鋼液氦管道上，液氦流量計為低溫文丘里流量計。