[发明专利]一种带有温度闭环控制的超导开关

权利要求书

1.一种带有温度闭环控制的超导开关，其特征是，所述的超导开关包括超导开关本体 (8)，供电电路(15)和控制电路(16)；超导开关本体(8)安装在置于低温系统内的超导磁体(14) 上，供电电路(15)和控制电路(16)位于低温系统外；超导开关本体(8)由超导开关骨架(1)， 紧绕在超导开关骨架(1)上的超导线圈(6)、加热丝线圈(7)和装嵌在超导开关骨架(1)上的温 度探头(4)组成；供电电路(15)由一台电源(10)串联一个接触器(9)组成，供电电路(15)通过 两根铜导线分别同超导开关本体(8)上的加热丝线圈(7)的输入端和输出端连接；控制电路 (16)由单片机P87PC767(11)和信号放大器(12)组成，温度探头(4)的两根测量线连接到信号 放大器(12)的输入端，信号放大器(12)的输出端再连接到单片机P87PC767(11)的管脚P0.3 上，单片机P87PC767(11)的管脚P0.4连接到供电电路(15)中接触器(9)的控制线圈上。

2.按照权利要求1所述的超导开关，其特征在于，温度探头(4)装嵌在超导开关骨架(1) 上沿中心轴方向的一个半圆形长槽(3)内，长槽(3)与温度探头(4)之间的缝隙使用掺杂有氮 化铝(AlN)粉的环氧树脂填充。

3.按照权利要求1所述的超导开关，其特征在于，超导线圈(6)和加热丝线圈(7)均采 用无感绕制，超导线圈(6)和加热丝线圈(7)间隔地绕制在超导开关骨架(1)上，即紧 贴超导开关骨架(1)的第一层为超导线圈(6)，接着第二层为加热丝线圈(7)，然后第三 层又为超导线圈(6)，以此类推；超导线圈(6)和加热丝线圈(7)中导线与导线之间的缝隙填 充掺杂有氮化铝(AlN)粉的环氧树脂。

4.按照权利要求1所述的超导开关，其特征在于，所述超导开关由超导态向正常态转 变时，所述供电电路(15)的电源(10)给加热丝线圈(7)供电，控制电路的单片机P87PC767(11) 的管脚P0.4对所述供电电路(15)的接触器(9)进行控制：单片机P87PC767(11)的管脚P0.3 对温度探头(4)测量的温度电压信号进行采样，并转换成实际的温度值；单片机P87PC767

(11)根据实际测得的超导开关本体(8)的温度值控制接触器(9)的通断；温度闭环控制 逻辑为：当超导开关本体(8)的温度低于T_c+ΔT₁，单片机P87PC767(11)接通接触器(9)， 加热丝线圈(7)通电产生热量使超导开关本体(8)的温度上升；当超导开关本体(8)的 温度高于T_c+ΔT₂，单片机P87PC767(11)关断接触器(9)，加热丝线圈(7)停止加热， 阻止超导开关本体(8)的温度进一步上升；所述的T_c为超导线圈的超导临界温度，即超导 线圈由超导态向正常态转变时的温度，ΔT₁和ΔT₂分别为温度增量，ΔT₁≤ΔT₂。