[发明专利]测量超导线圈失超传播速度的装置及其测量方法

权利要求书

1.一种测量超导线圈失超传播速度的装置，其特征在于所述的装置包括杜瓦容器(1)、制冷机(2)、环氧拉杆(3)、背场超导磁体(4)、被测超导线圈(5)、导冷带(6)、低温容器(8)、输液管(11)和回气管(12)；在杜瓦容器(1)内安装有背场超导磁体(4)，背场超导磁体(4)通过导冷带(6)由制冷机(2)的一级冷头传导制冷，杜瓦容器(1)的上端面中心位置安装制冷机(2)，背场超导磁体(4)顶部通过环氧拉杆(3)与杜瓦容器(1)的上端面连接；低温容器(8)连接在制冷机(2)二级冷头的下端；被测超导线圈(5)安装在低温容器(8)内部；输液管(11)和回气管(12)在低温容器(8)上端对称布置，与低温容器(8)上盖板连接。低温容器(8)的上盖板上接有被测超导线圈电流引线(13)和被测超导线圈测量引线(14)。

2.按照权利要求1所述的测量超导线圈失超传播速度的装置，其特征在于所述的被测超导线圈(5)包括被测超导线圈疏绕部分(15)和被测超导线圈密绕部分(16)，在被测超导线圈疏绕部分(15)和被测超导线圈密绕部分(16)之间的导线上缠绕加热丝(10)。

3.按照权利要求2所述的测量超导线圈失超传播速度的装置，其特征在于所述的加热丝(10)为锰铜丝，加热丝(10)的电阻为10-50欧姆。

4.按照权利要求1所述的测量超导线圈失超传播速度的装置，其特征在于所述被测超导线圈(5)的外表涂有厚度为5-10mm低温环氧胶(9)。

5.按照权利要求1所述的测量超导线圈失超传播速度的装置，其特征在于，所述的被测超导线圈(5)的直径大于被测超导线圈(5)的导线直径的40-60倍。

6.按照权利要求1所述的测量超导线圈失超传播速度的装置，其特征在于，当被测超导线圈(5)工作时处在真空环境中，通过制冷机(2)二级冷头直接制冷，使低温容器(8)内达到所需要的低温；当被测超导线圈(5)工作时浸泡在低温液体环境中，通过输液管(11)向低温容器(8)内输入低温液体；若被测超导线圈(5)为高温超导线圈则向低温容器(8)内输入液氮，如果被测超导线圈(5)为低温超导线圈则向低温容器(8)内输入液氦，液体蒸汽通过回气管(12)排出。

7.按照权利要求1所述的测量超导线圈失超传播速度的装置，其特征在于，在被测超导线圈疏绕部分(15)的导线上焊接有一对疏绕部分测量引线一(17)和一对疏绕部分测量引线二(18)；在被测超导线圈密绕部分(16)的导线上焊接有一对密绕部分测量引线一(19)和一对密绕部分测量引线二(20)；疏绕部分测量引线一(17)和疏绕部分测量引线二(18)沿导线方向的间距为L₁，每对疏绕部分测量引线的两个引线沿导线方向上的距离均为L₂；密绕部分测量引线一(19)和密绕部分测量引线二(20)沿导线方向上的间距为S；每对疏绕部分测量引线的两个引线沿导线方向上的距离均为d；被测超导线圈的导线直径或宽度为d。

8.按照权利要求1所述的测量超导线圈失超传播速度的方法，其特征在于，测量方法的步骤顺序为：

①首先在背景磁场下给被测超导线圈(5)通电，电流大小等于0.8～0.95倍超导线材或带材的临界电流值；

②给加热丝(10)通脉冲电流，当产生一定热量后触发被测超导线圈(5)失超；

③通过多通道数据采集仪(22)进行电压测量，记录下疏绕部分测量引线一(17)和疏绕部分测量引线二(18)分别产生的0.5倍最大电压的时间，将两个时间差记t1；另外记录下密绕部分测量引线一(19)和密绕部分测量引线二(20)分别产生的0.5倍最大电压的时间，将两个时间差记为t2；

④通过疏绕部分测量引线一(17)和疏绕部分测量引线二(18)测量得到沿导线方向上的被测超导线圈(5)的失超传播速度为(L₁+L₂)/t1，通过密绕部分测量引线一(19)和密绕部分测量引线二(20)测量得到沿导线径向方向上的被测超导线圈(5)的失超传播速度为(2d+S)/t2。