[实用新型]多功能超导带材临界电流均匀性无损连续检测设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多功能超导带材临界电流均匀性无损连续检测设备。

背景技术

随着超导材料尤其是超导带材技术的日趋成熟，其在工业中得到了越来越广泛的应用。超导带材的载流性能尤其是其临界电流的均匀性是衡量超导带材的一个重要的工程指标。磁信号测试方法是将超导带材穿过磁场并测量其剩余磁场，通过剩余磁场的均匀性即可测出超导带材临界电流的均匀性。它可以非接触的连续的测试超导带材的临界电流的特性(均匀性)，是目前国际上测试超导带材临界电流特性所采用的主流方法。

但现有的磁信号测试方法所采用的超导带材临界电流均匀性连续检测设备，由放线盘、步进电机驱动的收线盘、励磁装置及磁场测量装置组成。存在的问题是：1、采用张力控制器控制张力，其要求较小的包角，而超导带材容易因为弯曲半径过小而导致性能的降低。2、测试装置无法实现对带材长度的测量以及损伤(临界电流变小幅度大于规定范围)位置的精确定位。3、放线盘的带材放完时，测试装置不能及时停机，使放线盘端的带材由于张力过大而造成损伤。4、功能单一，不能测试带材在变张力和变弯曲度情况时临界电流特性的变化。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种多功能超导带材临界电流均匀性无损连续检测设备，该设备在非接触、连续测试出超导带材临界电流均匀性的基础上，还能对测量带材的长度并对其损伤位置进行精确定位，并能测试带材在变张力和变弯曲度情况时临界电流特性的变化；且测试时对超导带材损伤小。

本实用新型解决其技术问题的所采用的技术方案是，一种多功能超导带材临界电流均匀性无损连续检测设备，包括放线盘、步进电机驱动的收线盘，其特征是：

所述的放线盘、收线盘分别安装在敞口的杜瓦瓶的左上方和右上方，杜瓦瓶内盛有液氮；放线盘、收线盘和杜瓦瓶均设于在密封箱内；

密封箱设有进气口和出气口；放线盘左侧的密封箱壁上设有激光测距器一，收线盘右侧的密封箱壁上设有激光测距器二；

杜瓦瓶内从左至右，依次安装有导轮一、导轮二、励磁装置、磁场测量仪、导轮三；在导轮一、导轮二之间还安装有一个高度可调的顶导轮；在导轮一左侧或导轮三右侧的杜瓦瓶上方设有编码器；

励磁装置、磁场测量仪、编码器、激光测距器一和激光测距器二均与监测及控制系统电连接。

本实用新型的工作过程和原理如下：

将放线盘和收线盘之间的超导带材依次通过编码器、导轮一、顶导轮、导轮二、励磁装置、磁场测量仪、导轮三，由于杜瓦瓶内盛有液氮，导轮一和导轮三之间的超导带材处于超导临界温度以下，而进入超导态；测试时，监测及控制系统启动步进电机，驱动收线盘旋转，使超导线材均匀的从放线盘上放出，而绕到收线盘上；在此过程中，超导线材均匀的通过励磁装置，被励磁装置产生的磁场磁化，超导带材通过磁场测量仪时，由磁场测量仪连续不间断的测出其剩余磁场强度，各部分剩余磁场的均匀性就也是各部分临界电流的均匀性；同时，由编码器精确测出流过的超导带材长度；放线盘左侧的密封箱壁上的激光测距器一、收线盘右侧的密封箱壁上的激光测距器二，分别精确测量放线盘和收线盘上的带材厚度，当激光测距器一测出放线盘上的带材厚度等于0或激光测距器二测出收线盘上的带材厚度达到规定值时，监测及控制系统立即控制步进电机停转，整个测试设备停止工作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

一、由磁场测量仪连续不间断的测出超导带材各部分的剩余磁场强度，进而测出其各部分的临界电流的均匀性；同时，在液氦杜瓦上方的编码器对带材长度进行同步精确测定，既可以测出带材的长度，更能实现带材临界电流变小值超过规定范围的损伤位置的精确定位。

二、由激光测距器一、二实时对放线盘及收线盘上的带材进行监控，当放线盘上的带材放完时，步进电机自动停机；避免了带材放完时，步进电机仍然转动而导致带材承受过大张力而损伤的问题。

三、通过调节高度可调的顶导轮的高度，使顶导轮的上轮缘与导轮一、二下轮缘间的相对高度位置发生变化，而实现对带材弯曲度和张力的调节，从而实现不同弯曲度和张力条件下的超导带材临界电流的均匀性测试，其测试功能多样化，适应性更强，便于分析带材微观结构的变化对带材临界电流的影响。

四、本实用新型的所有零部件及超导带材均放在密封箱内，从进气口通入干燥氮气以置换装置内含水气的空气，并从出气口排出，运行过程中，液氮挥发出来的氮气可通过出气口排出，有效除去箱内水汽，避免超导带材结冰，影响其性能甚至损坏。同时由于不需另设除湿及加热器件，使得本实用新型设备的结构更为简单。