[实用新型]一种高温超导温度循环荷载下临界电流测试装置

说明书

本实用新型公开了一种高温超导温度循环荷载下临界电流测试装置，包括导轨和滑动装置，所述导轨水平设置，滑动装置设于导轨上并可沿导轨往复移动，滑动装置的下端设有可沿竖直方向上下移动的伸缩装置，所述伸缩装置上设有夹持装置且夹持装置的夹持端为绝缘体；导轨的一端设有液氮杜瓦，另一端设有加热箱，所述液氮杜瓦和加热箱的顶部均为敞口。本实验装置可调节超导带材从液氮低温向室温的升温速度，控制超导带材在液氮温度和室温温度的保温时间以及循环周期数，从而便于研究温度循环作用对高温超导带材临界电流的影响。

技术领域

本实用新型属于超导实验技术领域，具体涉及一种高温超导温度循环荷载下临界电流测试装置。

背景技术

伴随着科学技术的飞速发展，超导材料作为一种新型材料，特别是高温超导材料，因其具有较高的临界转变温度（高于液氮温度77K），较大的临界电流密度及较高的临界磁场，被广泛应用于电缆、电动机、限流器、储能器特别是强磁体（MRI）等多个领域。然而，由于实际工况中YBCO超导带材、BSCCO带材通常是堆叠绕制成盘状结构，同时，超导材料一般处在力-热-电-磁多场耦合环境中，加之其多为层合复合材料构成，由于不同材料间的材料参数失配，当其从室温降到工作温区时，会产生较大的热应力，同时工作时还受到较大的洛伦兹力及其它机械负载，最终，在以上所述耦合场作用下超导材料的临界电流会发生明显的退化，从而给其相应超导器件带来安全运行隐患。

高温超导复合带材由材料性质差异较大的不同材料构成，在冷却过程中由于热膨胀系数的不匹配将产生残余热应力/应变，在残余热应力/应变的影响下，超导材料的力学性能和输电性能受到显著的影响；其次，不同保温时间、循环次数对高温超导复合带材应力状态也会产生影响，一方面影响力学参数，如弹性模型、屈服强度等，另一方面对超导的载流性能也产生显著的影响；此外，在温度循环荷载作用下，复合带材内部缺陷（如微裂纹）引起的带材损伤积累，从而引起宏观性能的退化，导致临界电流退化。温度循环荷载作用实质上是由于复合带材各材料层热膨胀系数的不匹配产生的残余热应力的循环作用。

为了解决超导带材在实际应用中遇到的这些问题，亟需研究超导带材的温度从室温向工作温度变化过程中时，温度高低、恒温持续时间长短以及不同温度中的循环次数等因素对临界电流的影响，而目前尚没有有效开展上述实验的实验装置。

实用新型内容

本实用新型提供了一种高温超导温度循环荷载下临界电流测试装置，目的在于探究超导带材的温度从室温向工作温度变化过程中时，温度高低、恒温持续时间长短以及不同条件下循环次数等因素对临界电流的影响，为此，本实用新型采用如下技术方案：

一种高温超导温度循环荷载下临界电流测试装置，包括导轨和滑动装置，所述导轨水平设置，滑动装置设于导轨上并可沿导轨往复移动，滑动装置的下端设有可沿竖直方向上下移动的伸缩装置，所述伸缩装置上设有夹持装置且夹持装置的夹持端为绝缘体；导轨的一端设有液氮杜瓦，另一端设有加热箱，所述液氮杜瓦和加热箱的顶部均为敞口。

进一步地，所述导轨为两根并平行设置，导轨的下方设有用于支撑导轨的固定架，液氮杜瓦和加热箱均设于导轨的正下方。

进一步地，所述滑动装置包括驱动电机、滚轮和两个转轴，两个转轴平行设置且之间连接有支架，转轴的两端均固定连接有滚轮，滚轮分别设于两个导轨上，所述驱动电机设于支架上，驱动电机的电机轴与一个转轴之间连接有第一皮带，所述伸缩装置设于支架的下方。

进一步地，位于同一导轨上的两个滚轮之间连接有第二皮带。

进一步地，所述驱动电机为伺服电机。

进一步地，所述伸缩装置为电动推杆。

进一步地，所述加热箱为电加热箱。

进一步地，所述夹持装置包括矩形的固定板和活动板，固定板与活动板通过螺栓固定连接；固定板和活动板相接触的两个面上均设有绝缘垫板。