[发明专利]一种用于高温超导磁体失超检测实验的杜瓦装置

说明书

本发明提供一种用于高温超导磁体失超检测实验的杜瓦装置，包括：杜瓦罐、杜瓦盖、超导磁体固定板、液氮水平显示杆、电流引线套管、光纤传感器固定装置、液氮加注装置和检测样本固定装置；杜瓦盖置于杜瓦罐的顶端；超导磁体固定板位于杜瓦罐内并通过支撑架与杜瓦罐底部连接；液氮水平显示杆用来监控杜瓦罐内液氮的高度；电流引线套管用于铺设电流引线；光纤传感器固定装置用于铺设光纤传感器；液氮加注装置用于向杜瓦罐添加液氮；杜瓦盖和杜瓦罐进行封闭式连接，检测样本通过检测样本固定装置固定于超导磁体固定板上。本发明采用光纤光栅传感器进行高温超导磁体的失超检测，光纤光栅传感器是波长解调的传感器，不受光源强度波动的影响，测量可靠。

技术领域

本发明涉及高温超导及光纤光栅传感技术领域，尤其涉及一种用于高温超导磁体失超检测实验的杜瓦装置。

背景技术

随着超导技术的发展，高温超导磁体已经被广泛的应用于电机、变压器、限流器、储能等领域。高温超导磁体实用的一个关键研究点就是磁体的稳定运行问题。在运行过程中，如果出现过流、过热、机械应变等外部扰动，超导磁体将会由超导态变为正常态，即所谓的失超现象。研究发现高温超导磁体的失超传播速度比低温超导磁体小2-3个数量级，通常为十到几十毫米每秒，如此小的失超传播速度极易导致热量在局部点积累，从而在磁体内部产生温度过高的局部热点，如果不能及时的将热点信息反馈给保护系统，将有可能对磁体带来灾难性的伤害。

传统的失超检测方法包括电压检测法和温度检测法，电压检测法是通过检测磁体两端的电压信号，但是这种方法只适用于短带材样本。一方面，超导线圈通常具有很大的电感，因此会对电压信号的测量带来误差。另一方面，只有当磁体的运行温度大于分流温度后，超导磁体才会出现可被检测的信号，也就是说对于失超而言，温度信号的升高是先于电压信号的，因此，和温度检测法相比，电压检测法会有一定的延迟。所以，基于温度检测的失超检测方法是一种可行的检测方法。但是，传统的温度检测方法通常是基于热电偶和热电阻等传统电温度传感器，是基于电信号的测量，而高温超导磁体通常是强磁场环境，因此测量结果易受电磁干扰。同时，热电偶和热电阻等传感器都是点测量式传感器，要想实现磁体的分布式温度测量，就需要用到大量的传感器，每个传感器通常都是4线制接法，因此需要用到大量的铜引线，布线需要占用大量的空间，同时，大量的使用铜引线，还会对低温系统带来漏热问题。

光纤光栅传感器因为体积小、质量轻、抗电磁干扰、易于复用等特点，被认为是可以替代传统电信号传感器应用于高温超导磁体领域的传感器件。在高温超导体失超检测的实际应用中，光纤光栅传感器发挥了其独特的优越性，但在实验过程中也发现了一些问题，诸如，光纤光栅传感器在实验中如何保护的问题，失超检测样本如何绝热的问题，在确保实验完成质量的前提下如何节省液氮使用的问题等。

基于以上的分析，有必要从经济、高效、专用的角度，提出一种简单而又稳定可靠的超导磁体失超检测专用杜瓦装置。

发明内容

本发明的实施例提供了一种用于高温超导磁体失超检测实验的杜瓦装置，以克服现有技术的缺陷。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种用于高温超导磁体失超检测实验的杜瓦装置，包括：杜瓦罐、杜瓦盖、超导磁体固定板、液氮水平显示杆、电流引线套管、光纤传感器固定装置、液氮加注装置和检测样本固定装置；

所述杜瓦盖置于所述杜瓦罐的顶端；

所述超导磁体固定板位于所述杜瓦罐内并通过支撑架与杜瓦罐底部连接，所述超导磁体固定板高度可调；

所述液氮水平显示杆用来监控杜瓦罐内液氮的高度，其一端穿过所述杜瓦盖延伸至杜瓦罐底部，另一端位于杜瓦盖外部；

所述电流引线套管用于铺设电流引线，其具有上下两个接头，上接头位于杜瓦盖上方与外部电源连接，下接头位于杜瓦罐内部与检测样本相连接；