[发明专利]用于CICC超导电缆损伤评估的无损检测方法

说明书

本发明的实施例涉及一种用于CICC超导电缆损伤评估的无损检测方法。其中，所述无损检测方法包括以下步骤：建模步骤，建立电缆试件的空间模型，基于所述空间模型确定所述电缆试件内部的电流源和所述电缆试件周围的磁场的相互关系；编程步骤，对所述相互关系进行解析，并且基于解析的过程编制电流源重构程序；拾取步骤，利用多个磁传感器，拾取所述超导电缆周围的磁场信号；反演步骤，将所述磁场信号输入所述电流源重构程序，反演得到所述超导电缆内部的电流源分布；以及评估步骤，根据所述超导电缆内部的电流源分布，对所述超导电缆的损伤进行评估。根据本发明的实施例，能够实现对处于低温环境中的CICC超导电缆的无损检测。

技术领域

本发明涉及无损检测的技术领域，尤其涉及一种针对处于低温环境下的超导电缆的无损检测方法。

背景技术

管内电缆导体，即CICC(Cable-In-Conduit conductor)，广泛应用于磁约束核聚变领域，例如应用于大型超导磁体、大型储能磁体、大型超导强磁场磁体等。CICC主要包括超导电缆和包裹超导电缆的铠甲护套。在工作过程中，超导电缆主要起到承载电流的作用，是CICC的核心部件。超导电缆一般由超导线与其它金属线(例如铜线)经过3至5级绞制而成，形成了一个低空隙率、多股、多层级的螺旋结构。在制备和工作过程中，超导电缆容易出现超导线局部损伤甚至超导线断裂的情况，从而影响超导电缆的电流承载能力。

在本领域，对于超导电缆的检测通常采用截取一段超导电缆的方式进行，即对超导电缆进行破坏性实验；这样的破坏性实验成本较高，经济性较差。由于超导电缆的复杂、无规律结构，难以将通常的无损检测技术手段应用于超导电缆。例如，微焦点X射线检测技术需要对超导电缆中超导线的损伤进行定量识别，成本较高；而且该技术仅适用于长度小于500mm的超导电缆。此外，工作过程中超导电缆承载电流，这种电流产生的热量会影响超导电缆内部和周边的电磁场，从而对超导电缆的无损检测造成干扰。因此，如何实现一种针对超导电缆的无损检测方法，成为本领域亟待解决的问题。

背景技术部分公开的信息只是为了加强对本发明的一般背景的理解，不应视为承认或默认这种信息构成本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种能够应用于超导电缆的无损检测方法。

根据本发明的一方面，提供了一种用于超导电缆损伤评估的无损检测方法，包括以下步骤：建模步骤，建立电缆试件的空间模型，基于所述空间模型确定所述电缆试件内部的电流源和所述电缆试件周围的磁场的相互关系；编程步骤，对所述相互关系进行解析，并且基于解析的过程编制电流源重构程序；拾取步骤，利用多个磁传感器，拾取所述超导电缆周围的磁场信号；反演步骤，将所述磁场信号输入所述电流源重构程序，反演得到所述超导电缆内部的电流源分布；以及评估步骤，根据所述超导电缆内部的电流源分布，对所述超导电缆的损伤进行评估。

可选的，所述建模步骤包括：将所述电缆试件的部件划分为多个级别，并且在所述空间模型的建立过程中执行从较低级别到较高级别的逐级建模。

可选的，所述建模步骤包括：对所述电缆试件的部件设置建模权重，并且将所述建模权重应用于建立所述空间模型的过程。

可选的，所述电缆试件包括叠包带和中心螺旋管，并且所述叠包带和所述中心螺旋管的建模权重设置为零。

可选的，所述多个磁传感器在垂直于所述超导电缆的轴线的平面上形成圆形磁传感器阵列，并且在圆周方向上均匀分布，从而拾取所述超导电缆的横截面上的磁场信号。

可选的，在所述拾取步骤的过程中，超导电缆或其待检测部分放置在液氮或者液氦中。

可选的，所述圆形磁传感器阵列包括24至48个磁传感器。

可选的，所述磁场信号包括磁场强度大小。

可选的，所述多个磁传感器与所述超导电缆之间的距离为1mm至10mm。