[发明专利]一种高温超导带材磁场角度依赖性与扭转测试装置及方法

说明书

本发明属于高温超导技术领域，具体涉及一种高温超导带材磁场角度依赖性与扭转测试装置及方法。本发明中，上支撑板和下支撑板连接，下旋转台固定在下支撑板中心，上旋转台安装在上支撑板中心，上支撑板上开有一段圆弧开口，上旋转台与下旋转台之间通过连接杆连接；下压片和上压片分别安装在下旋转台顶部和上旋转台底部；固定杆安装在上旋转台上，且位于上支撑板的上方，下电流引线呈L型，一端固定在下旋转台上，另一端穿过上支撑板的开口固定在固定杆上或固定块上；上支撑板的下表面安装有三角拉杆，背景场磁体通过三角拉杆与上支撑板进行固定连接。本发明用以测试超导带材在外磁场下的角度依赖性以及带材扭转对临界电流的影响。

技术领域

本发明属于高温超导技术领域，具体涉及一种高温超导带材磁场角度依赖性与扭转测试装置及方法。

背景技术

当温度降低到一定程度时材料的电阻突然变为零或消失，这种现象称之为超导现象，此时的温度称之为临界转变温度(T_c)。当前通常以T_c＝30K作为低温超导与高温超导的分界线，T_c＜30K为低温超导，T_c≥30K为高温超导。

随着高温超导材料的快速发展，第二代REBCO高温超导带材高的运行温度、载流能力和临界磁场等性能优势，使其在能源、电力、医学以及军工等领域具有巨大的应用前景，并已在这些领域得到了广泛的应用。

与常规导线相比，高温超导带材的临界电流是其质量评判的重要指标之一。高温超导带材由超导层、基底层、缓冲层和铜层等不同材料相互堆叠而成，各方向的相干长度和穿透深度具有不同值，故高温超导具有明显的各向异性。在宏观电磁性能上体现为带材在不同幅值、角度的磁场下具有不同的临界电流特性。

与此同时，高温超导带材在制备电缆、导体或磁体时，带材将不可避免的进行相应的扭转，将对超导带材载流能力(临界电流)产生一定的影响，使其临界电流下降，从而影响相关超导装置的正常运行。

高温超导带材在外磁场下的角度依赖性及扭转对临界电流的影响是超导磁体、电缆或导体设计与应用中必不可少的参数。现有的技术，只能测试高温超导带材在不同大小背景场下的角度依赖性，而不能同时测试带材扭转下的临界性能，更不能测试不同扭矩的高温超导带材在不同背景场下的角度依赖性；或只能测试带材扭转下的临界电流，而不能测试背景场变化对临界电流的影响。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种液氮环境下REBCO高温超导带材磁场角度依赖性及扭转测试装置，用以测试超导带材在外磁场下的角度依赖性以及带材扭转对临界电流的影响，从而为高温超导磁体、电缆或导体的设计和制造提供更可靠的实验依据。

本发明采用的技术方案：

一种高温超导带材磁场角度依赖性与扭转测试装置，包括上支撑板、下支撑板、上旋转台、下旋转台、下电流引线、下压片、上压片、固定杆、背景磁体；上支撑板和下支撑板通过支撑杆与螺帽进行连接与固定，下旋转台通过螺钉固定在下支撑板中心，上旋转台安装在上支撑板中心，上支撑板上开有一段圆弧开口，上旋转台与下旋转台之间通过连接杆连接，保证带材角度依赖性测量时的刚性旋转；下压片和上压片分别安装在下旋转台顶部和上旋转台底部，用于固定带材样品；固定杆安装在上旋转台上，且位于上支撑板的上方，下电流引线呈L型，一端固定在下旋转台上，角度依赖性测量时另一端穿过上支撑板的开口固定在固定杆上，上支撑板上安装有固定块，扭转测试时，下电流引线的另一端固定在固定块上；上支撑板的下表面安装有三角拉杆，背景场磁体通过三角拉杆与上支撑板进行固定连接。

角度依赖性测量时，下电流引线随着旋转角度的变化在圆弧开口轨道内运动。

所述上旋转台上部安装有旋转杆，上电流引线安装在上旋转台的顶部的中心开孔中并与其开孔紧密配合。

所述上支撑板的中心位置并与中心开孔重合位置上安装有刻度盘，刻度盘用于测试时角度变化标识。