[发明专利]一种高温超导带材液氦温区下循环弯曲和载流特性测试装置

说明书

本发明公开了一种高温超导带材液氦温区下循环弯曲和载流特性测试装置。装置由传动装置、导电装置、绝热层和基础骨架组成，其中传动装置是核心部分。传动装置包括电机、电机连接轴、联轴器、蜗杆、涡轮、旋转轴、旋转台基板和正齿轮。电机连接轴两端通过联轴器与电机和蜗杆相连，电机将带动蜗杆涡轮转动，第一旋转台基板通过第一旋转轴与涡轮相连，第一正齿轮和第二正齿轮通过第二旋转轴和第三旋转轴与第一旋转台基板和第二旋转台基板相连，带材压在两旋转台基板上的铜压板和G10压块之间，因此涡轮的转动会使第一旋转台基板和第二旋转台基板发生反向旋转，进而带动带材发生弯曲。通过测得带材两端的电压及电流，根据U‑I曲线便可得到带材在所处弯曲半径下的临界电流。

技术领域

本发明涉及超导材料性能测量与测试技术领域，尤其是一种高温超导带材液氦温区下循环弯曲和载流特性测试装置，用于高温超导带材液氦温区下循环弯曲下的电流性能测试。

背景技术

高温超导材料由于具有高临界温度、高临界磁场及高载流能力等优势，在超导电缆、高场磁体、加速器等领域具有广泛的应用前景。而高温超导带材在实际应用当中，往往会发生多次反复弯曲，带材弯曲会降低带材载流性能甚至导致带材失超，而带材进过多次弯曲后也可能出现疲劳失效，因此需要对带材疲劳弯曲之后的载流性能进行测试。

现有的带材临界电流测量方式，只有改变带材形状，放置在样品杆上来进行性能测试，这种方式并非很复杂，但对于需要测试疲劳次数几百上千次之后的载流性能，就显得十分的繁琐和困难了。人为的弯曲很难把控应力的大小，所以自动的对带材进行循环弯曲，并且同时能实时测量出带材在该循环次数下的载流性能，有利于进一步探究高温超导带材性能以促进带材在各个领域的发展。

发明内容

本发明的目的是提出一种高温超导带材液氦温区下循环弯曲和载流特性测试装置。通过装置中的传动装置，可以远程操控带材在杜瓦内部循环弯曲，通过导电装置，可以对带材进行通电以及测试出带材的临界电流，因此通过该装置可以实现带材的循环弯曲和载流性能测试一体化。

本发明的技术方案如下：

一种高温超导带材液氦温区下循环弯曲和载流特性测试装置，包括传动装置、导电装置、绝热层和基础骨架；

所述传动装置包括电机、电机连接轴、联轴器、蜗杆、涡轮、第一旋转轴、第二旋转轴、第一旋转台基板、第二旋转台基板、第一正齿轮和第二正齿轮；

电机连接轴两端通过联轴器分别与电机和蜗杆相连；涡轮和蜗杆之间相互耦合；第一旋转台基板通过第一旋转轴与涡轮相连；所述第一正齿轮通过第二旋转轴与第一旋转台基板相连；所述第二正齿轮通过第三旋转轴与第二旋转台基板相连；

第一旋转台基板上设置有第一G10压块和第一铜压板，所述第一G10压块安装在第一旋转台基板和第一铜压板之间；,所述第二G10压块安装在第二旋转台基板和第二铜压板之间；带材从两铜压板和两G10压块中间穿过，第一铜压板将带材中间部分压在第一G10压块上，第二铜压板将带材中间部分压在第二G10压块上；

第一正齿轮与第二正齿轮相互耦合，使得第一旋转台基板能够带动第二旋转台基板同时发生转动；从而使所述带材发生弯曲。

所述导电装置包括铜管、铜编织带、第一铜引线板、第二铜引线板、第一铜压板和第二铜压板，用于对带材进行通电；所述铜管外接电流引线，底部与铜编织带相连；所述第一铜引线板安装在第一G10垫板上，所述第二铜引线板安装在第二G10垫板上。铜编织带固定在两铜引线板之上。带材的两端分别固定在两铜引线板和两G10垫板之间。

所述绝热层为多层绝热材料堆叠而成，安装在第一中间隔离板和盖板之间，用于减少液氦的泄漏。