一種CICC導體性能測試系統技術方案

本發明專利技術公開了一種CICC導體性能測試系統，包括測試杜瓦、超導磁體、控制系統以及外部數據采集系統；所述CICC導體樣品位于測試杜瓦底部的樣品骨架上，上方通過低溫超導接頭連接超導變壓器繞組，超導變壓器繞組通過高溫超導電流引線連接有外部勵磁電源實現對CICC導體樣品提供不同電流；超導磁體位于測試杜瓦外部對CICC導體樣品施加垂直于導體方向的不同強度的背景磁場，外部數據采集系統對不同電流、不同磁場強度條件下CICC導體樣品進行性能數據采集，并輸給控制系統分析，從而完成的CICC導體樣品性能測試。本發明專利技術所述CICC導體性能測試系統，可以實現大電流、強磁場、長尺寸導體樣品的快速、簡單方便的測試優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及CICC導體低溫性能測試與超導電工技術應用領域，特別的涉及一種CICC導體性能測試系統。
技術介紹
在超導磁體應用領域，CICC超導導體已經廣泛用于大型核聚變裝置、超導核磁共振裝置、高能粒子加速器裝置、磁共振譜儀等。CICC超導導體通常工作在強磁場，大電流和極低溫等極端環境下，其低溫性能決定著超導磁體的安全穩定。在超導磁體研制前期，繞制磁體所用的CICC導體的性能參數如臨界電流、臨界溫度、臨界磁場等都需要進行試驗性能測試，以便對超導磁體的整體性能提供技術支持。因此，為了安全有效的設計超導磁體，需要對CICC導體在真實運行工況下的性能進行實驗研究，從而為超導磁體裝置的安全有效設計提供強有力的技術支撐。目前，國外相關的測試系統已經進行多年，國內也有一些相關的實驗測試裝置，但根據文獻調研，國內測試裝置普遍存在測量裝置復雜、成本高、測量背景磁場低，測試電流小、測量精度低，測量誤差大，以及無法對不同類型的CICC導體進行不同工況的實驗研究等缺點。
技術實現思路
本專利技術的針對上述問題，提供一種CICC導體低溫性能測試系統，實現測量磁場高、測試電流大、測量結果準確性和測量樣品多樣化等優點。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：一種CICC導體性能測試系統，其特征在于：包括內部提供低溫和真空環境的測試杜瓦、超導磁體、控制系統以及外部數據采集系統；所述CICC導體樣品位于測試杜瓦底部的樣品骨架上，其上方通過低溫超導接頭連接超導變壓器繞組，超導變壓器繞組通過高溫超導電流引線連接有外部勵磁電源實現對CICC導體樣品提供不同電流；所述的超導磁體位于測試杜瓦外部對CICC導體樣品施加垂直于導體方向的不同強度的背景磁場，外部數據采集系統對不同電流、不同磁場強度條件下CICC導體樣品進行性能數據采集，并輸給控制系統分析，從而完成的CICC導體樣品性能測試。CICC導體樣品置于低溫杜瓦底部，勵磁電源通過高溫超導電流引線接入超導變壓器繞組，經過超導變壓器繞組的放大作用后，通過低溫超導接頭對CICC導體樣品施加測試電流，杜瓦外部的超導磁體對CICC導體樣品施加垂直于導體方向的背景磁場，利用羅柯線圈檢測CICC導體樣品內部的電流大小，外部數據采集系統對CICC導體樣品進行性能數據采集，并有控制系統分析，從而完成低溫條件下不同電流、不同磁場強度條件下的CICC導體樣品的性能測試實驗。所述提供低溫和真空環境的測試杜瓦包括杜瓦、杜瓦外側設有冷屏部件、內部低溫液氦槽，所述的超導變壓器繞組和CICC導體樣品置于低溫液氦槽內。所述的超導變壓器繞組包括初級密繞線圈和次級多匝CICC線圈；初級密繞線圈通過高溫超導電流引線連接外部勵磁電源，次級多匝CICC線圈通過低溫超導接頭連接CICC導體樣品實現對供電電流的放大以及對CICC導體樣品施加不同電流。所述提供低溫和真空環境的測試杜瓦包括杜瓦、杜瓦外側設有冷屏部件、內部低溫液氦槽，所述的超導變壓器繞組和CICC導體樣品置于低溫液氦槽內，通過液氦浸泡實現低溫冷卻。所述超導磁體擁有11T場強和800mm室溫孔徑。本專利技術的優點是： 本專利技術的裝置可以對目前工程上超導磁體裝置中常用的各種CICC超導導體的低溫性能進行系列實驗研究，從而克服現有測試系統中測量裝置復雜、測量背景磁場低、測試電流小，測試導體長度短、測量精度低等缺點；本專利技術的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分的從說明書中顯而易見，或者通過實施本專利技術而了解。 下面通過附圖和實施例，對本專利技術的技術方案做進一步的詳細描述。附圖說明 附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，并且成為說明書的一部分，與本專利技術的實施例一起用于闡述本專利技術，并不構成對本專利技術的限制。圖1為CICC導體測試系統示意圖。結合附圖，本專利技術實施例中附圖標記如下：1-勵磁電源；2-高溫超導電流引線；3-超導變壓器繞組；4-低溫超導接頭；5-杜瓦；6-超導磁體；7-樣品骨架；8-CICC導體樣品；9-羅柯線圈；10-控制系統。具體實施方式 以下結合附圖對本專利技術的優選實例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實例僅用于說明和解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。 鑒于現有技術中存在的缺陷，如圖1所示，提供了一種CICC導體低溫性能測試系統，具體為用于接近實際工況的CICC導體低溫性能測試系統。該CICC導體性能測試裝置，原理簡單、操作方便、測量磁場高、測試電流大、測量誤差小，并且可以方便更換樣品進行多工況實驗研究等特性，能夠滿足工程上所用的CICC導體性能測試需求，具有重要的現實意義和科學研究意義。 參考圖1，根據本專利技術實例，本實施例的CICC導體低溫性能測試系統，包括提供外部勵磁的電源1，與所述電源1通過高溫超導電流引線2連接的超導變壓器繞組3，連接超導變壓器繞組3和測試樣品8的低溫超導接頭4，提供測試系統低溫和真空環境的杜瓦5，提供背景磁場的超導磁體6，固定測試樣品的樣品骨架7，穿過超導變壓器繞組3次級多匝CICC線圈尾部的檢測電流的羅柯線圈9，以及控制管理整個測試系統的中央控制系統10。其中，勵磁電源1源提供的小電流通過高溫超導電流引線2輸入到變壓器繞組3，經過變壓器繞組3的放大作用產生的大電流通過低溫超導接頭4加載到測試樣品8中，外部杜瓦外部的超導磁體6提供測試樣品所需的測試磁場強度，樣品骨架7位于杜瓦底部將CICC導體樣品固定在杜瓦底部，羅柯線圈9采集CICC導體樣品8中的電流大小，控制系統10控制調節勵磁電源1、磁場和低溫系統的運行狀況。所述提供低溫和真空環境的測試杜瓦包括杜瓦、杜瓦外側設有冷屏部件、內部低溫液氦槽，所述的超導變壓器繞組和CICC導體樣品置于低溫液氦槽內，通過液氦浸泡實現低溫冷卻。所述超導磁體擁有11T場強和800mm室溫孔徑。這里，測試信息主要包括不同測試電流、不同背景磁場下的CICC導體樣品的低溫性能低溫杜瓦5采用液氮浸泡式冷卻方式。 使用上述實施例的CICCCICC導體樣品低溫性能測試系統，首先將測試CICC導體樣品8固定在樣品骨架7上；超導變壓器繞組3初級線圈通過高溫超導電流引線2與勵磁電源源連接1；羅柯線圈9穿過超導變壓器繞組3的次級多匝CICC線圈尾部；次級多匝CICC線圈尾部通過低溫超導接頭4與CICC導體樣品8連接。在超導磁體6的提供的背景磁場環境下，通過控制系統10調節勵磁電源源1的輸出電流和超導磁體6的磁場強度，通過羅柯線圈9檢測測試CICC導體樣品8中的電流大小，最終通過分析計算，實現超導股線的低溫性能測試。 上述實施例的CICC導體低溫性能測試系統，通過更換樣品骨架7和CICC導體樣品8實現不同類型的CICC導體性能測試；通過調節勵磁電源1的電流輸出和超導磁體6的磁場強度實現加載在CICC導體樣品上的測試電流和背景磁場的變化；通過羅柯線圈9檢測CICC導體測試樣品的電流大小；從而可以簡單、準確、快速高效的實現大電流、高磁場、高精度的CICC導體超導低溫性能測試研究，為超導磁體的工程設計和應用提供技術支持。最后應說明的是：以上所述僅為本專利技術的優選實施例而言，并不用于限制本專利技術，盡管參照前述實施例對本專利技術進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種CICC導體性能測試系統，其特征在于：包括內部提供低溫和真空環境的測試杜瓦、超導磁體、控制系統以及外部數據采集系統；所述CICC導體樣品位于測試杜瓦底部的樣品骨架上，其上方通過低溫超導接頭連接超導變壓器繞組，超導變壓器繞組通過高溫超導電流引線連接有外部勵磁電源實現對CICC導體樣品提供不同電流；所述的超導磁體位于測試杜瓦外部對CICC導體樣品施加垂直于導體方向的不同強度的背景磁場，外部數據采集系統對不同電流、不同磁場強度條件下CICC導體樣品進行性能數據采集，并輸給控制系統分析，從而完成的CICC導體樣品性能測試。

【技術特征摘要】
1.一種CICC導體性能測試系統，其特征在于：包括內部提供低溫和真空環境的測試杜瓦、超導磁體、控制系統以及外部數據采集系統；所述CICC導體樣品位于測試杜瓦底部的樣品骨架上，其上方通過低溫超導接頭連接超導變壓器繞組，超導變壓器繞組通過高溫超導電流引線連接有外部勵磁電源實現對CICC導體樣品提供不同電流；所述的超導磁體位于測試杜瓦外部對CICC導體樣品施加垂直于導體方向的不同強度的背景磁場，外部數據采集系統對不同電流、不同磁場強度條件下CICC導體樣品進行性能數據采集，并輸給控制系統分析，從而完成的CICC導體樣品性能測試。2.如權利要求1所述的CICC導體性能測試系統，其特征在于：所述的低溫超導接和CICC導體樣品之間還設有測試CICC導體樣品內部...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳向陽，房震，譚運飛，陳文革，陳治友，匡光力，劉章洋，高洋，蔣冬輝，鄒貴弘，黃鵬程，
申請(專利權)人：中國科學院合肥物質科學研究院，
類型：發明
國別省市：安徽;34