[发明专利]一种碳陶瓷温度传感器温度监测控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种监测装置，具体是一种碳陶瓷温度传感器温度监测控制装置。

背景技术

1911年，荷兰物理学家卡麦林·昂尼斯发现了超导体。超导体具有零电阻、完全抗磁性和量子隧道效应等奇特的物理特性，超导体自从其被发现一来，超导电性及其应用一直是当代科学技术中最活跃的前沿研究领域之一，在能源、信息、交通、科学仪器、医疗技术、国防以及重大科学工程等方面均具有重要的应用价值。超导电性是1911年由荷兰物理学家Onnes首先在汞中发现的。它指超导体在温度下降到某一值时，电阻突然消失的现象。这个特征温度被定义为临界转变温度Tc。自从那时起，物理学家和材料科学家们在超导电性的实验和理论研究方面进行了不懈的努力。超导体具有三种基本特性：零电阻、抗磁性和宏观量子特性。1986年以前，人们发现的Tc最高的超导体是Nb3Ge，23.2K。1986年4月Bednorz和Muller发现了LaBaCuO超导体，其Tc超过30K，随后发现了Tc高于90K的YBCO超导体，从而揭开了超导电性研究的新纪元。超导材料是超导技术得以广泛应用的基础，超导材料主要分为低温超导材料(以NbTi和Nb3Sn为代表)和高温超导材料(以YBCO、BSCCO、TBCCO等为代表)。几十年来的努力使超导材料研究和实用化都取得了很大进展。传统的低温超导材料，特别是以NbTi合金和Nb3Sn合金为主的低温超导材料，由于其具有优良的机械加工性能及超导电性，从上实际80年代开始一直处于超导市场的主导地位。一些科研工程项目，如加速器、热核聚变堆以及质子对撞机等都需要大量的NbTi和Nb3Sn超导材料；目前，医学核磁共振成像的磁体大都用的是低温超导材料。但是，由于低温超导材料只能工作在4.2K的液氦温区，低温环境成为超导技术大规模应用的瓶颈。以YBCO、BSCCO、TBCCO等为代表的高温超导材料可以工作在液氮温区(77K)、甚至液化天然气温区(113K)，由于氮气资源的极其丰富以及77K的液氮温区比液氦温度高出73度，带来制冷成本的大大降低，使得超导技术的大规模工业化应用成为可能。目前以BSCCO高温超导带材为代表的第一代高温超导带材已经进入产业化阶段，并开始用于实用化超导设备及装置研发。以YBCO涂层导体为代表的第二代高温超导带材，由于其在高场下载流能力大大优于第一代BSCCO高温超导带材，在近年来成为超导材料领域的研究热点，美国和日本相继开展了大规模研究计划，投入了大量的人力物力，同时也取得了很好的研究成果。超导电力技术是利用超导体的无阻高密度载流能力及超导体的超导态-正常态相变的物理特性发展起来的应用技术。近二十年来，采用超导电力技术，已在超导输电，限流器，变压器，储能，电机等超导电力装置的研制与示范应用方面取得了良好的成绩。利用超导电力技术，不仅可以明显改善电能的质量，提高电力系统运行的稳定性和可靠性，降低电压等级，提高电网的安全性，使超大规模电网的实现成为可能，而且还可以大大提高单机容量和电网的输送容量，并大大降低电网的损耗。不仅如此，通过超导储能还可以大大改善可再生能源的电能质量，并使其与大电网有效地联结。近年来，我国也在超导电力技术方面取得了重大进展，在高温超导限流器方面，先后研制出10.5kV/1.5kA三相改进桥路型、35kV/90MVA饱和铁芯型和220kV/800A饱和铁芯型高温超导限流器样机，并挂网试验运行；在高温超导变压器方面，先后研制成功了我国首台630kVA、10.5kV/400V三相变压器和300kVA、25kV/860V单相变压器样机；以及在高温超导储能方面，先后研制出100kJ/25kV、500kJ/150kVA和35kJ/7kW的高温超导储能样机等等。而以上这些高温超导电力装置的核心部件，就是高温超导磁体系统。随着高温超导技术的不断发展，以及第二代高温超导带材制备技术的突破，基于第二代高温超导带材所研发的高温超导磁体系统正在进入实用化的新阶段，并具有广泛的应用前景。而第二代高温超导带材所绕制的高温超导磁体局部过热是可能导致高温超导磁体失超或者烧毁的关键因素，从而有侧重的对高温超导磁体内部的温度薄弱点进行监控，对于基于第二代高温超导带材所研制的高温超导磁体来说非常重要。然而，高温超导磁体的主要构成部分高温超导带材一般都处于高电压、强磁场的环境下，对于温度监测比较困难。尤其对于传导冷却条件下的高温超导磁体，不但需要对其进行局部是否过热的温度监控，而且监控系统的本身要保证不能随便引入外部热量，而加剧潜在的过热点的危险性，因为针对第二代高温超导带材，带材本身超导层非常薄，单位长度超导带材体积小，从而热容小，失超时温度上升快，一旦温度过热，非常容易烧断，从而导致整个磁体系统的失超并烧毁。