[发明专利]一种超导线圈多点温度测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及温度测试技术领域，尤其涉及一种超导线圈多点温度测量系统。

背景技术

超导设备在运行期间，一旦发生失超，其通流能力会急剧下降，如果不采取有效措施，会带来不可逆性损伤，因此在设备运行期间对于超导设备的监测和保护就显得尤为重要，而超导线圈作为超导设备的基本组成单元，对于它的监测和保护就更为关键。

超导线圈在失超时的物理特性会表现在多个方面，包括温度、磁场、电流等，本系统主要源于对于超导线圈的温度特性方面着手，当线圈局部发生热点时，会产生局部温升，由此由多点温度探头矩阵，把线圈分成可检测的有限单元，每个探头针对每个单元进行有限检测，有效控制每个部分的温度情况，一旦发生温度异常可及时切断运行设备，对超导设备起到了有效的保护。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述提出的高温超导线圈的检测，本发明要解决的技术问题是提供一种超导线圈多点温度测量系统，以对超导线圈的温度进行有效检测。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种超导线圈多点温度测量系统，其包括温度探测装置、热传导构件、制冷装置、真空密闭腔体和待检测的超导线圈；

所述温度探测装置用于检测超导线圈不同部位的温度(即进行多点温度测量)；所述超导线圈放置在所述热传导构件上，所述热传导构件放置所述超导线圈的一端嵌设在所述真空密闭腔体内，相对的另一端与所述制冷装置连接。

进一步地，所述温度探测装置为温度探头组件，所述温度探头组件包括信号线以及多个与所述信号线相连接的温度探头，多个所述温度探头分别与超导线圈的不同位置相接触，以采集所述超导线圈不同位置的温度信号，并通过所述信号线将所述温度信号输出；

优选的，本发明所述的温度探头采用温度传感器为核心部件，外部封装隔热材料，其中所述温度传感器可以是Pt100或热电偶等温度传感器。所述温度探头的具体构造采用本发明的常规设置，只要能够起到探测温度的作用即可。

进一步地，多个所述温度探头间隔布置在所述超导线圈的上表面；所述真空密闭腔体顶端设有与所述信号线相连接的信号线接口，所述信号线通过信号线接口将温度探头采集到的所述温度信号输出，具体输出方式采用本领域的常规技术手段即可。

可选的，所述信号线为柔性结构，以便在所述超导线圈上任意布置温度探头，方便温度探头探测超导线圈的不同位置。

可选的，多个所述温度探头在所述超导线圈的上表面排列为多圈；所述超导线圈的上表面间隔设有多圈圆形轨道，多个所述温度探头分别布置在所述多圈圆形轨道内，在布置所述温度探头时可沿所述圆形轨道灵活移动布置；该测量系统还包括盖板，所述盖板将多个所述温度探头覆盖，以确保温度探头和超导线圈充分接触。

进一步地，所述温度探测装置还可以是测温光纤，所述测温光纤一端连接外部电路(即与该测温光纤相匹配的外部电路)，另一端盘绕在所述超导线圈表面，并根据实际测量需求确定测温光纤在超导线圈上的布置疏密。

进一步地，关于所述热传导构件、制冷装置、真空密闭腔体，本发明提供了以下两种技术方案：

第一种方案：该测量系统还包括真空密封的第一杜瓦，所述第一杜瓦分为上部腔体和下部腔体，所述上部腔体为所述真空密闭腔体，所述下部腔体为所述制冷装置，所述制冷装置内充满液氮；所述热传导构件中空，其顶端封闭、水平且放置有所述超导线圈，底端敞口且与所述制冷装置相连通，以使所述液氮充满热传导构件；优选的，所述热传导构件为圆柱体；优选的，下述的电极引线转换件设于该热传导构件的侧面；优选的，所述下部腔体一侧设有液氮注入口。

第二种方案：所述真空密闭腔体为真空密封的第二杜瓦，所述制冷装置为制冷机，所述热传导构件为中空的冷气通道，其顶端封闭、水平构成制冷平台，且放置有所述超导线圈，底端敞口且与所述制冷机连通，以将制冷机制得的冷气通过冷气通道传输给超导线圈；优选的，所述冷气通道为圆柱体。

进一步地，所述超导线圈和热传导构件之间设有接触板，且所述接触板的导热率低于热传导构件；此处增加导热率偏低的接触板，经过一段时间后上部的超导线圈也可以被冷却，因而不会影响超导线圈和热传导构件之间的冷量传递；而且当上部超导线圈有局部发热的时候，该接触板的存在可使超导线圈的热量不至于很快被下部的热传导构件带走，这样就增加了超导线圈的发热稳定性，进而可以更加灵敏和准确地对超导线圈进行多点温度测量。