[发明专利]三维磁场立体扫描装置、系统及方法

说明书

本发明涉及超导线缆检测技术领域，尤其涉及一种三维磁场立体扫描装置、系统及方法。本发明所述的三维磁场立体扫描装置包括扫描环，扫描环内沿轴向设有扫描通道，扫描环用于套装在待测线缆样品的外部，以使扫描通道与样品之间能作轴向相对运动。该装置利用扫描环对待测线缆样品的某一位置从环向(周向)上作整体扫描，从而解决现有技术中磁场扫描多为平面扫描，只能扫描超导带材上单一方向的磁场的缺陷，实现超导带材的多方向的三维立体式扫描。

技术领域

本发明涉及超导线缆检测技术领域，尤其涉及一种三维磁场立体扫描装置、系统及方法。

背景技术

超导体又称为超导材料，是指在某一温度下电阻为零的导体。在实验中，若导体电阻的测量值低于10E^-25Ω，可以认为电阻为零。超导体不仅具有零电阻的特性，另一个重要特征是完全抗磁性。完全抗磁性是指磁场中的金属处于超导状态时，体内的磁感应强度为零的现象。这一现象由德国科学家迈斯纳发现，因此又称为迈斯纳效应。超导体还是完全的抗磁体，外加磁场无法进入或是无法大范围地存在于超导体内部，这是超导体的另一个基本特性。

超导体由于其无电阻以及可以承载高电流的特性，可广泛应用于大型电力设备以及电力输送领域。随着超导线缆技术的发展以及超导材料制造工艺的进步，未来超导体将在越来越多的领域有所利用。

目前最为常见的应用即为超导线缆(超导电缆)。超导电缆是利用超导在其临界温度下成为超导态、电阻消失、损耗极微、电流密度高、能承载大电流的特点而设计制造的。由于单根超导带材载流能力有限，因此超导线缆普遍采用多层超导带材绕制而成，因此，分析不同结构线缆中各个超导带材的分流情况对于分析计算超导线缆载流能力，交流损耗提供有力的依据。目前超导带材的时空磁场扫描多为平面扫描，只能扫描超导带材上单一方向的磁场。因此有必要发明一种可以多方向扫描磁场的设备。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种三维磁场立体扫描装置、系统及方法，用以解决现有技术中磁场扫描多为平面扫描，只能扫描超导带材上单一方向的磁场的缺陷。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种三维磁场立体扫描装置，包括扫描环，所述扫描环内沿轴向设有扫描通道，所述扫描环用于套装在待测线缆样品的外部，以使所述扫描通道与所述样品之间能作轴向相对运动。

在部分实施例中，该三维磁场立体扫描装置还包括霍尔感应器，所述扫描环的内壁上设有所述霍尔感应器，所述霍尔感应器用于对所述样品当前位置的三维磁场进行扫描，所述霍尔感应器包括多个探头，多个所述探头沿所述扫描环内壁的周向均匀排列，每个所述探头的探测面分别朝向所述扫描通道的轴线。

在部分实施例中，所述霍尔感应器包括第一探头或第二探头，多个所述第一探头沿所述扫描环内壁的周向均匀排列，多个所述第二探头沿所述扫描环内壁的周向均匀排列，每个所述第一探头分别平行于所述扫描通道外缘的切向，每个所述第二探头分别垂直于所述扫描通道外缘的切向。

在部分实施例中，所述霍尔感应器包括第一探头和第二探头，多个所述第一探头和多个所述第二探头均匀的交错排列在所述扫描环的内壁周向上，每个所述第一探头分别平行于所述扫描通道外缘的切向，每个所述第二探头分别垂直于所述扫描通道外缘的切向。

在部分实施例中，所述扫描环为一体结构或可分离结构；

所述扫描环为可分离结构时，所述扫描环为链条结构或对接结构；

所述扫描环为链条结构时，所述扫描环包括多个顺序铰接且首尾相连的链条体；

所述扫描环为对接结构时，所述扫描环包括第一半环和第二半环，所述第一半环和所述第二半环之间通过活动式插装结构对接。