[发明专利]一种并联结构超导带材失超传播特征的测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种并联结构超导带材失超传播特征的测量系统，其包括：低温容器、绝缘支架、两根并联的超导带材、直流驱动电源、多个电流传感器、直流脉冲电源、加热电阻丝、多个铂电阻、多通道数据采集装置以及计算装置，可以获得并联结构超导带材失超传播特征。本发明还公开了一种并联结构超导带材失超传播特征的测量方法。实施本发明，可以快速准确地测量并联结构超导带材失超传播特征。

技术领域

本发明涉及超导带材测量技术应用领域，具体涉及一种并联结构超导带材失超传播特征的测量系统及方法。

背景技术

由于高温超导材料的超导芯为陶瓷材料，在制备，运输和绕制成电缆或磁体的过程中，难免会受到拉伸，弯曲和扭曲等应变的影响。这些应变可能会造成超导带材的局部缺陷，在电缆或磁体运行的过程中，由于局部缺陷的存在将会导致电流经过缺陷位置时会产生一定的热量，当该热量大于热传导带走的热量之后，由于局部的温升，会导致超导体在该位置由超导态转变为正常态，表现为超导体出现失超现象，进而由于自身发热、电磁耦合等原因造成失超区域扩大，最后导致整个超导装置失超。

目前对于失超传播特性的研究主要包括最小失超能量和失超传播特性两种。最小失超能量指的是不同的通流大小下，引起带材局部失超的最小外界干扰能量。目前常用的测试方法是通过在超导带材上安装电阻丝，测量引起带材失超所需的发热量。失超传播速度目前主要采用电压测量和温度测量两种。电压测量是指在待测超导带材上按照固定的间隔布置多根电压引线，通过测量引线间的电压判断两引线间的导体区域是否失超，再由各导体区域的失超时间差和引线距离计算得到待测超导带材的失超传播速度；温度测量是通过各导体区域的温度判断失超，其余操作与电压测量相同。

电压测量方法一方面要求测量点足够密集，并且根据目前国际通行的失超判别准则1微伏/厘米，还要求对多通道微伏级电压信号进行同步测量。温度测量相比电压测量更直观，但温度信号的测量速度较慢，而且低温环境下快速、准确测量温度较为困难。

由于单根超导带材承载电流的能力是有限的，在实际的使用中，需要多根带材进行并联或者复合使用。目前对超导带材的失超传播特性测试都是针对单根带材，对于多根带材并联结构的失超传播特性尚未产生公认的测试方法。

发明内容

本发明所要解决的问题在于，提供一种并联结构超导带材失超传播特征的测量系统及方法，可以快速准确地测量并联结构超导带材失超传播特征。

为了解决上述技术问题，本发明的一方面提供一种并联结构超导带材失超传播特征的测量系统，其包括：

低温容器，所述低温容器中设置有一个绝缘支架；

两根并联的超导带材，固定设置在所述绝缘支架上，所述并联的超导带材两端引出电流引线，并与一直流驱动电源相连接；

多个电流传感器，用于分别测量每一超导带材以及两根超导带材并联后的电流；

直流脉冲电源，连接有一加热电阻丝，所述加热电阻丝固定设置于其中一个超导带材上；

多个铂电阻，间隔设置与每一超导带材上；

多通道数据采集装置，与间隔设置于每一超导带材上的多根电压引线、铂电阻相连接，用于采集获得每一超导带材上每一间隔的电压差、温度差；

计算装置，用于根据所述多通道数据采集装置采集的电压差或/及温度差，来计算获得所述并联结构超导带材失超传播特征。

优选地，通过所述直流脉冲电源使所述加热电阻丝加热，在待测超导带材上产生一个初始局部热点，根据最小失超时电阻丝的总发热量获得所述并联结构超导带材的最小失超能量。

优选地，所述绝缘支架为环氧材料制作而成的绝缘板，其两端分别安装有两个铜排作为电流引线接口，每一待测超导带材两端分别与一铜排固定连接；