[发明专利]一种传导冷却高温超导电缆温度传感结构及温度检测方法

权利要求书

1.一种传导冷却高温超导电缆温度检测方法，其特征在于，

该方法采用如下装置进行传导冷却高温超导电缆温度检测：

包括超导电缆试验腔体(70)、超导带材(10)、超导电缆支撑管(20)、铂电阻(30)、制冷机冷头(60)和温度监视器(90)；

所述超导电缆支撑管(20)置于超导电缆试验腔体(70)中，在超导电缆支撑管(20)上缠绕有超导带材(10)，多个铂电阻(30)按照点式分布方式布置于超导带材(10)的接头和非接头部分，通过铂电阻引线(40)将各铂电阻(30)分别连接至温度监视器(90)；

方法包括以下步骤：

步骤1，沿超导电缆轴向，在超导电缆的超导带材接头和非接头部分按照点式分布方式布置铂电阻；

步骤2，铂电阻将获取的超导带材运行过程中被测点的温度信息传输至温度监视器；

步骤3，将被测超导带材上所有铂电阻测得的温度平均值进行多项式拟合，得到被测超导电缆的超导带材沿轴向的温度分布；

拟合多项式采用三次样条插值，公式如下：

式中，T(x)为经过被测点x₀，x₁，x₂，…,x_n上的三次样条插值函数；M_j为被测点x_j处温度T(x_j)的二阶导数值；x_j为被测点的坐标值；h_j为x_j+1和x_j之间的间距。

2.根据权利要求1所述的传导冷却高温超导电缆温度检测方法，其特征在于，所述M_j由插值条件、连续性条件以及边界条件得到：

插值条件为：

T(x_j)＝y_j(j＝0,1,···n)

式中，T(x_j)表示各被测点的温度函数值，y_j表示测量得到的被测点温度值；

各被测点温度函数值T(x_j)用每个点上所有传感器数据的平均值表示：

式中，y_ji表示j点处第i个铂电阻的温度数据，n表示被测点铂电阻的数目；

连续性条件为：

T^p(x_j-0)＝T^p(x_j+0)，p＝0,1,2

式中，T^p(x_j-0)在p＝0,1,2时分别表示T(x)在区间[x_j-1,x_j]上的函数表达式、一阶导数表达式以及二阶导数表达式，T^p(x_j+0)在p＝0,1,2时分别表示T(x)在区间[x_j,x_j+1]上的函数表达式、一阶导数表达式以及二阶导数表达式；

边界条件为：

式中，q(x_j)表示在被测点x_j处的冷流密度，λ表示超导带材的热导率。

3.根据权利要求1所述的传导冷却高温超导电缆温度检测方法，其特征在于，所述温度监视器的采样频率范围为1～10Hz，显示分辨率为0.1mK。

4.根据权利要求1所述的一种传导冷却高温超导电缆温度检测方法，其特征在于，所述铂电阻(30)通过清漆(100)粘贴在超导带材(10)上，并通过聚酰亚胺胶带(110)固定。

5.根据权利要求1所述的一种传导冷却高温超导电缆温度检测方法，其特征在于，所述点式分布方式为，分布于超导带材(10)接头部分的铂电阻(30)数量n≥3，分布于超导带材(10)非接头部分的铂电阻(30)数量m≤2。

6.根据权利要求1所述的一种传导冷却高温超导电缆温度检测方法，其特征在于，所述超导电缆试验腔体(70)上设有连接至压缩机的制冷机冷头(60)，制冷机冷头(60)上带有热锚(80)，铂电阻引线(40)缠绕在热锚(80)上热锚定。