[发明专利]一种超导线圈电感测量方法

说明书

本发明公开了一种超导线圈电感测量新方法：超导线圈固定在测量平台上，永磁体通过刚性非磁性直杆与测力计固定连接，并使永磁体与超导线圈沿同中心轴线设置；控制系统控制可控驱动电机，在可控驱动电机的作用下通过机械升降机构使得测力计和永磁体以一定速度沿中心轴线从起始位置运动到终止位置，在整个运动过程中，永磁体在不同点处所受到的安培力由测力计实时测量，同时超导线圈中的感应电流通过钳式电流测量仪实时测量，实时测量结果经过计算机处理后在显示屏上显示出来，利用实时测量结果计算出超导线圈的电感值。本发明简单易操作，为测量无绝缘超导线圈的电感提供了可靠的解决方案。

技术领域

本发明涉及超导线圈电感测量技术领域，更具体的说，是涉及一种超导线圈电感测量方法。

背景技术

线圈的电感是线圈的重要参数，随着超导技术的发展，超导线圈在各种超导设备中应用广泛，饼型线圈作为大型超导线圈的重要组成单元，其电感值的测量具有重要意义。

现有的电感测量方法多为电测量法，测量过程操作复杂，对设备精度要求高，测量结果容易受到环境、操作方式等因素的影响。

对于超导线圈来说，由于超导体的零电阻效应，使得线圈在有电流流过的时候基本不会产生能量损耗，即能量可以完全以电流的形式储存在超导线圈中，并可以通过线圈电流和电感值计算得到。因此，若已知超导线圈中所存储的总能量，并可测得线圈中电流值的大小，就可以计算出超导线圈的电感值。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提出一种超导线圈电感测量方法，简单易操作，为测量无绝缘超导线圈的电感提供了可靠的解决方案。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明超导线圈电感测量方法，包括以下过程：

超导线圈固定在测量平台上，永磁体通过刚性非磁性直杆与测力计固定连接，并使永磁体与超导线圈沿同中心轴线设置；

控制系统控制可控驱动电机，在可控驱动电机的作用下通过机械升降机构使得测力计和永磁体以一定速度沿中心轴线从起始位置运动到终止位置，在整个运动过程中，永磁体在不同点处所受到的安培力由测力计实时测量，同时超导线圈中的感应电流通过钳式电流测量仪实时测量，实时测量结果经过计算机处理后在显示屏上显示出来，利用实时测量结果计算出超导线圈的电感值。

所述超导线圈安装在杜瓦内，杜瓦安装在测量平台上，所述杜瓦内加入冷却剂冷却超导线圈使其在测量过程中一直处于超导状态。

所述起始位置和终止位置关于超导线圈的几何中心点对称。

所述超导线圈采用首尾相连接的闭合线圈。

利用实时测量结果按以下公式计算出超导线圈的电感值：

其中，L为待测超导线圈的电感值，F为永磁体所受安培力，I为超导线圈中单匝的最大电流，x为永磁体的位移。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

(1)本发明不需要供电电源和高精度电压电流测量仪表。

(2)本发明超导线圈电感的测量结果不因为超导线圈是否进行绝缘处理而发生变化。

(3)本发明操作简单、方便，测量精度高、操作误差小。

附图说明

图1是本发明超导线圈电感测量方法的测量系统布置图。

图2是安培力(a)与电流(b)曲线图。

图3是实施例中拉力测量系统详细示意图。

图4是实施例中超导线圈及杜瓦示意图。