[发明专利]一种超导带材缺陷定位系统及方法

说明书

本申请提供一种超导带材缺陷定位系统及方法，其中超导带材缺陷定位系统包括超导带材，所述超导带材的两端分别电连接电流发生装置；所述超导带材的下方设置有低温扫描霍尔探头，所述低温扫描霍尔探头电连接有信号采集装置，所述信号采集装置电连接有数据处理装置。采用上述装置，在超导带材上采用低温扫描霍尔探头来实现对超导带材周围磁场的分布测量，通流的同时利用低温扫描霍尔探头测量超导带材周围磁场值，在超导带材失超时，磁场异常变化引起电流密度的异常，依据磁通量密度所计算出来的电流密度发生异常变化的位置，从而找到超导带材有缺陷的位置，最终得到实际的超导带材缺陷的位置。

技术领域

本申请涉及超导带材的生产技术领域，尤其涉及一种超导带材缺陷定位系统及方法。

背景技术

超导材料具有很好的零电阻、高载流密度特性以及完全抗磁特性，在各类电力设备包括高温超导限流器、电抗器、储能系统等领域应用广泛。目前超导带材分为高温和低温，分别适用于不同的环境下，且都已经逐渐形成产业化生产。超导带材通常为25-100微米厚的为镀膜的金属带，宽度为10-200毫米，长度为几百到几千米。初始金属带表面为纳米级光洁度，然后在金属带材上镀若干层缓冲层薄膜，最后沉积一层为超导层。在带材处理和镀膜过程中可能引入各种各样的缺陷，缺陷会对超导电流形成阻碍，影响最终的产品良率。超导带材需要经过许多道工艺处理，在每一道工艺处理前，人们希望避免有缺陷的带材进入后面的昂贵的工艺处理。因此，对超导带材进行检测以及定位缺陷位置十分重要。

缺陷检测最通常的方法是人工检查，人工检测有很多缺点：效率很低，漏检率很高，而且人工检测分辨率低，这样会造成许多的误判。例如，低分辨下发现12毫米宽的带材有一个2毫米大小的缺陷，通常会认为这个缺陷会对超导电流造成2/12＝17％的阻碍率，这样的带材将被作为废品，不能进入后续工艺处理。但是如果在高分辨下观察这个缺陷，这个在低分辨率下为看似连续的2毫米缺陷有可能是由许多离散的40-50微米小颗粒构成的，大部分电流可以从小颗粒之间流过，所以这个缺陷对电流的阻碍不是17％，可能是5％，如果电流阻碍率的质控阈值设为小于7％，那么这根带材是可以进入下一道工艺处理的。因此，亟需一种识别准确、识别速度快、识别效率高的超导带材缺陷定位系统及方法。

发明内容

本申请提供一种超导带材缺陷定位系统及方法，可用于解决现有技术中人工检测效率低、漏检率高以及检测分辨率低的问题。

第一方面，本申请提供一种超导带材缺陷定位系统，包括超导带材，所述超导带材的两端分别电连接电流发生装置；所述超导带材的下方设置有低温扫描霍尔探头，所述低温扫描霍尔探头电连接有信号采集装置，所述信号采集装置电连接有数据处理装置。

第二方面，本申请提供一种超导带材缺陷定位方法，所述缺陷定位方法应用于第一方面所述的一种超导带材缺陷定位系统；

所述缺陷定位方法包括：

将超导带材放置于零下196℃的低温环境充分冷却后通入电流产生磁场；

低温扫描霍尔探头检测超导带材产生的磁场；

信号采集装置获取磁场的分布信号；

数据处理装置根据磁场的分布信号分析得到超导带材的电流密度分布。

可选的，所述将超导带材放置于零下196℃的低温环境充分冷却后通入电流产生磁场包括：

将超导带材固定于上开口的箱体内的底部，在箱体内注入浸没超导带材的液氮，以使超导带材处于零下196℃的低温环境中充分冷却；

将超导带材两端通过铜导线与电流发生装置连接，得到通流平台，向超导带材中通入直流电流，以使超导带材产生磁场。

可选的，其特征在于，所述箱体为泡沫箱。

可选的，所述箱体内部的底部设置有绝缘板，所述超导带材设置于所述绝缘板上。