一种超导线圈缺陷位置检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及超导电工领域，具体涉及一种超导线圈缺陷位置检测系统。
【背景技术】
[0002]超导材料因其无阻可携带大电流的特性可广泛应用于大型电力装置，随着绿色环保产业的不断兴起，随着超导带材产量与稳定性的不断提高，可以预期大规模使用高温超导材料的年代即将到来。在大部分电力装备应用当中，高温超导导线都是以线圈的形式存在的，这其中线圈是电工器件的基本单元，线圈的质量也直接决定了电工器件的质量，由于高温超导材料是一种陶瓷材料，带材本身很容易在生产和使用过程中引入缺陷，很有必要对线圈生产的全部流程进行质量监控，但带材绕制成线圈的过程，仍存在诸多不确定因素，很可能在线圈制备过程中引入各种缺陷，目前检测线圈质量的唯一方法是整体测量线圈伏安特性，但这种方法无法对线圈局部缺陷的位置和程度形成有效检测，而高温超导线圈的局部缺陷往往是引起高温超导器件严重故障，甚至烧毁的重要因素，因此十分有必要设计一种检测高温超导线圈局部缺陷和热稳定性的设备。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种超导线圈缺陷位置检测系统，实现了超导线圈缺陷位置的检测。
[0004]第一方面，本发明提出一种超导线圈缺陷位置检测系统，包括:
[0005]磁路、多自由度移动平台、检测装置、励磁线圈及电源，所述磁路开设有磁路窗口，所述磁路窗口之间设置有待测超导线圈，所述电源与所述励磁线圈相连，所述励磁线圈缠绕在所述磁路上，所述磁路固定在所述多自由度移动平台上，所述检测装置设置在所述待测超导线圈的一个表面上；
[0006]所述磁路窗口，用于沿着所述待测超导线圈的绕组径向励磁；
[0007]所述多自由度移动平台，用于调节所述磁路窗口与所述待测超导线圈之间的位置；
[0008]所述检测装置，用于检测所述待测超导线圈表面的磁场或温度，以根据所述待测超导线圈表面的磁场或温度的变化，判断所述待测超导线圈是否存在缺陷以及缺陷的位置。
[0009]可选的，所述检测装置包括红外成像装置，所述红外成像装置的探头设置在所述待测超导线圈表面的预设距离处。
[0010]可选的，所述检测装置包括测温矩阵，所述测温矩阵覆盖在所述待测超导线圈的表面上，且与所述待测超导线圈接触。
[0011]可选的，所述测温矩阵与所述待测超导线圈之间填充有导热硅脂。
[0012]可选的，所述检测装置包括磁场测量矩阵或磁场扫描平台，所述磁场测量矩阵或磁场扫描平台设置在所述待测超导线圈的部分表面上，所述部分表面为未设置在所述磁路窗口的部分表面。
[0013]可选的，所述检测装置还包括:设置在所述待测超导线圈的表面上的磁热薄膜，所述磁热薄膜覆盖在所述待测超导线圈的表面上。
[0014]可选的，所述检测装置包括磁光薄膜和磁光观测装置，所述磁光薄膜覆盖在所述待测超导线圈的表面上，所述磁光观测装置设置在所述磁光薄膜的预设距离处。
[0015]可选的，所述磁路的形状为C型、E型或D型。
[0016]可选的，所述系统还包括接触制冷冷头，所述接触制冷冷头设置于所述待测超导线圈中未设置检测装置的一个表面上。
[0017]可选的，所述系统还包括信号采集装置和终端，所述信号采集装置一端与所述检测装置相连，另一端与所述终端相连。
[0018]本发明提供了一种超导线圈缺陷位置检测系统，包括:磁路、多自由度移动平台、检测装置、励磁线圈及电源，所述磁路开设有磁路窗口，所述磁路窗口之间设置有待测超导线圈，所述电源与所述励磁线圈相连，所述励磁线圈与所述磁路相连，所述磁路固定在所述多自由度移动平台上，所述检测装置设置在所述待测超导线圈的一个表面上；所述检测装置，用于检测所述待测超导线圈表面的磁场或温度，以根据所述待测超导线圈表面的磁场或温度的变化，判断所述待测超导线圈是否存在缺陷以及缺陷的位置，实现了超导线圈缺陷位置的检测。
【附图说明】
[0019]图1为本发明一实施例提供的超导线圈缺陷位置检测系统的结构示意图；
[0020]图2为本发明另一实施例提供的超导线圈缺陷位置检测系统的结构示意图；
[0021]图3为本发明另一实施例提供的超导线圈缺陷位置检测系统的结构示意图；
[0022]图4为本发明另一实施例提供的超导线圈缺陷位置检测系统的平面示意图；
[0023]图5为本发明另一实施例提供的超导线圈缺陷位置检测系统的结构示意图；
[0024]图6为本发明另一实施例提供的超导线圈缺陷位置检测系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]本发明一实施例提供的一种超导线圈缺陷位置检测系统，该系统包括:
[0027]磁路、多自由度移动平台、检测装置、励磁线圈及电源，所述磁路开设有磁路窗口，所述磁路窗口之间设置有待测超导线圈，所述电源与所述励磁线圈相连，所述励磁线圈缠绕在所述磁路上，所述磁路固定在所述多自由度移动平台上，所述检测装置设置在所述待测超导线圈的一个表面上；
[0028]所述磁路窗口，用于沿着所述待测超导线圈的绕组径向励磁；
[0029]所述多自由度移动平台，用于调节所述磁路窗口与所述待测超导线圈之间的位置；
[0030]所述检测装置，用于检测所述待测超导线圈表面的磁场或温度，以根据所述待测超导线圈表面的磁场或温度的变化，判断所述待测超导线圈是否存在缺陷以及缺陷的位置。
[0031]本发明提供了一种超导线圈缺陷位置检测系统，能够对高温超导线圈局部缺陷，热稳定性进行检测，它利用磁场和温度探头观测线圈在通流和施加外磁场下绕组因绕组内部缺陷引起的磁场和温度时空变化检测缺陷位置和缺陷程度，同时作为超导检测系统配备低温制冷装置和多自由度调整平台共同组成线圈质量监控系统。
[0032]该统包含一个磁路，磁路开有窗口用以对超导线圈沿着绕组径向励磁。磁路固定在多自由度移动平台之上用以调节与超导线圈之间的相互位置和程度，实现对线圈绕组的连续扫描。绕组表面放置磁场温度探头观测线圈绕组在通流或者励磁之后的磁场或者温度分布用以判断绕组缺陷的具体位置和程度。这些磁场和温度探头包含，用于探测磁场的探头矩阵或者探头扫描平台；用于探测磁场的磁光薄膜以及相应的磁光检测设备；用于探测绕组表面温度的红外热成像探头；用于探测绕组温度的测温矩阵；用于反映温度变化的磁热薄膜。除了以上核心部件，系统还包括线圈制冷及维持系统，与探头配合的信号采集系统和相应的采集电脑。
[0033]下面通过具体的实施例对上述系统进行详细说明。
[0034]实施例1
[0035]本发明提供一种系统，可无损连续检测检测高温超导线圈缺陷及稳定性。上述检测装置包括红外成像装置，所述红外成像装置的探头设置在所述待测超导线圈表面的预设距离处。如图1所示，包括待测多匝高温超导线圈1 ;待测线圈电流引线2 ;制冷线圈的冷头3通过接触制冷冷却线圈；磁路4用以对线圈绕组励磁，实施例一中选用C型磁路；励磁线圈5及其配套电源；C型磁路窗口 6，窗口间距根据绕组厚度可调；多自由度平台7为调整C型磁路与线圈的相对位置；红外成像装置8。实施例1种，待测线圈为50匝YBC0高温超导饼状线圈，该线圈内半径为0.03m，外半径为0.035m，总计用线量10.2米。检测时候，冷头3冷却线圈1至70K，此时通过电流引线2为线圈1励磁，利用C型磁场路对绕组励磁，同时利用红外成像仪观测线圈通以不同电流，施加不同磁场情况下绕组表面发热状况，如果线圈内部存在缺陷则会发热，会被红外成像设备探测到，根据温度升高情况可定量判定线圈在不同通流情况和不同外磁场下的热稳定性和缺陷位置及程度。驱动多自由度平台7，可对全部绕组实现连续测量。
[0036]实施例2
[0037]上述系统中的检测装置包括测温矩阵，所述测温矩阵覆盖在所述待测超导线圈的表面上，且与所述待测超导线圈接触。在所述测温矩阵与所述待测超导线圈之间填充有导热硅脂。