一种拉力下高温超导带材各向异性的测试装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种拉力下高温超导带材各向异性的测试装置及测试方法，其装置的组成主要是：电磁铁壳空腔内置有T型的液氮杜瓦，电磁铁壳的夹层中安装有电磁铁，电磁铁壳的顶部放置支撑架；支撑架顶部的伺服电机输出轴向下与夹持高温超导带材上端的上夹具相连；下夹具夹持高温超导带材的下端，下夹具固定于伺服电机位于支撑架以下的部位；上夹具、下夹具均位于液氮杜瓦中；支撑架的顶部安装有电机，电机的轴与主齿轮相连，伺服电机的输出轴壳上固定有齿环，主齿轮与齿环啮合；应变片粘贴在高温超导带材上。该装置能够测出不同的拉力下高温超导带材临界电流的各向异性，从而为高温超导强磁体或变压器的设计和制造提供更可靠的实验依据。
【专利说明】
一种拉力下高温超导带材各向异性的测试装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种高温超导带材临界电流各向异性测试装置。
【背景技术】
[0002]随着高温超导技术的不断成熟，超导产品正在逐步实现产业化。高温超导带材目前主要应用在电力和强磁体方面。在强电流的电力输送方面，采用常规电缆或变压器的损耗比较大，稳定性差，应用高温超导带材可以有效地解决这些问题。在强磁体应用上，第二代高温超导带材本身产生的不可逆的高磁场具有明显的优势。因此，超导带材作为高温超导材料的主要应用形式，其性能备受研究者的关注。
[0003]不同背景磁场的方向对高温超导带材的载流能力(临界电流)会产生较大的影响；即当磁场方向与带材之间的夹角不同时，带材的载流能力发生明显变化，这种现象，称之为各向异性。在高温超导强磁体或变压器的使用场景中往往存在不同大小和方向的背景(干扰)磁场，因此，需要对高温超导带材临界电流的各向异性进行测试，确定带材的正常适用范围。
[0004]同时，高温超导强磁体或变压器在制造过程中，需要绕制高温超导带材线圈，线圈在绕制过程中会产生拉应力;这种拉应力(拉力)也会对高温超导带材线圈的载流能力(临界电流)产生影响，使其临界电流降低，从而影响超导装置的正常运行。
[0005]现有的高温超导带材各向异性测试装置，只能测出不同大小的恒定背景磁场下带材的各向异性;不能测试不同拉力下高温超导带材的各向异性，更不能测试不同拉力下、连续变化的交变磁场中的高温超导带材的各向异性。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种拉力下高温超导带材临界电流各向异性测试的装置，该装置能够测出不同的拉力下高温超导带材临界电流的各向异性，从而为高温超导强磁体或变压器的设计和制造提供更可靠的实验依据。
[0007]本实用新型实现其实用新型目的所采用的技术方案是:一种拉力下高温超导带材各向异性的测试装置，其组成是:
[0008]电磁铁壳中央的空腔内置有T型的液氮杜瓦，电磁铁壳的夹层中安装有电磁铁，电磁铁壳的顶部放置支撑架；
[0009]伺服电机的输出轴壳向下通过轴承安装在支撑架的顶部;伺服电机的输出轴与上夹具相连;上夹具夹持高温超导带材的上端，上夹具正下方的下夹具夹持高温超导带材的下端，下夹具固定于固定架的底板上，固定架的顶杆固定在伺服电机位于支撑架以下的部位;所述的上夹具、高温超导带材、下夹具和固定架均位于液氮杜瓦中；
[0010]支撑架的顶部安装有电机，电机的轴与主齿轮相连，伺服电机的输出轴壳上固定有齿环，主齿轮与齿环啮合；
[0011]支撑架上的应变数据采集仪通过导线与应变片相连，应变片粘贴在高温超导带材上；
[0012]本实用新型的工作过程及使用方法是:
[0013]A、将纳伏表的两根电压引线与高温超导带材连接，向液氮杜瓦注入液氮，直到高温超导带材完全浸入液氮；
[0014]B、给电磁铁通以设定的电流，使其产生设定的恒定或交变的背景磁场；同时，启动伺服电机，使伺服电机的输出轴上移，对高温超导带材施加拉力，并由应变数据采集仪得到施加的拉力值；
[0015]C、启动电机，电机依次通过主齿轮、齿环、带动输出轴壳转动进而带动高温超导带材转动设定的角度；
[0016]D、给高温超导带材通以从小至大的直流电，当纳伏表测出的电压达到Ιμν/cm时，此时给高温超导带材通过的直流电即为设定角度的临界电流值；
[0017]E、改变设定的角度，重复C、D步骤的操作，得到高温超导带材在多个设定角度下的临界电流值，从而完成高温超导带材在当前的拉力下的各向异性。
[0018]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0019]—、本实用新型在高温超导带材的表面贴有灵敏应变片，在对带材进行拉伸时可以精确采集带材的微小应变。
[0020]二、本实用新型不仅可以为带材提供一定的拉力，还可以在这种拉力的条件下对带材进行任意角度的转动。这样可以测得拉力作用下，高温超导带材临界电流的各向异性。
[0021]三、本实用新型为带材提供旋转的部分是由电机带动齿轮进行控制的，可以保证超导带材在任意角度的精确旋转。
[0022]四、本实用新型装置的电磁铁可以产生交变磁场，可以测试高温超导带材在交变磁场下的载流特性。
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型实施例的装置示意图。
【具体实施方式】
实施例
[0025]图1示出，本实用新型的一种【具体实施方式】是，一种拉力下高温超导带材各向异性的测试装置，其组成是:
[0026]电磁铁壳4中央的空腔内置有T型的液氮杜瓦13，电磁铁壳4的夹层中安装有电磁铁5，电磁铁壳4的顶部放置支撑架2;
[0027]伺服电机6的输出轴壳7向下通过轴承9安装在支撑架2的顶部;伺服电机6的输出轴12与上夹具14相连;上夹具14夹持高温超导带材17的上端，上夹具14正下方的下夹具18夹持高温超导带材17的下端，下夹具18固定于固定架11的底板上，固定架11的顶杆固定在伺服电机6位于支撑架2以下的部位;所述的上夹具14、高温超导带材17、下夹具18和固定架11均位于液氮杜瓦13中；
[0028]支撑架2的顶部安装有电机3，电机3的轴与主齿轮I相连，伺服电机6的输出轴壳7上固定有齿环8，主齿轮I与齿环8啮合；
[0029]支撑架2上的应变数据采集仪10通过导线15与应变片16相连，应变片16粘贴在高温超导带材17上；
[0030]本实用新型的工作过程及使用方法是:
[0031]A、将纳伏表的两根电压引线与高温超导带材17连接，向液氮杜瓦13注入液氮，直到高温超导带材17完全浸入液氮；
[0032]B、给电磁铁5通以设定的电流，使其产生设定的恒定或交变的背景磁场；同时，启动伺服电机6，使伺服电机6的输出轴12上移，对高温超导带材17施加拉力，并由应变数据采集仪10得到施加的拉力值；
[0033]C、启动电机3，电机3依次通过主齿轮1、齿环8、带动输出轴壳7转动进而带动高温超导带材17转动设定的角度；
[0034]D、给高温超导带材17通以从小至大的直流电，当纳伏表测出的电压达到Ιμν/cm时，此时给高温超导带材17通过的直流电即为设定角度的临界电流值；
[0035]E、改变设定的角度，重复C、D步骤的操作，得到高温超导带材17在多个设定角度下的临界电流值，从而完成高温超导带材17在当前的拉力下的各向异性。
【主权项】
1.一种拉力下高温超导带材各向异性的测试装置，其组成是: 电磁铁壳(4)中央的空腔内置有T型的液氮杜瓦(13)，电磁铁壳(4)的夹层中安装有电磁铁(5)，电磁铁壳(4)的顶部放置支撑架(2); 伺服电机(6)的输出轴壳(7)向下通过轴承(9)安装在支撑架(2)的顶部;伺服电机(6)的输出轴(12)与上夹具(14)相连;上夹具(14)夹持高温超导带材(17)的上端，上夹具(14)正下方的下夹具(18)夹持高温超导带材(17)的下端，下夹具(18)固定于固定架(11)的底板上，固定架(11)的顶杆固定在伺服电机(6)位于支撑架(2)以下的部位;所述的上夹具(14)、高温超导带材(17)、下夹具(18)和固定架(11)均位于液氮杜瓦(13)中； 支撑架(2)的顶部安装有电机(3)，电机(3)的轴与主齿轮(I)相连，伺服电机(6)的输出轴壳(7)上固定有齿环(8)，主齿轮(I)与齿环(8)啮合； 支撑架(2)上的应变数据采集仪(10)通过导线(15)与应变片(16)相连，应变片(16)粘贴在高温超导带材(17)上。
【文档编号】G01N19/00GK205643474SQ201620290857
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】羊新胜, 师江涛, 刘力源, 邱添, 张勇, 赵勇
【申请人】西南交通大学