一种高温超导线圈缺陷监测装置及监测方法与流程

本发明涉及超导线圈缺陷检测，特别是涉及一种高温超导线圈缺陷检测装置及检测方法。

背景技术：

1、目前，高温超导线圈可应用于高温超导限流器、磁储能、电抗器等装置中，应用越来越广泛。但是如果超导线圈在运行中由于个别点的缺陷等原因发生失超，就会产生很大的热量，如果不采取有效措施，失超传播，热量积累，会带来不可逆的损伤。这会造成较大的经济损失以及时间成本的损失，因此对超导线圈的检测与保护就更为关键。目前的高温超导线圈缺陷检测的方法主要为电信号检测方法、光纤传感技术检测方法和红外热成像技术方法。

2、在使用电信号检测超导线圈缺陷方法，在检测过程中容易受到电磁噪声的干扰不能及时准确判断超导体上是否存在失超现象，因此需要辅助检测方法判断超导设备中是否存在失超现象，而且需要在超导线圈上多处焊接电压引线，操作不方便，对超导线圈造成损伤，影响超导线圈后期的使用。

3、光纤传感技术检测方法在超导线圈缺陷失超过程中获取温度与形变信息，同时对失超位置进行定位。在硬件上，此技术要将光纤与超导线圈共绕，发生失超现象时，超导线圈和光纤会同时受损。因此，使用光纤传感技术检测失超的成本较高，不利于大面积推广。

4、而红外热成像技术方法的图像存在噪声多、对比度低等特点，并且红外探测器工作温度高于被测目标温度，其自身红外辐射大于被测物红外辐射，会产生背景噪音，导致测温不准，另外材料、制造工艺、光子噪音、探测器自身噪音、电路噪音制约红外探测温度极限。

技术实现思路

1、本发明的目的是：提供一种高温超导线圈缺陷检测装置及监测方法，无需在超导线圈上焊接电压引线、无需将光线与超导线圈共饶，且在测试过程中不受电磁干扰，操作方便，对超导线圈无损伤，降低检测成本，提高检测精度。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种高温超导线圈缺陷监测装置，包括：

3、杜瓦，所述杜瓦由内至外依次设有真空腔和液氮腔；

4、隔热支撑组件，位于所述真空腔内，所述隔热支撑组件上均布有温度探头，超导线圈位于所述温度探头上方；

5、超导电流引线；

6、铜电流引线，所述超导电流引线和所述铜电流引线并联焊接，且一端部穿入所述真空腔和所述超导线圈连接，另一端部从所述液氮腔穿出和外接电源相连；

7、加热单元，安装于所述隔热支撑组件上，用于对所述铜电流引线进行加热。

8、更进一步地，所述液氮腔侧壁设有第一口和第二口，所述第一口用于添加液氮，所述第二口用于对所述液氮腔减压。

9、更进一步地，所述温度探头在所述隔热支撑组件上呈径向同心圆均布排列。

10、更进一步地，所述隔热支撑组件包括底座、支撑板以及安装座，所述底座安装在所述真空腔底面，所述支撑板安装于所述底座上，所述加热单元安装在所述支撑板上，所述安装座固定在所述支撑板上，且用于安装所述温度探头。

11、更进一步地，所述安装座上均布有用于安装所述温度探头的安装孔，所述安装孔的深度小于所述温度探头的高度。

12、更进一步地，所述真空腔上方设有抽真空口。

13、更进一步地，所述超导电流引线和所述铜电流引线均通过接线法兰从所述液氮腔接入所述真空腔。

14、更进一步地，所述加热单元为加热棒，所诉加热棒固定在所述隔热支撑组件上，且所述加热棒的工作端和所述铜电流引线接触加热。

15、更进一步地，所述加热单元对所述铜电流引线加热的控温区间为77k-100k。

16、本发明还提供一种基于上述任一项所述的高温超导线圈缺陷监测装置的监测方法，包括以下步骤：

17、s1、提取均布的所述温度探头中，温度最高的温度探头所测得的数据，并对数据进行填充；

18、s2、通过boltzmann模型算法对数据进行曲线拟合，测得所述超导线圈的缺陷点坐标。

19、本发明实施例一种高温超导线圈缺陷监测装置及检测方法与现有技术相比，其有益效果在于：超导电流引线和铜电流引线并联焊接和超导线圈连接供电，无需在超导线圈上焊接电压引线，对线圈无损伤，不影响线圈的后期使用，通过温度探头对超导线圈进行温度采集，测温速度快，不受电磁干扰，设有加热单元，配合铜电流引线对超导线圈的温度进行调节，可在不同温度下测得超导线圈的多组温度数据，提高检测精度。

技术特征：

1.一种高温超导线圈缺陷监测装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的高温超导线圈缺陷监测装置，其特征在于：所述液氮腔侧壁设有第一口和第二口，所述第一口用于添加液氮，所述第二口用于对所述液氮腔减压。

3.如权利要求1所述的高温超导线圈缺陷监测装置，其特征在于：所述温度探头在所述隔热支撑组件上呈径向同心圆均布排列。

4.如权利要求1所述的高温超导线圈缺陷监测装置，其特征在于：所述隔热支撑组件包括底座、支撑板以及安装座，所述底座安装在所述真空腔底面，所述支撑板安装于所述底座上，所述加热单元安装在所述支撑板上，所述安装座固定在所述支撑板上，且用于安装所述温度探头。

5.如权利要求4所述的高温超导线圈缺陷监测装置，其特征在于：所述安装座上均布有用于安装所述温度探头的安装孔，所述安装孔的深度小于所述温度探头的高度。

6.如权利要求1所述的高温超导线圈缺陷监测装置，其特征在于：所述真空腔和所述液氮腔上方设有可拆卸的盖板，所述盖板密封所述真空腔和所述真空腔，所述盖板上设有和所述真空腔连通的抽真空口。

7.如权利要求1所述的高温超导线圈缺陷监测装置，其特征在于：所述超导电流引线和所述铜电流引线均通过接线法兰从所述液氮腔接入所述真空腔。

8.如权利要求1所述的高温超导线圈缺陷监测装置，其特征在于：所述加热单元为加热棒，所述加热棒固定在所述隔热支撑组件上，且所述加热棒的工作端和所述铜电流引线接触加热。

9.如权利要求1所述的高温超导线圈缺陷监测装置，其特征在于：所述加热单元对所述铜电流引线加热的控温区间为77k-100k。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述的高温超导线圈缺陷监测装置的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及超导线圈检测技术领域，公开了一种高温超导线圈缺陷监测装置及监测方法，该监测装置包括：杜瓦，所述杜瓦由内至外依次设有真空腔和液氮腔；隔热支撑组件，位于所述真空腔内，所述隔热支撑组件上均布有温度探头，超导线圈位于所述温度探头上方；超导电流引线；铜电流引线，所述超导电流引线和所述铜电流引线并联焊接，且一端部穿入所述真空腔和所述超导线圈连接，另一端部从所述液氮腔穿出和外接电源相连；加热单元，安装于所述隔热支撑组件上，用于对所述铜电流引线进行加热。本发明的有益效果：测试过程中不受电磁干扰，操作方便，对超导线圈无损伤，降低检测成本，提高检测精度。

技术研发人员：余欣,吴吉,彭向阳,宋萌,陈宇慧,李银格,李志峰,李力,于是乎,范亚洲
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8