本發(fā)明涉及超導(dǎo)帶材臨界電流測試，具體涉及雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試裝置、測試系統(tǒng)及測試方法。

背景技術(shù)：

1、在單層超導(dǎo)帶材結(jié)構(gòu)中，具有超導(dǎo)能力的只有ybco(yba2cu3o7-δ)一層作為超導(dǎo)層，在超導(dǎo)層的上表面和下表面都具有電阻，為了消除電阻造成的測量誤差使用四引線法。在四引線法測量中，電流源給的電流是is，電壓測量的信號電流是ig，ig很小可以忽略，進(jìn)入超導(dǎo)層的電流是is-ig。四引線法通過這種測量方法可以消除帶材表面電阻r1～r4帶來的測量上的誤差。電流源施加的電流和電壓采集的電流在同一位置ybco層。

2、雙面超導(dǎo)帶材有兩層超導(dǎo)層(ybco1和ybco2)，兩層超導(dǎo)層中間有電阻層，表面的封裝層也存在有電阻。電流源給的電流is在走ybco1超導(dǎo)層時，電壓測量的信號電流走的卻是ybco2超導(dǎo)層，電流源和電壓源的電流沒有在同一位置，這會造成電壓和電流在數(shù)值測量方法上的誤差，進(jìn)而影響到測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。如果ybco1超導(dǎo)層失超前電流沒有穿過兩個超導(dǎo)層間的電阻層而無法到達(dá)ybco2超導(dǎo)層，電壓不會檢測到失超，這會造成臨界電流測量錯誤。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試裝置、測試系統(tǒng)及測試方法，以解決在測量雙面超導(dǎo)帶材時，ybco1超導(dǎo)層失超前電流沒有穿過電阻層而無法到達(dá)ybco2超導(dǎo)層，電壓不會檢測到失超，從而造成臨界電流測量錯誤的問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試裝置，包括：

3、低溫箱體，所述低溫箱體具有容納空間，所述容納空間內(nèi)設(shè)有放卷輥和收卷輥，所述放卷輥和所述收卷輥分別適于纏繞待測雙面高溫超導(dǎo)帶材；

4、第一測量組件，設(shè)于所述低溫箱體內(nèi)，所述第一測量組件適于測量所述待測雙面高溫超導(dǎo)帶材的第一表面的電流和電壓；

5、第二測量組件，設(shè)于所述低溫箱體內(nèi)，所述第二測量組件適于測量所述待測雙面高溫超導(dǎo)帶材的第二表面的電流和電壓。

6、通過在待測雙面高溫超導(dǎo)帶材的第一表面設(shè)置第一測量組件、第二表面設(shè)置第二測量組件，分別測量第一表面的臨界電流和電壓、第二表面的臨界電流和電壓，通過兩個表面的數(shù)值互為驗證，以確保測量的臨界電流不出現(xiàn)提前失超的情況引起失超誤判。

7、在一些實施例中，所述第一測量組件包括第一電流源電極輪和第二電流源電極輪，所述第一電流源電極輪和所述第二電流源電極輪適于分別與所述待測雙面高溫超導(dǎo)帶材的第一表面接觸，所述第一電流源電極輪和所述第二電流源電極輪分別通過線路與電流表連接。

8、在一些實施例中，所述第一測量組件包括第一電壓測量電極輪和第二電壓測量電極輪，所述第一電壓測量電極輪和所述第二電壓測量電極輪適于分別與所述待測雙面高溫超導(dǎo)帶材的第一表面接觸，所述第一電壓測量電極輪和所述第二電壓測量電極輪分別通過線路與電壓表連接。

9、在一些實施例中，所述第一電流源電極輪和所述第二電流源電極輪之間分別設(shè)有所述第一電壓測量電極輪、所述第二電壓測量電極輪，所述第一電流源電極輪、所述第二電流源電極輪、所述第一電壓測量電極輪、所述第二電壓測量電極輪均為等高設(shè)置。

10、在一些實施例中，所述第二測量組件包括第三電流源電極輪和第四電流源電極輪，所述第三電流源電極輪和所述第四電流源電極輪適于分別與所述待測雙面高溫超導(dǎo)帶材的第二表面接觸，所述第三電流源電極輪和所述第四電流源電極輪分別通過線路與電流表連接，所述第三電流源電極輪設(shè)于所述第一電流源電極輪和所述第一電壓測量電極輪之間，所述第四電流源電極輪設(shè)于所述第二測量電壓電極輪和所述第二電流源電極輪之間，所述第三電流源電極輪和所述第四電流源電極輪的高度均高于所述第一電流源電極輪。

11、在一些實施例中，所述第二測量組件包括第三電壓測量電極輪和第四電壓測量電極輪，所述第三電壓測量電極輪和所述第四電壓測量電極輪適于分別與所述待測雙面高溫超導(dǎo)帶材的第二表面接觸，所述第三電壓測量電極輪和所述第四電壓測量電極輪分別通過線路與電壓表連接，所述第三電壓測量電極輪、所述第四電壓測量電極輪均設(shè)于所述第一電壓測量電極輪和所述第二電壓測量電極輪之間，所述第三電壓測量電極輪和所述第四電壓測量電極輪的高度均高于所述第一電壓測量電極輪。

12、第二方面，本發(fā)明還提供了一種雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試系統(tǒng)，包括上述的雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試裝置。

13、在一些實施例中，還包括冷卻裝置，所述冷卻裝置包括冷卻管路、低溫風(fēng)機(jī)、液氮換熱器和制冷機(jī)換熱器，所述冷卻管路上設(shè)有低溫風(fēng)機(jī)、液氮換熱器和制冷機(jī)換熱器，所述冷卻管路的制冷入口和制冷出口分別設(shè)于所述低溫箱體的兩側(cè)。

14、在一些實施例中，所述冷卻管路內(nèi)適于流動有氦氣，所述低溫風(fēng)機(jī)為氦氣提供動力，所述制冷機(jī)換熱器設(shè)有低溫冷機(jī)和制冷箱體，所述低溫冷機(jī)與所述制冷箱體的制冷柱連通，所述制冷箱體的冷風(fēng)出口處設(shè)有加熱絲。

15、第三方面，本發(fā)明還提供了一種雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試裝置的測試方法，待測雙面高溫超導(dǎo)帶材自放卷輥朝向收卷輥進(jìn)行移動，第一測量組件以測量第一表面的臨界電流和電壓，第二測量組件以測量第二表面的臨界電流和電壓。

技術(shù)特征：

1.一種雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試裝置，其特征在于，所述第一測量組件(2)包括第一電流源電極輪(201)和第二電流源電極輪(202)，所述第一電流源電極輪(201)和所述第二電流源電極輪(202)適于分別與所述待測雙面高溫超導(dǎo)帶材(5)的第一表面(501)接觸，所述第一電流源電極輪(201)和所述第二電流源電極輪(202)分別通過線路與電流表(6)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試裝置，其特征在于，所述第一測量組件(2)包括第一電壓測量電極輪(203)和第二電壓測量電極輪(204)，所述第一電壓測量電極輪(203)和所述第二電壓測量電極輪(204)適于分別與所述待測雙面高溫超導(dǎo)帶材(5)的第一表面(501)接觸，所述第一電壓測量電極輪(203)和所述第二電壓測量電極輪(204)分別通過線路與電壓表(7)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試裝置，其特征在于，所述第一電流源電極輪(201)和所述第二電流源電極輪(202)之間分別設(shè)有所述第一電壓測量電極輪(203)、所述第二電壓測量電極輪(204)，所述第一電流源電極輪(201)、所述第二電流源電極輪(202)、所述第一電壓測量電極輪(203)、所述第二電壓測量電極輪(204)均為等高設(shè)置。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試裝置，其特征在于，所述第二測量組件(3)包括第三電流源電極輪(301)和第四電流源電極輪(302)，所述第三電流源電極輪(301)和所述第四電流源電極輪(302)適于分別與所述待測雙面高溫超導(dǎo)帶材(5)的第二表面(502)接觸，所述第三電流源電極輪(301)和所述第四電流源電極輪(302)分別通過線路與電流表(6)連接，所述第三電流源電極輪(301)設(shè)于所述第一電流源電極輪(201)和所述第一電壓測量電極輪(203)之間，所述第四電流源電極輪(302)設(shè)于所述第二測量電壓電極輪和所述第二電流源電極輪(202)之間，所述第三電流源電極輪(301)和所述第四電流源電極輪(302)的高度均高于所述第一電流源電極輪(201)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試裝置，其特征在于，所述第二測量組件(3)包括第三電壓測量電極輪(303)和第四電壓測量電極輪(304)，所述第三電壓測量電極輪(303)和所述第四電壓測量電極輪(304)適于分別與所述待測雙面高溫超導(dǎo)帶材(5)的第二表面(502)接觸，所述第三電壓測量電極輪(303)和所述第四電壓測量電極輪(304)分別通過線路與電壓表(7)連接，所述第三電壓測量電極輪(303)、所述第四電壓測量電極輪(304)均設(shè)于所述第一電壓測量電極輪(203)和所述第二電壓測量電極輪(204)之間，所述第三電壓測量電極輪(303)和所述第四電壓測量電極輪(304)的高度均高于所述第一電壓測量電極輪(203)。

7.一種雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1-6任一項所述的雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試裝置。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括冷卻裝置(4)，所述冷卻裝置(4)包括冷卻管路(401)、低溫風(fēng)機(jī)(402)、液氮換熱器(403)和制冷機(jī)換熱器(404)，所述冷卻管路(401)上設(shè)有低溫風(fēng)機(jī)(402)、液氮換熱器(403)和制冷機(jī)換熱器(404)，所述冷卻管路(401)的制冷入口和制冷出口分別設(shè)于所述低溫箱體(1)的兩側(cè)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻管路(401)內(nèi)適于流動有氦氣，所述低溫風(fēng)機(jī)(402)為氦氣提供動力，所述制冷機(jī)換熱器(404)設(shè)有低溫冷機(jī)(4041)和制冷箱體(4042)，所述低溫冷機(jī)(4041)與所述制冷箱體(4042)的制冷柱(4043)連通，所述制冷箱體(4042)的冷風(fēng)出口(4045)處設(shè)有加熱絲(4044)。

10.一種雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試裝置的測試方法，用于使用權(quán)利要求1所述的雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試裝置，其特征在于，待測雙面高溫超導(dǎo)帶材(5)自放卷輥(101)朝向收卷輥(102)進(jìn)行移動，第一測量組件(2)以測量第一表面(501)的臨界電流和電壓，第二測量組件(3)以測量第二表面(502)的臨界電流和電壓。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及超導(dǎo)帶材臨界電流測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試裝置、測試系統(tǒng)及測試方法。一種雙面高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測試裝置，包括：低溫箱體，具有容納空間，容納空間內(nèi)設(shè)有放卷輥和收卷輥，放卷輥和收卷輥分別適于纏繞待測雙面高溫超導(dǎo)帶材，待測雙面高溫超導(dǎo)帶材具有對應(yīng)設(shè)置的第一表面和第二表面；第一測量組件，第一測量組件適于測量待測雙面高溫超導(dǎo)帶材的第一表面的臨界電流和電壓；第二測量組件，第二測量組件適于測量待測雙面高溫超導(dǎo)帶材的第二表面的臨界電流和電壓。本發(fā)明解決在測量雙面超導(dǎo)帶材時，YBCO1超導(dǎo)層失超前電流沒有穿過電阻層而無法到達(dá)YBCO2超導(dǎo)層，電壓不會檢測到失超，造成臨界電流測量錯誤的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：王春棟,信紀(jì)軍,王維,吳壟峰,呂秉坤,趙婉吟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：松山湖材料實驗室
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9