[发明专利]一种传导冷却超导磁体温度探头安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及传导冷却超导磁体关键部位测温所用温度探头的安装方法。

背景技术

20世纪90年代后期，传导冷却超导磁体技术发展迅速，逐渐有取代液氦浸泡超导磁体之势。与传统的液氦浸泡超导磁体系统比较，传导冷却超导磁体不使用液氦来冷却，而是使用二级G-M制冷机作为冷源对超导磁体进行冷却。由于整个超导磁体采用单一冷源靠热传导方式冷却，因此超导磁体各个部件之间连接要紧密，导热要非常好，而且制冷机的二级冷头只有1至1.5瓦的制冷量，这对超导磁体与外界传热的设计，提出了更为严格的要求。

同液氦浸泡超导磁体不同，传导冷却超导磁体最终能冷却到的温度不一定为4.2K，并且超导磁体各部位也会存在一定的温度差，因此准确测量传导冷却磁体系统关键部位的温度(如二级冷头、超导磁体上端面、超导磁体下端面)极为重要。

要想测量传导冷却磁体系统关键部位安装的温度，就必须在这些部位安装温度探头。温度探头不但要能简单方便地安装上去，而且温度探头与被测部位之间要连接紧密，温差要做到尽可能小，这样温度探头测量出来的温度才能接近被测部位的实际温度。温度探头需要有测量引线同外界相连，这样会增加外界向超导磁体的导热，如果导热过大，就会使超导磁体不能冷却到所要求的温度，所以必须采取措施减少温度探头测量引线引起的导热。

发明内容

本发明的目的是克服传导冷却超导磁体系统关键部位的温度探头安装的问题，提出一种新的温度探头安装方法。

本发明的温度探头安装于采用高纯铜材料制成的长方体热沉中，长方体热沉安装在超导磁体被测部位上，热沉底面和超导磁体被测部位的表面之间贴有0.5mm厚的铟箔片，用螺钉将热沉压紧在超导磁体被测部位表面上。这样不但保证了温度探头与被测部位连接的紧密性，而且便于安装。

温度探头同超导磁体外界连接的测量引线采用细锰铜线加细铜线的二元结构，靠近温度探头的一侧采用带绝缘层的细铜线，再用带绝缘层的细锰铜线连接到超导磁体外界。由于锰铜线的热导率比铜线小很多，这样就大大减少了外界通过测量引线向超导磁体的导热量。

在长方体热沉的周围四面加工出半圆形的凹槽，将温度探头测量线中的细铜线部分缠绕到此半圆形凹槽中，并在半圆形凹槽内填充高导热硅脂。这样使得测量引线的导热直接通过热沉传导到超导磁体，而不是先传导给温度探头，增加了温度探头同被测部位的温度差。

本发明传导冷却超导磁体温度探头安装方法如下：

在所述温度探头引出线上先焊接一段带绝缘层的细铜线，然后再焊接一段带绝缘层的细锰铜线与细铜线连接，细锰铜线连接到超导磁体外界；将所述温度探头安装于采用高纯铜材料制成的长方体的热沉正面的圆孔中，圆孔中的缝隙用高导热硅脂填满；热沉安装在超导磁体被测部位上，热沉底面和超导磁体被测部位的表面之间贴有铟箔片，用螺钉压紧；将所述的细铜线绕扎在热沉四周的半圆形凹槽中，细铜线之间的缝隙用硅脂填满。至此温度探头安装完成。

附图说明

图1是根据本发明实施例装有二元测量引线的温度探头示意图，图中：1温度探头、2细铜线、3细锰铜线；

图2是根据本发明实施例的热沉安装示意图，图中：4超导磁体被测部位、5铟箔片、6热沉、7半圆形凹槽、8安装温度探头的圆孔、9压接螺钉；

图3是根据本发明实施例温度探头安装完成示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

如图1所示，本发明中所用温度探头1采用铑铁电阻温度计，采用四引线测量法，其测量引线采用二元结构，即在温度探头1引出线上先焊接一段带绝缘层的细铜线2，要求线径φ≤0.3mm，然后再焊接一段带绝缘层的细锰铜线3与细铜线2连接，细锰铜线3的线径φ≤0.2mm，测量引线长度按实际安装需要而定。细锰铜线3连接到超导磁体外界。

如图2所示，长方体的热沉6采用高纯铜材料加工，热沉6正面开有圆孔8，以安装温度探头1。热沉6的周围四面分别加工出半圆形凹槽7。热沉6底面先垫上0.5mm厚的铟箔片5，然后贴在超导磁体被测部位4的表面上，用压接螺钉9将其压紧。

将温度探头1安装在热沉6上的圆孔8中，温度探头1与圆孔8的孔壁之间缝隙用高导热硅脂填满。再将二元测量引线中的细铜线2绕扎在热沉6四周的半圆形凹槽7中，细铜线2要尽量要绕扎密实，细铜线2间的缝隙同样用高导热硅脂填充满。至此温度探头1安装完成，其示意图见图3。