[发明专利]一种低温超导股线性能测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及超导材料测试技术领域，具体地，涉及一种低温超导股线性能测试系统。

背景技术

伴随着科学技术的飞速发展，超导材料作为一种新型材料，特别是低温超导材料Nb3Sn、NbTi等，被广泛应用于核聚变装置、磁共振成像、核磁共振谱仪及高能粒子物理加速器等多个领域。由于实际工况中Nb3Sn、NbTi等超导材料一般处在高磁场环境、温度低且不断变化，同时受到热胀冷缩、洛伦兹力和机械负载等多场耦合复杂变化的极端工作环境中，所有这些外部环境耦合作用会导致超导材料超导特性（主要是指超导电流）发生显著退化，从而给其相应超导器件带来安全运行隐患。因此，只有通过接近真实工况的实验研究，才有助于为超导器件的功能性及安全性设计提供有力的支撑。

目前，国外相应的实验已进行多年，然而其工作环境都是处于半封闭式的低温杜瓦容器中，由液氦或液氮的挥发来提供相应的低温环境，这样势必会造成冷媒的大量消耗，金钱的浪费。而我国截止目前尚没有一套具有自主知识产权的针对低温超导材料在接近工况下超导特性测试系统，这已经成为限制和阻碍我国在低温超导材料，及高场磁体研究等研究的主要瓶颈。

根据已有的文献调研可知，截止目前，国内尚无一套完整的具有自主知识产权的低温超导股线性能测试系统。同时，国际上已有的超导股线特性测试装置，其冷媒（液氦）的昂贵性，测试装置的复杂性，使得相应的测试研究很难得到广泛推广。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在能耗大、结构复杂和实用性差等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种低温超导股线性能测试系统，以实现能耗低、结构简洁和实用性好的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种低温超导股线性能测试系统，包括内部具有真空室的低温密封容器，与所述低温密封容器密封安装的GM制冷机，包覆在所述低温密封容器外围的磁体，设在所述低温密封容器内部的真空室中、且位于所述GM制冷机的二级制冷头上方的应力加载装置，以及设在所述应力加载装置与GM制冷机的二级制冷头之间传热组件；测试样品放置在应力加载装置上。

进一步地，在所述应力加载装置和低温密封容器之间，还设有防辐射屏。

进一步地，所述应力加载装置，包括用于放置和固定测试样品的样品固定架，靠近所述样品固定架下端、且横向设置的螺杆；左右对称设置在样品固定架下端的一对氮化铝和加热器，左右对称设置在样品固定架上端的一对温度计，上下对称设置在样品固定架上端的一对应变仪；

设置在所述螺杆中部的转向转换件；在所述螺杆上，在转向转换件一侧分布有正向螺纹，在转向转换件另一侧分布有反向螺纹。

进一步地，所述样品固定架，包括H形支架；所述螺杆穿过H形支架的两个下端部，测试样品通过H形支架的两个上端部固定放置，一对温度计靠近H形支架的两个上端部、安装在测试样品上，一对应变仪位于H形支架横杆中部，一对氮化铝和加热器对称地设置在H形支架的两个下端部。

进一步地，以上所述的低温超导股线性能测试系统，还包括用于对测试样品进行电流加载的外部电源，以及连接在所述外部电源与测试样品之间的高温超导电流引线。

进一步地，以上所述的低温超导股线性能测试系统，还包括用于采集测试样品的测试信息的外部采集系统，以及连接在所述外部采集系统与测试样品之间的高温超导电流引线；所述测试信息，包括不同应变、不同温度下的超导导体电流、电压及温度。

进一步地，所述低温密封容器与GM制冷机之间，通过不锈钢法兰密封安装。

进一步地，与所述不锈钢法兰相匹配，还设有多个六角螺丝。

进一步地，所述低温密封容器，具有不锈钢壳体。

进一步地，所述传热组件，包括多根高纯导热铜线。

本发明各实施例的低温超导股线性能测试系统，由于包括内部具有真空室的低温密封容器，与低温密封容器密封安装的GM制冷机，包覆在低温密封容器外围的磁体，设在低温密封容器内部的真空室中、且位于GM制冷机的二级制冷头上方的应力加载装置，以及设在应力加载装置与GM制冷机的二级制冷头之间传热组件；测试样品放置在应力加载装置上；可以对目前常用的Nb3Sn、NbTi等超导特性进行全面的实验测试；从而可以克服现有技术中能耗大、结构复杂和实用性差的缺陷，以实现能耗低、结构简洁和实用性好的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。