[发明专利]一种层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置

说明书

技术领域

本发明属于超导线圈的物理参数测量技术领域，更具体地，涉及一种层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置。

背景技术

目前，电网系统在输配电环节的损耗很大，各国都在寻找减少电网损耗的方案。超导材料因其具有低损耗、高效率、高传输电流密度等优点，有望用于减少电网损耗，对于未来电力行业的发展具有重要意义。然而，超导技术在实际应用中仍面临很多技术难点，其中，温度对超导设备性能的影响最重要，在实际应用中需要对超导线圈在各种工况下的温度物理量有较为精准的把握。

层绕法螺线管型超导线圈是一种常用的超导线圈，是将超导带材类似弹簧偏转一个角度层层的环绕在一个加固装置上直至绕满表面后进行反向绕制，一层一层的覆盖在加固装置上而形成。

现有技术中采用低温胶粘贴探头的方式来对层绕法螺线管超导线圈进行温度测量，然而粘贴固定的方式导致价格昂贵的低温探头无法重复利用，每次更换待测层绕法螺线管型超导线圈时需要重新安装探头，在测量成本上有极大的浪费；另外，对层绕法绕制的螺线管型超导线圈测温时需要其内支撑骨架与探头夹具配合完成，对于固定尺寸的内支撑骨架，还需要另外制作与之配合的探头夹具，存在人力与时间上的浪费；因此，对一种既能够重复利用各种探头对层绕法螺线管型超导线圈进行温度测量又能将超导线圈骨架与探头夹具一体化的层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置便有了急迫的需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置，其目的在于在探头紧固骨架与探头安装件之间采用弹簧接合，形成可伸缩的探头支撑杆，实现测温探头与待测超导线圈带材之间的弹性接触，由此实现在层绕法螺线管型超导线圈温度测量中对温度探头的重复利用。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置，包括支撑骨架、中心杆、探头紧固骨架、弹簧和探头安装件；

其中，支撑骨架包括下座、带材缠绕架和上座，带材缠绕架位于下座与上座之间；带材缠绕架呈圆筒形，上座中心开孔，孔的内径与带材缠绕架内径相匹配，以便于通过上座上的孔向带材缠绕架内放置组件；带材缠绕架侧壁周向均匀设置有多个便于测温探头与待测超导线圈带材接触的测试槽；中心杆位于带材缠绕架内，一端安装在下座中心位置，另一端悬空；

其中，探头紧固骨架包括套筒和至少2根柱状支撑杆；套筒为圆筒状结构；柱状支撑杆周向均匀分布在套筒的外缘圆周上，且其中心线与套筒的中心线垂直；套筒安装在中心杆上；

每根柱状支撑杆上均套接有弹簧和中空柱状探头安装件，弹簧的一端与套筒外侧抵接，另一端与探头安装件的一端抵接；探头安装件的另一端用于安装测温探头；弹簧用于推动探头安装件沿柱状支撑杆轴向运动以使测温探头贴紧待测超导线圈带材：弹簧张开时测温探头与待测超导线圈带材紧密接触，弹簧压缩时测温探头与测超导线圈带材无损分离。

优选的，套筒可拆卸地安装于中心杆上。

优选的，下座中心部位设有用于固定中心杆的凸台，凸台设有中空凹形槽，中心杆可拆卸的安装于凹形槽内。

优选的，中心杆下端的外表面攻螺纹，而凸台的凹形槽表面攻内螺纹，中心杆通过螺纹之间的配合可拆卸的安装于凹形槽内。

优选的，中心杆的外表面设有用于固定探头紧固骨架的螺母。

优选的，中心杆的高度不小于带材缠绕架的高度，以使得测温探头分布到尽可能的多的温度测试点。

优选的，柱状支撑杆的长度取带材缠绕架内半径与套筒外半径之差的2/3。

优选的，套筒在中心杆上的位置可调；应用于超导线圈带材温度测试时，将套筒沿中心杆垂直方向调整到合适高度后固定；该合适高度是指与温度测试点匹配的高度。

进一步优选的，该测温辅助装置还包括多个探头紧固骨架，各探头紧固骨架位置可调整地安装在中心杆上；探头紧固骨架的数量根据温度测试点的需求灵活设置，且其在中心杆上的固定位置也根据温度测试点的位置确定。

进一步优选的，支撑骨架采用环氧材料一体浇注成型，上座与下座用于对待测超导线圈带材限位，防止缠绕于带材缠绕架上的待测超导线圈带材脱落。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)由于本发明提供的层绕法螺线管型超导线圈温度测量辅助装置实现了层绕法螺线管超导线圈的支撑骨架与测量辅助装置一体化，既可保证装置与超导带材紧密的贴合又可简化测量工序；