[发明专利]一种利用射频波技术进行超导磁体失超检测的方法

说明书

本发明公开了一种利用射频波技术进行超导磁体失超检测的方法，包括有待测电感、巴伦、隔离环形组件、功率源、对消处理部分和检测闭环系统，本发明采用外接式仪表方式，利用微波传输线行波探测技术来诊断超导失超现象，以提供一种可灵活配置的、外接式的备份探测手段，弥补常规手段的不足或作为应急设备使用。设备主要由四大部分组成：高稳定功率源、隔离环形组件、平衡‑不平衡变换巴伦、接收检测闭环等组成。待测电感放置于杜瓦中，该线圈通过巴仑变换后，使负载阻抗从杜瓦出口处的0+j∞变换到0+j0附近。通过设计不同的巴伦阻抗变换器，将传输线特性阻抗变得可以调节。

技术领域

本发明涉及用于超导线圈失超探测技术领域，尤其涉及一种利用射频波技术进行超导磁体失超检测的方法。

背景技术

可控热核聚变能研究的一项重大突破，是将超导技术成功地应用于产生托卡马克强磁场的线圈上。全超导托卡马克可实现稳态运行，并通过在稳态运行条件下大大改善约束，为未来稳态、先进聚变反应堆奠定工程技术和物理基础。未来商用堆必须是全超导，才能实现稳态运行。

传统的超导线圈超导保护信号检测方法主要包括：电压检测法，温升检测法，压力检测,流量检测法，超生波检测等。

温升检测法通过实时检测超导线圈的温度变化或温度变化速率来判定失超，在中科院电工所超导储能系统SMSE等，这种检测方法接近物理现象的本质，检测速度快、灵敏度高。

存在多温度布点，同时要求温度传感器及后面测量系统很高的测量精度和很高的稳定性。

压力，流量检测法也是主要判别失超的依据，但存在传感器反应较慢，有延迟，同时影响因素不单一的缺点，温升检测法，压力检测法及流量检测法主要做为失超检测的后备保护和失超判别综合依据。在失超检测方法中最有效而常用的检测法就是电压检测法。

电压检测法失超判别依据：超导检测信号电压超过域值电压，并持续设定的延迟时间就认定失超发生。

最常用的电压域值判别法就是电桥法和同绕线检测法，其中电桥法主要应用于中科院等离子体所的HT-7托卡马克装置(已退役)，中科院电工所超导储能系统SMSE和日本的LHD装置等超导装置，这种失超检测法利用惠斯通电桥平衡原理，获得失超检测信号。

优点：使用方便，需要失超检测电路少，失超反应也很灵敏

缺点：一方面存在失超探测盲点；另一方面抗电磁干扰能力不强。

同绕线检测法主要应用于中科院等离子体所EAST装置，这种失超检测法利用同绕线同超导线圈同绕构成失超检测取样电路，获得的电压信号作为基准电压。同时通过传感器分别测得所有通电线圈的电流微分信号作为二次补偿电压，将二次补偿电压和基准电压按一定补偿系数进行累加，抵消自身线圈和其它快速交变线圈藕合产生的感应电压，将累加后获得的电压作为失超检测量。

优点：实现快速变化磁场环境下的失超检测，反应灵敏。

缺点：一旦同绕线断线无法修复。

超导失超检测是一个非常重要的技术，目前常用的超导线失超检测技术，存在内部故障、连线断裂等问题，容易导致检测失败，而拆卸维修不仅工作量巨大，其停机还将导致系统进度延迟。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种利用射频波技术进行超导磁体失超检测的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：