一種可變溫度變壓力的低溫容器的製造方法
2023-07-12 05:32:11 1
一種可變溫度變壓力的低溫容器的製造方法
【專利摘要】本發明提供一種可變溫度變壓力的低溫容器，該可變溫度變壓力的低溫容器包括：用於容納液氮，提供超導帶材測試所需的低溫環境的低溫容器；用於密封低溫容器，且供測量線從低溫容器內向低溫容器外引出的法蘭；設置於法蘭上，用於對低溫容器低溫製冷的制冷機；設置於法蘭上，分別用於高電位和低電位測量引線引出的高壓線引出端和低壓線引出端；用於在低溫容器內產生不同壓力的加壓裝置；用於連接低溫容器和加壓裝置的加壓口；用於測試低溫容器內壓力大小的壓力表。本發明提供的可變溫度變壓力的低溫容器可以同時提供變溫度和變壓力實驗條件，為超導材料的測試帶來便利，在提高測試精度的同時，使測試過程更加簡單，提高測試效率。
【專利說明】一種可變溫度變壓力的低溫容器
【技術領域】
[0001]本發明涉及超導材料測試領域，尤其涉及一種可變溫度變壓力的低溫容器。
【背景技術】
[0002]超導材料具有在一定的低溫條件下呈現出電阻等於零以及排斥磁力線的性質的材料。現已發現有28種元素和幾千種合金和化合物可以成為超導體。超導材料處於超導態時電阻為零，能夠無損耗地傳輸電能。如果用磁場在超導環中引發感生電流，這一電流可以毫不衰減地維持下去。
[0003]隨著高溫超導材料的製備技術近年來取得長足發展並實現商業供應，超導電力技術的研究在世界範圍內迅速展開。研究開發所涉及的領域包括高溫超導限流器、高溫超導變壓器、高溫超導電纜、超導儲能系統等。而製冷裝置是各個超導裝置運行系統中必不可少的核心部件。採用制冷機循環製冷的密閉超導系統可將常壓狀態下77K的液氮溫度降低至60+K，超導裝置工作壓力大於I個大氣壓。例如文獻「Design of a 380 m DC HTSPower Cable」 (Xuemin Liang, Shaotao Dai et al, IEEE TRANSACTIONS ON APPLIEDSUPERCONDUCTIVITY, VOL.20, N0.3，JUNE 2010)中介紹世界上傳輸容量最大的 IOkA超導電纜運行溫度為67?77K，工作壓力為I?5bar。
[0004]超導裝置必須運行在安全的超導狀態，如果超導材料因為過流或者過熱等因素引起超導裝置失超，超導裝置將無法正常運行。故超導裝置投入正式運行之前，必須對超導材料在不同壓力、不同溫度下通電特性進行測量。通電特性是測量超導材料電壓電流特性，
Iμ V/cm對應的電流值即為超導材料的臨界電流值，如圖1所示，為採用電場強度判據的U-1特性曲線。
[0005]發明人在實施本發明的過程中發現，現有的用於測試超導材料的低溫容器只能獨立提供變溫度或變壓力實驗條件，無法同時提供變溫度和變壓力的實驗條件。這個測試帶來了諸多的不便，增加了測試的複雜性，降低了測試的效率。
【發明內容】
[0006]為解決現有技術中用於測試超導材料的低溫容器只能獨立提供變溫度或變壓力實驗條件，無法同時提供變溫度和變壓力的實驗條件的技術問題。本發明提供一種可變溫度變壓力的低溫容器。裝置可以為超導材料的測試帶來便利，使測試過程更加簡單，提高測試效率。
[0007]為解決上述技術問題，本發明提供一種可變溫度變壓力的低溫容器，該可變溫度變壓力的低溫容器包括:
用於容納液氮，提供超導帶材測試所需的低溫環境的低溫容器；用於密封所述低溫容器，且供測量線從低溫容器內向低溫容器外引出的法蘭；
設置於所述法蘭上，用於對所述低溫容器低溫製冷的制冷機；設置於所述法蘭上，分別用於高電位和低電位測量引線引出的高壓線引出端和低壓線引出端； 用於在所述低溫容器內產生不同壓力的加壓裝置；用於連接所述低溫容器和加壓裝置的加壓口 ；用於測試低溫容器內壓力大小的壓力表。
[0008]其中，所述可變溫度變壓力的低溫容器還包括:
與所述高電位和低電位測量引線分別與所述高壓線引出端和低壓線引出端連接，用於測量高電位和低電位的電壓表；
與所述電壓表連接，用於採集所述電壓表的輸出電壓的數據採集卡；
與所述數據採集卡連接，用於輸入操作人員的控制指令和顯示超導帶材在不同溫度和壓力下通電性能的檢測數據的計算機控制系統。
[0009]其中，所述可變溫度變壓力的低溫容器還包括:
至少一對用於連接超導帶材和直流電源輸出端的電流引線；
固定在低溫容器內，用於固定和安裝被測樣品的樣品架固定座。
[0010]其中，所述樣品架固定座採用可耐受低溫環境的環氧樹脂材料製成。
[0011]其中，所述制冷機冷頭設置於所述法蘭的外側，且所述制冷機用於產生不同溫度變化的冷頭穿過所述法蘭伸入所述低溫容器內。
[0012]其中，計算機控制系統包括:
根據所述低溫容器內的溫度，控制所述制冷機的開斷，從而控制所述低溫容器內超導帶材性能測試的溫度環境的溫度控制模塊；
根據所述壓力表測量的低溫容器內壓力，控制所述加壓裝置通過所述的壓力口給低溫容器內部施加壓力，從而控制所述低溫容器內超導帶材性能測試的壓力環境的壓力控制模塊。
[0013]本發明提供的可變溫度變壓力的低溫容器可以同時提供變溫度和變壓力實驗條件，為超導材料的測試帶來便利，使測試過程更加簡單，提高測試效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為採用電場強度判據的U-1特性曲線；
圖2為本發明提供的可變溫度變壓力的低溫容器第一實施例結構示意圖；
圖3為本發明提供的可變溫度變壓力的低溫容器第二實施例結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0017]本發明提供的可變溫度變壓力的低溫容器可以同時提供變溫度和變壓力實驗條件，為超導材料的測試帶來便利，使測試過程更加簡單，提高測試效率。[0018]參見圖2，為本發明提供的可變溫度變壓力的低溫容器第一實施例結構示意圖。如圖1所示，該可變溫度變壓力的低溫容器包括:
用於容納液氮，提供超導帶材測試所需的低溫環境的低溫容器17 ;用於密封所述低溫容器17，且供測量線從低溫容器17內向低溫容器外引出的法蘭I ;
設置於所述法蘭I上，用於對所述低溫容器17低溫製冷的制冷機13 ;設置於所述法蘭I上，分別用於高電位和低電位測量引線引出的高壓線引出端3和低壓線引出端4 ;
用於在所述低溫容器17內產生不同壓力的加壓裝置15 ;用於連接所述低溫容器17和加壓裝置15的加壓口 11 ;用於測試低溫容器17內壓力大小的壓力表12。
[0019]本發明提供的可變溫度變壓力的低溫容器可以同時提供變溫度和變壓力實驗條件，為超導材料的測試帶來便利，在提高測試精度的同時，使測試過程更加簡單，提高測試效率。
[0020]參見圖3，為本發明提供的可變溫度變壓力的低溫容器第二實施例結構示意圖。在本實施例中，將更為詳細的描述該可變溫度變壓力的低溫容器的結構和各部件的功能。本實施例提供的可變溫度變壓力的低溫容器如圖2所示，包括:
低溫容器17，所述低溫容器17用於提供超導帶材測試所需的低溫環境和容器，測試時，所述的低溫容器17內部容納有液氮。法蘭1，所述法蘭用於低溫容器17的密封，是室溫環境到低溫環境的過渡，所述法蘭還用於測量線從低溫容器17內向低溫容器17外的引出。
[0021]制冷機13，其主體設置於法蘭I上，制冷機13的冷頭2穿過法蘭I伸入低溫容器17內，制冷機冷頭2低溫環境輸出端用於低溫容器17的低溫製冷，以及產生不同的溫度變化。高壓線引出端3，所述高壓線引出端3固定在法蘭I上，用於高電位測量引線的引出。低壓線引出端4，所述低壓線引出端4固定在法蘭I上，用於連接低電位測量引線。
[0022]數據採集卡20，所述數據採集卡20的輸入端與所述電壓表18的輸出端連接，用於採集所述電壓表的輸出電壓。計算機控制系統19，所述計算機控制系統25與所述數據採集卡20連接，用於輸入操作人員的控制指令和顯示超導帶材在不同溫度和壓力下通電性能的檢測數據。
[0023]加壓裝置15，所述加壓裝置15用於低溫容器17內產生不同的壓力；加壓口 11，所述加壓口 11用於低溫容器17和加壓裝置15的連接；壓力表12，所述壓力表12用於測試低溫容器17內壓力大小。
[0024]進一步的，本發明實施例提供的可變溫度變壓力的低溫容器還包括:電流引線5、
6、7、8、9、10，所述電流引線5、6、7、8、9、10用於連接超導帶材和直流電源的輸出端。樣品架固定座16,所述樣品架架固定座16用於固定和安裝被測樣品,所述樣品架固定座16固定在低溫容器17內並浸泡在液氮中，一般採用可耐受低溫環境的環氧樹脂材料製成。
[0025]更為具體的，本發明實施例提供的可變溫度變壓力的低溫容器中，計算機控制系統19包括:溫度控制模塊和壓力控制模塊。
[0026]溫度控制模塊根據所述低溫容器內的溫度，控制所述制冷機的開斷，從而控制所述低溫容器內超導帶材性能測試的溫度環境；壓力控制模塊根據所述壓力表測量的低溫容器內壓力，控制所述加壓裝置通過所述的壓力口給低溫容器內部施加壓力，從而控制所述低溫容器內超導帶材性能測試的壓力環境。溫度控制模塊和壓力控制模塊使低溫容器17處於測試所需的溫度和壓力條件。[0027]本發明提供的可變溫度變壓力的低溫容器可以同時提供變溫度和變壓力實驗條件，為超導材料的測試帶來便利，在提高測試精度的同時，使測試過程更加簡單，提高測試效率。
[0028]本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過電腦程式來指令相關的硬體來完成，所述的程序可存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁碟、光碟、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機存儲記憶體(Random AccessMemory, RAM)等。
[0029]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種可變溫度變壓力的低溫容器，其特徵在於，該可變溫度變壓力的低溫容器包括: 用於容納液氮，提供超導帶材測試所需的低溫環境的低溫容器；用於密封所述低溫容器，且供測量線從低溫容器內向低溫容器外引出的法蘭； 設置於所述法蘭上，用於對所述低溫容器低溫製冷的制冷機；設置於所述法蘭上，分別用於高電位和低電位測量引線引出的高壓線引出端和低壓線引出端； 用於在所述低溫容器內產生不同壓力的加壓裝置；用於連接所述低溫容器和加壓裝置的加壓口 ；用於測試低溫容器內壓力大小的壓力表。
2.如權利要求1所述的可變溫度變壓力的低溫容器，其特徵在於，所述可變溫度變壓力的低溫容器還包括: 與所述高電位和低電位測量引線分別與所述高壓線引出端和低壓線引出端連接，用於測量高電位和低電位的電壓表； 與所述電壓表連接，用於採集所述電壓表的輸出電壓的數據採集卡； 與所述數據採集卡連接，用於輸入操作人員的控制指令和顯示超導帶材在不同溫度和壓力下通電性能的檢測數據的計算機控制系統。
3.如權利要求2所述的可變溫度變壓力的低溫容器，其特徵在於，所述可變溫度變壓力的低溫容器還包括: 至少一對用於連接超導帶材和直流電源輸出端的電流引線； 固定在低溫容器內，用於固定和安裝被測樣品的樣品架固定座。
4.如權利要求3所述的可變溫度變壓力的低溫容器，其特徵在於，所述樣品架固定座採用可耐受低溫環境的環氧樹脂材料製成。
5.如權利要求1所述的可變溫度變壓力的低溫容器，其特徵在於，所述制冷機冷頭設置於所述法蘭的外側，且所述制冷機用於產生不同溫度變化的冷頭穿過所述法蘭伸入所述低溫容器內。
6.如權利要求1至5中任一項所述的可變溫度變壓力的低溫容器，其特徵在於，計算機控制系統包括: 根據所述低溫容器內的溫度，控制所述制冷機的開斷，從而控制所述低溫容器內超導帶材性能測試的溫度環境的溫度控制模塊； 根據所述壓力表測量的低溫容器內壓力，控制所述加壓裝置通過所述的壓力口給低溫容器內部施加壓力，從而控制所述低溫容器內超導帶材性能測試的壓力環境的壓力控制模塊。
【文檔編號】G01R31/00GK103713220SQ201310750881
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】黃煒昭, 章彬, 鄧世聰, 張宏釗, 何曉峰, 伍國興 申請人:深圳供電局有限公司