銅基NbTi複合超導線扭距測量方法
2024-03-08 22:15:15 1
專利名稱：銅基NbTi複合超導線扭距測量方法
技術領域：
本發明涉及超導線性能測試方法，尤其涉及一種銅基NbTi複合超導線扭距測量方法。
背景技術：
超導材料是ー種具有優異性能的高新技術新材料，是超導技術的物質基礎和應用載體，直接關係到超導技術的應用和發展，因此超導材料及其產業化技術研究一直是國際超導技術及其應用的重點研究方向。Nb3Sn和NbTi超導線是目前應用極為廣泛的超導材料。超導導體性能的優劣會直接影響整個核聚變裝置的穩定運行，而組成超導導體的超導線，其性能將決定超導導體的性能。磁通跳躍是第II類超導體的ー種熱不穩定性，通過細分超導股線為超導細絲，將超導細絲的直徑控制在200μπι以下，用具有很高剩餘電阻比值的穩定基體同超導材料一 起加工並將股線中的超導細絲扭絞，製備出新型的扭絞多絲複合材料，有效的消除了磁通跳躍對超導穩定性的影響。製造這種複合超導線體的通常過程是將單個的細絲體以大尺寸堆積在一起，採用冷或熱方法加工細化而保持細絲體的排列規則形狀和連續性不變。超導線芯絲扭絞節距是超導線的ー個重要參數，直接影響到其穩定性能。國際熱核聚變實驗反應堆(ITER)是目前全球最大的國際合作研究項目，合作方包括歐盟、美國、中國、日本、印度、俄羅斯、韓國等國家。該計劃將研究解決核聚變關鍵技術難題。作為新一代全超導託卡馬克的ITER裝置，其導體採用的超導線為Nb3Sn或NbTi超導線，結構均為扭絞多絲複合超導線。在ITER導體設計中，對超導線扭距大小及方向有著明確的規定，不符合該規定的超導線將不予以接收。中國作為ITER計劃成員之一，既承擔了其中部分超導線的製造，同時也承擔了超導線的出廠測試及復驗工作。現有的超導線扭距測試方法主要有利用超導線投影角度測量；在超導線扭較過程中現場測量；根據扭絞機參數判斷等。其中投影角度測量方法較複雜，並且由於方法自身存在的不確定因素很難使其精度提聞。
發明內容
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種聞精度的銅基NbTi複合超導線扭距測量方法。本發明是通過以下技術方案實現的
一種銅基NbTi複合超導線扭距測量方法，包括有水平軌道，所述的水平軌道上滑動安裝有左、右滑塊，其中右滑塊上開有光孔且光孔內設有旋轉塊，旋轉塊右側安裝有旋轉計數器，具體方法如下
(I)切取一定長度的複合超導線樣品，一端固定在所述的左滑塊內側，另一端固定在所述的旋轉塊的左側，移動左滑塊，使樣品處於彎曲狀態；(2)將樣品的彎曲部分置於有腐蝕性的液體中，待樣品彎曲部分上的銅基體完全腐蝕乾淨，將樣品進行清洗並烘乾；
(3)移動左滑塊，使樣品處於原始水平狀態，測量並記錄被腐蝕段的長度為L；
(4)使旋轉計數器旋轉並帶動旋轉塊和樣品一起旋轉，同時，用一弧形薄片挑起樣品腐蝕段的絲束並左右來回移動，當弧形薄片能順利從左邊移動到右邊時，並使絲束兩端分別處於同一水平位置，停止旋轉，記錄下旋轉計數器的旋轉圈數η ；
(5)樣品的扭矩為Lp=L/n。所述的左、右滑塊的底部側面開有螺紋孔，用於將滑塊固定在水平軌道上的特定位置。所述的旋轉塊為T型固定塊和螺杆螺旋而成的，且T型固定塊細杆部位的長度大於右滑塊的厚度，樣品右端在T型固定塊上的固定方式為方孔加90度V形槽結構，在所述的方孔的上方開有垂直於方孔方向的螺紋孔，將樣品放進方孔內，由螺紋孔內的螺釘將樣品卡在90度V形槽內，實現有效定位。所述的有腐蝕性的液體為硝酸，腐蝕性強。所述的螺杆右側開有水平方向的螺孔，通過安裝螺釘於螺孔內並擰緊可使旋轉塊及樣品無法轉動。本發明的優點是本發明方便可行，節約成本，同時測量精度能控制在±2%以內，完全能滿足NbTi超導線應用關於扭距的測試要求。
圖I為本發明方法所涉及的結構示意圖。圖2為右滑塊結構示意圖。圖3為本發明方法測量過程示意圖。
具體實施例方式如圖I所示，一種銅基NbTi複合超導線扭距測量方法，包括有水平軌道1，所述的水平軌道I上滑動安裝有左、右滑塊2、3，其中右滑塊3上開有光孔且光孔內設有旋轉塊5，旋轉塊5右側安裝有旋轉計數器8，具體方法如下(如圖3所示) (O切取一定長度的複合超導線樣品4，一端固定在所述的左滑塊2內側，另一端固定在所述的旋轉塊5的左側，移動左滑塊2，使樣品4處於彎曲狀態；
(2)將樣品4的彎曲部分置於有腐蝕性的液體中，待樣品彎曲部分上的銅基體完全腐蝕乾淨，將樣品進行清洗並烘乾；
(3)移動左滑塊2，使樣品4處於原始水平狀態，測量並記錄被腐蝕段的長度為L；
(4)使旋轉計數器8旋轉並帶動旋轉塊5和樣品4一起旋轉，同時，用一弧形薄片挑起樣品4腐蝕段的絲束並左右來回移動，當弧形薄片能順利從左邊移動到右邊時，並使絲束兩端分別處於同一水平位置，停止旋轉，記錄下旋轉計數器8的旋轉圈數η ;
(5)樣品4的扭矩為Lp=L/n。所述的左、右滑塊2、3的底部側面開有螺紋孔，用於將滑塊固定在水平軌道I上的特定位置。
如圖2所示，所述的旋轉塊5為T型固定塊6和螺杆9螺旋而成的，且T型固定塊6細杆部位的長度大於右滑塊3的厚度，樣品4右端在T型固定塊6上的固定方式為方孔7加90度V形槽結構，在所述的方孔7的上方開有垂直於方孔7方向的螺紋孔10，將樣品4放進方孔7內，由螺紋孔10內的螺釘將樣品4卡在90度V形槽內，實現有效定位。所述的有腐蝕性的液體為硝酸，腐蝕性強。
所述的螺杆9右側開有水平方向的螺孔11，通過安裝螺釘於螺孔11內並擰緊可使旋轉塊5及樣品4無法轉動。
權利要求
1.一種銅基NbTi複合超導線扭距測量方法，其特徵在於包括有水平軌道，所述的水平軌道上滑動安裝有左、右滑塊，其中右滑塊上開有光孔且光孔內設有旋轉塊，旋轉塊右側安裝有旋轉計數器，具體方法如下 (1)切取一定長度的複合超導線樣品，一端固定在所述的左滑塊內側，另一端固定在所述的旋轉塊的左側，移動左滑塊，使樣品處於彎曲狀態； (2)將樣品的彎曲部分置於有腐蝕性的液體中，待樣品彎曲部分上的銅基體完全腐蝕乾淨，將樣品進行清洗並烘乾； (3)移動左滑塊，使樣品處於原始水平狀態，測量並記錄被腐蝕段的長度為L； (4)使旋轉計數器旋轉並帶動旋轉塊和樣品一起旋轉，同時，用一弧形薄片挑起樣品腐蝕段的絲束並左右來回移動，當弧形薄片能順利從左邊移動到右邊時，並使絲束兩端分別處於同一水平位置，停止旋轉，記錄下旋轉計數器的旋轉圈數η ； (5)樣品的扭矩為Lp=L/n。
2.根據權利要求I所述的銅基NbTi複合超導線扭距測量方法，其特徵在於所述的左、右滑塊的底部側面開有螺紋孔。
3.根據權利要求I所述的銅基NbTi複合超導線扭距測量方法，其特徵在於所述的旋轉塊為T型固定塊和螺杆螺旋而成的，且T型固定塊細杆部位的長度大於右滑塊的厚度，樣品右端在T型固定塊上的固定方式為方孔加90度V形槽結構，在所述的方孔的上方開有垂直於方孔方向的螺紋孔。
4.根據權利要求I所述的銅基NbTi複合超導線扭距測量方法，其特徵在於所述的有腐蝕性的液體為硝酸。
5.根據權利要求3所述的銅基NbTi複合超導線扭距測量方法，其特徵在於所述的螺杆右側開有水平方向的螺孔。
全文摘要
本發明公開了一種銅基NbTi複合超導線扭距測量方法，包括有水平軌道，所述的水平軌道上滑動安裝有左、右滑塊，其中右滑塊上開有光孔且光孔內設有旋轉塊，旋轉塊右側安裝有旋轉計數器，用於測量旋轉的圈數，樣品的扭矩就為測量的有效長度與旋轉的圈數的比值。本發明方便可行，節約成本，同時測量精度能控制在±2%以內，完全能滿足NbTi超導線應用關於扭距的測試要求。
文檔編號G01L3/00GK102865955SQ20121032352
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月4日 優先權日2012年9月4日
發明者劉方, 陳超, 劉華軍, 雷雷, 劉勃 申請人:中國科學院等離子體物理研究所