一种超导体的临界电流测量装置的制作方法

本技术涉及一种超导体的临界电流测量装置。

背景技术：

1、在使用超导体之前，必须对其性能进行细致的分析和研究，包括临界温度，临界磁场与及临界电流的测量。对于临界电流，可采用现有技术中的电流输运法进行测量，但电流输运法存在如下缺陷：测量过程中容易出现烧毁超导材料的现象，而超导材料被烧毁时，会引起大电流突然降为零，过高的电流变化将导致产生巨大的浪涌电压，从而加速电源设备老化，严重时会损坏电源设备。特别地，对于高温超导材料，由于其具有高的热容量和临界温度，这使得其失超传播速度低于低温超导材料两到三个数量级，这种情况下，通过简单测量两端电压无法快速检测出局部区域内失超的发生，因此当超导材料的局部失超发生时，软件程序无法立即实现断电操作，如此热量将会持续集中，最终由于局部过热而造成局部损坏，直接造成过高的电流变化，这会对测量设备造成电压冲击，加速设备老化，长久发生影响测量精度，甚至毁坏设备。

技术实现思路

1、本实用新型提出一种超导体的临界电流测量装置，提供能够进行分流的硬件失超保护，降低超导体烧毁的可能，以及降低电流源被损坏的可能。

2、本实用新型通过以下技术方案实现：

3、一种超导体的临界电流测量装置，包括被测超导体、控制模块、可控电流源、电压测量模块、电流测量模块和保护模块，控制模块与可控电流源控制端连接，保护模块与被测超导体并联后与可控电流源连接，电压测量模块与被测超导体连接以测量被测超导体电压，电流测量模块用于测量被测超导体所在支路的电流，电压测量模块与电流测量模块与控制模块连接以向控制模块反馈测量数据，保护模块包括串接的功率电阻和二极管。

4、进一步的，所述保护模块包括多个二极管，各二极管并联后与功率电阻串接。

5、进一步的，所述被测超导体上间隔设置有两电压测量点，所述电压测量模块具有两电压引线，两电压引线分别与两电压测量点连接。

6、进一步的，所述保护模块与被测超导体间隔布置以避免产生电磁干扰。

7、进一步的，所述电流测量模块包括电流互感器、与电流互感器连接的数模转换模块和连接在数模转换模块与控制模块之间的数据传输模块。

8、进一步的，所述电压测量模块为纳伏表；所述控制模块包括cpu、微处理或者单片机；所述被测超导体设置于低温环境中。

9、本实用新型具有如下有益效果：

10、1、本实用新型的保护模块与被测超导体并联，能够在临界电流测量过程中实现分流，实现硬件的失超保护，相较于仅软件失超保护的方案，具有较高的动态性能；当被测超导体存在局部失超且电压检测无法识别失超时，保护模块提供的分流支路能够减缓能量在局部失超区域集聚的速度，减低被测超导体烧毁的可能，同时分流支路的存在能够避免产生过大的电流变化(di/dt)，以规避瞬时大电压对可控电流源、电压测量模块和电流测量模块的冲击，增加测量装置的使用寿命，减少损坏的可能性；再者，保护模块由功率电阻和二极管构成，若干个二极管并联，提升了保护模块的电流通流能力，二极管并联后串接功率电阻则减少了保护模块的分流缺陷，从而降低了因分流导致的电流源额定电流增加的需求。

技术特征：

1.一种超导体的临界电流测量装置，其特征在于：包括被测超导体、控制模块、可控电流源、电压测量模块、电流测量模块和保护模块，控制模块与可控电流源控制端连接，保护模块与被测超导体并联后与可控电流源连接，电压测量模块与被测超导体连接以测量被测超导体电压，电流测量模块用于测量被测超导体所在支路的电流，电压测量模块与电流测量模块与控制模块连接以向控制模块反馈测量数据，保护模块包括串接的功率电阻和二极管。

2.根据权利要求1所述的一种超导体的临界电流测量装置，其特征在于：所述保护模块包括多个二极管，各二极管并联后与功率电阻串接。

3.根据权利要求1所述的一种超导体的临界电流测量装置，其特征在于：所述被测超导体上间隔设置有两电压测量点，所述电压测量模块具有两电压引线，两电压引线分别与两电压测量点连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种超导体的临界电流测量装置，其特征在于：所述保护模块与被测超导体间隔布置以避免产生电磁干扰。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种超导体的临界电流测量装置，其特征在于：所述电流测量模块包括电流互感器、与电流互感器连接的数模转换模块和连接在数模转换模块与控制模块之间的数据传输模块。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种超导体的临界电流测量装置，其特征在于：所述电压测量模块为纳伏表；所述控制模块包括cpu、微处理或者单片机；所述被测超导体设置于低温环境中。

技术总结
本技术提供一种超导体的临界电流测量装置，包括被测超导体、控制模块、可控电流源、电压测量模块、电流测量模块和保护模块，控制模块与可控电流源控制端连接，保护模块与被测超导体并联后与可控电流源连接，电压测量模块与被测超导体连接以测量被测超导体电压，电流测量模块用于测量被测超导体所在支路的电流，电压测量模块与电流测量模块与控制模块连接以向控制模块反馈测量数据，保护模块包括串接的功率电阻和二极管。本技术提供能够进行分流的硬件失超保护，降低超导体烧毁的可能，以及降低电流源被损坏的可能。

技术研发人员：陈鹏荣,邹圣楠,邓舒同,郭晓坚,褚褚,何云飞
受保护的技术使用者：泉州装备制造研究所
技术研发日：20231018
技术公布日：2024/6/30