买专利,只认龙图腾
首页 专利交易 科技果 科技人才 科技服务 商标交易 会员权益 IP管家助手 需求市场 关于龙图腾
 /  免费注册
到顶部 到底部
清空 搜索

【发明授权】高温超导带材测试装置及测试方法_上海超导科技股份有限公司_201711280066.0 

申请/专利权人:上海超导科技股份有限公司

申请日:2017-12-06

公开(公告)日:2020-07-28

公开(公告)号:CN108254622B

主分类号:G01R27/08(20060101)

分类号:G01R27/08(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2020.07.28#授权;2018.07.31#实质审查的生效;2018.07.06#公开

摘要:本发明提供了一种高温超导带材测试装置,包括盒体9、操作部以及显示部;所述操作部、显示部均设置在盒体9上;所述操作部包括电流引线端1、电压引线端2、金属板3以及肘夹8。本发明提供的高温超导带材常温电阻测试装置,在不破坏超导带材的情况下能实现对带材任意部分的常温电阻测试。本发明提供的高温超导带材常温电阻测试装置,能够避免由于冬天和夏天温度的不同对带材的电阻测试会引入误差。本发明提供的高温超导带材常温电阻测试装置,能够便携的在各个工序中使用,快速的得出数据,便于对工艺的控制。本发明提供的高温超导带材常温电阻测试方法,能够极有效的控制住超导带材的常温电阻参数,控制精度小于5%。

主权项:1.一种高温超导带材测试方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤2:通过电流引线端(1)与待测试超导带材相接触的端部,并通过电压引线端(2)与待测试超导带材相接触的端部对镀完银保护层的待测试超导带材进行测试,得到待测试超导带材的常温电阻,记为镀银常温电阻;步骤3:根据镀银常温电阻,对镀完银保护层的待测试超导带材进行镀铜;步骤4:通过所述电流引线端(1)与待测试超导带材相接触的端部,并通过所述电压引线端(2)与待测试超导带材相接触的端部对镀完铜保护层的待测试超导带材进行测试,得到待测试超导带材的常温电阻,记为镀铜常温电阻;步骤5:根据镀铜常温电阻,对镀完铜保护层超导带材进行封装;步骤6:通过所述电流引线端(1)与待测试超导带材相接触的端部、所述电压引线端(2)与待测试超导带材相接触的端部对封装完的待测试超导带材进行测试,确定待测试超导带材是否合格;所述步骤3包括如下子步骤:步骤3.1:将镀完银保护层的待测试超导带材中的任一部分分为数段;步骤3.2:将分为数段的待测试超导带材,通过不同的镀铜工艺参数,进行分组试镀铜;步骤3.3:通过所述电流引线端(1)与待测试超导带材相接触的端部、所述电压引线端(2)与待测试超导带材相接触的端部分别对分组试镀的待测试超导带材进行测试,获取镀铜预设参数;步骤3.4:根据镀铜预设参数对待测试超导带材的所述任一部分之外的其余部分进行镀铜作为当前的镀完铜保护层的待测试超导带材,得到镀铜后常温电阻;所述步骤5包括如下子步骤:步骤5.1:将当前的镀完铜保护层的待测试超导带材中的任一部分分为数段;步骤5.2:将分为数段的待测试超导带材,通过不同的封装工艺参数,进行分组试封;步骤5.3:通过所述电流引线端(1)与待测试超导带材相接触的端部、所述电压引线端(2)与待测试超导带材相接触的端部分别对分组试封的待测试超导带材进行测试,获取封装预设参数;步骤5.4:根据封装预设参数对所述当前的镀完铜保护层的待测试超导带材的所述任一部分之外的其余部分进行封装,得到封装后常温电阻;还包括步骤1,电阻测试步骤;所述步骤1包括如下子步骤:步骤1.1:通过电流引线端(1)与包覆带相接触的端部、电压引线端(2)与包覆带相接触的端部对包覆带的电阻进行测试,获取包覆带的电阻的平均值,记为参考电阻值;步骤1.2:根据参考电阻值,获取待测试超导带材镀铜后的常温电阻控制值;其中,在步骤1.1中,所述包覆带的材料为不锈钢材料;如果步骤3.4获得的镀铜后常温电阻小于等于常温电阻控制值,并且偏离度小于预设的比例阈值,则进入步骤4继续执行,否则,则返回步骤3.1继续执行;如果步骤5.4获得的封装后常温电阻小于等于常温电阻控制值,并且偏离度小于预设的比例阈值,则进入步骤6继续执行,否则,则返回步骤5.1继续执行;如果经过一次或多次步骤5.1到步骤5.4的执行或反复执行,获得的封装后常温电阻仍大于常温电阻控制值,则调整待测试超导带材镀铜后的常温电阻控制值,返回步骤3.1继续执行;如果步骤3.4获得的镀铜后常温电阻小于常温电阻控制值,并且偏离度大于等于预设的比例阈值;或者步骤5.4获得的封装后常温电阻小于常温电阻控制值,并且偏离度大于等于预设的比例阈值,则结束待测试超导带材的后处理制作。

全文数据:高温超导带材测试装置及测试方法技术领域[0001]本发明涉及一种高温超导带材,具体地,涉及一种高温超导带材测试装置及测试方法,尤其涉及一种高温超导带材常温电阻测试装置及测试方法。背景技术[0002]1911年荷兰莱顿大学的卡末林•昂纳斯教授在实验室首次发现超导现象以来,超导材料及其应用一直是当代科学技术最活跃的前沿研究领域之一。1986年1月在美国国际商用机器公司设在瑞士苏黎世实验室中工作的科学家柏诺兹和缪勒,首先发现钡镧铜氧化物是高温超导体,很快在1-2年的时间里,超导体的临界转变温度被世界上各个研究组提高到了液氮温度以上,从而摆脱了超导体对昂贵液氦制冷的需求。在过去的十几年间,以超导为主的超导电力设备的研究飞速发展,在超导储能、超导电机、超导电缆、超导限流器、超导变压器、超导同步调相机等领域取得显著成果。[0003]绝大部分的超导的电力设备都是利用超导材料对传统铜线或铝线的替换,从而实现更大的功率、更小的损耗和更小的重量体积。这些超导电力设备的大规模应用将面临成本的比较和核算。超导限流器则是一种不可替代的超导应用产品,利用了本身超导导体由超导态向正常态的转变,它的作用像非线性电阻。作为一种有效的短路电流限制装置,在发生短路故障时,能够迅速将短路电流限制到可接受的水平,从而避免电网中大的短路电流对电网和电气设备的安全稳定运行构成重大危害,可以大大提高电网的稳定性,改善供电的可靠性和安全性。[0004]随着社会经济的发展,电力需求不断增加;同时电网的容量不断增大。电力系统容量的增加和并网输电的增加,使得电网中潜在的短路功率和短路电流也随之增大。为此要求高压断路器的开断容量也相应的增加,这就给电力系统的建设和运行带来一些列的问题。尤其是目前最大开断能力的断路器国内为63KA,国外为100KA,如果短路电流超过开断极限,只能被迫利用其它分流系统,因此限制短路电流具有十分重要的意义。[0005]在电网中安装故障限流器,是限制故障电流,降低断路器开断容量的有效措施。弓丨入限流器,由于降低了断路电流的水平,可充分利用现在已有的低开断能力的断路器,避免了其升级的迫切要求。同时引入限流器也大大降低了整个电网系统的设计难度和成本。传统的短路电流限制方法有:限制分裂电抗器、可关断晶闸管、限流熔断器、放电间隙等,但这些方法都存在不足。尤其是很多方法,在使用范围受到限制,虽然在IOKV等级低容量下,可以有很多故障电流的限制方法,但到了220KV等级高容量的情况下,传统的一些方法都起不到作用。此时就需要利用超导限流器。[0006]实用化的限流器需要满足几个基本要求:1正常运行时,阻抗尽可能的小,以降低运行损耗;2短路故障发生后,立即呈现较大的阻抗,限制短路电流;3系统故障消除后立即恢复正常使用;4长期稳定重复的利用。高温超导限流器,利用超导态到正常态电阻转变的特性,完美的做到了以上的几点,被认为是目前最有效的电力短路故障限流器。[0007]目前进入商业化的高温超导带材分为铋系和钇系。铋系超导体即第一代超导材料,也称BSCCO超导体;钇系超导体即第二代超导材料,也称YBCO或ReBCO超导体。[0008]以BSCCO为材料的第一代超导带材,采用银包套生产工艺,具有较高的超导转变温度Tc〜110K。特别是其层状的晶体结构导致的片状晶体很容易在应力的作用下沿铜一氧面方向滑移。所以,利用把铋一2223先驱粉装入银管加工的方法PIT法),经过拉拔和乳制加工,就能得到很好的织构。另外,在铋一2223相成相热处理时,伴随产生的微量液相能够很好地弥合冷加工过程中产生的微裂纹,从而在很大程度上克服了弱连接的影响。正由于这两个基本特性,使人们通过控制先驱粉末、加工工艺及热处理技术,成功地制备出了高性能长带。[0009]高温超导限流器目前分为两种,一种是电感型限流器,一种是电阻型限流器。其中电阻型限流器原理和结构简单,限流容量大。电感型限流器,尤其是饱和铁心型限流器,虽然有很多优点,例如超导线圈不失超不存在复杂的失超与恢复问题。但是其也存在很多问题:常规的尺寸要按两倍的故障功率设计,限流时只有单铁心发挥作用(另一个铁心仍处于饱和状态),这减弱了限流效果,导致铁心和交流绕组的体积大、重量大、制作成本高;正常运行时,铁心处于饱和状态,有显著的漏磁场;短路时,强大的短路电流使铁心退出偏置饱和,而出现磁场交变,直流侧势必存在感应高压,这要求直流回路要有承受高压冲击的能力;直流电源必须是恒流源,若励磁回路存在较大的交流感应电流,限流效果将大大削弱。另外铁心因反复饱和与去饱和会产生显著的电压谐波。[0010]第一代高温超导带材由于70%的成分为银,银的电阻非常的小,如果用其制作不利于在短路发生后立即呈现较大的阻抗,限制短路电流。另外由于我国输电线路采用的频率为50Hz,在第一个波峰到来前,也就是5ms之内需要有电阻响应,一代带材达不到如此快速的响应。因此通常使用第一代高温超导带材制作电感型超导限流器。[0011]以ReBCORe为稀土元素为材料的第二代超导带材,也被称为涂层导体,因其具有相比铋系带材更强的载流能力、更高的磁场性能和更低的材料成本,在医疗、军事、能源等众多领域具备更广更佳的应用前景。由于其失超后具有较大的电阻,其响应速度快的特点,通常使用其制作电阻型超导限流器。[0012]第二代超导带材,由于其作为超导载流核心的ReBCO本身硬且脆,所以一般是在镍基合金基底上采用多层覆膜的工艺生产,所以又被称为涂层导体。第二代超导带材一般由基带、缓冲层过渡层)、超导层以及保护层组成。金属基底的作用是为带材提供优良的机械性能。过渡层的作用一方面是防止超导层与金属基底发生元素间的相互扩散,另一方面最上方的过渡层需为超导层的外延生长提供好的模板,提高YBCO晶粒排列质量。制备超导性能优良的涂层导体,需要超导层具有一致的双轴织构。双轴织构是指晶粒在ab轴和c轴c轴垂直于ab面两个方向均有着近乎一致的排列。由于YBCO薄膜在ab轴方向的排列程度面内织构相对较难实现,而面内织构较差会严重降低超导性能。因此需要YBCO超导薄膜在已经具有双轴织构和匹配晶格的过渡层上外延生长。制备实现双轴织构有两种主流的技术路线,一种是乳制辅助双轴织构基带技术,另一种为离子束辅助沉积技术。ReBCO超导层制备的常见技术分为多种,有脉冲激光沉积、金属有机物化学气相沉积、反应共蒸发等。保护层主要是用来保护超导膜层,一般在超导带材表面镀l_5um的银层。[0013]然而这些超导带材,由于其本身材料或者制作工艺的限制还存在着有许多弱点,尤其在将其应用到具体的超导应用装置中,这些材料在加工中需要经过接头制作,绕制线圈,环氧浸渍,真空浇筑,在应用中需要急冷急热,大量冷热循环,受到大磁场所带来的应力,大电流的冲击等等复杂的工况环境。可以说纯粹经过初步银保护的超导带材,其性能远远不能满足实际超导带材应用的工况,尤其是电学和力学方面的性能。因此在此基础上普遍的做法是对其进行表面镀铜处理,即在已经镀银的超导带材表面电镀I-SOum的铜层。[0014]经过电镀加强的超导带材能够适应一部分应用环境,但对于很多超导应用的工况仍然不能满足要求,尤其是超导电阻型限流器的带材,主要考虑带材失超后有大电阻,要能对抗一定的力学冲击,此时保护层使用高导热、高强度、高电阻的材料为好,例如不锈钢。因此需要用不锈钢材料对超导带材进行封装加强,即利用不锈钢包覆带通过热浸镀的工艺对超导带材实现全面的包覆处理。根据专利文献CN201710416026.8中描述的封装加强的超导带材具有多个优点:例如超导带材表面抗氧化、可加工性、抗疲劳程度大幅加强、抗脱层应力会大幅加强、抗拉伸应力会大幅加强、抗稳态过流能力大幅加强、瞬态过流能力大幅的加强。[0015]超导电阻型限流器。线路正常工作时限流器呈超导态,电阻几乎为零。当短路发生时,短路电流超过超导材料能承受的临界电流,从而使超导失超变成非导体并呈现大电阻,因此限制了短路电流。而此时,超导带材需要抗住比其临界电流大上数倍的短路电流,并且坚持IOOms左右继保启动需要的时间)。此时则需要关注超导带材抗瞬态过流冲击能力。如果整个限流器中有一小段带材扛不住这样的冲击,整个限流器将被烧毁。超导带材扛瞬间大电流时,会有剧烈的瞬态升热、电磁变化等,会从力学和热学上对带材造成冲击。此时带材需要有一定的力学结构强度,另外还需要有一个热容,来抵充瞬态升热对带材的影响。此时就需要带材经过高热容,高导热,强力学性能且电阻大的材料进行封装。经过不锈钢或者更好材料封装的超导带材抗瞬态过流能力有大幅度提升,很好的保护了实际运行中的带材。典型的12mm宽不锈钢封装超导带材常温电阻在120mΩm时,在工频冲击IOOms下,带材抗过流冲击能力大于1300A。[0016]因此对用于超导电阻型限流器的超导带材,经过的保护后处理形式为镀银、镀铜、不锈钢封装。[0017]—个大型的高温超导电阻型限流器需要有许多个并联单元和串联单元组成。原因在于超导带材每米的只能耐受一定的电压值,限流器的总的耐压等级,限制了超导带材使用的最小米数,也限制了超导带材串联支路数。超导带材需要抗过流冲击电流,超导带材只能在一段时间内耐受一定的过电流,因此限流器需要耐受的总的过电流限制了超导带材的并联支路数。超导电阻型限流器需要有一定的故障电流限制率,这就需要一定的电阻。该电阻值也限制了超导带材的串联并联结构及使用的最小量。除此之外超导带材也有一固定的临界电流。超导电阻型限流器在正常运行时需要有一个总的额定电流,这也限制了并联支路数。[0018]超导电阻型限流器需要超导带材每一处的性能尽量做到一致。原因在于,需要整个限流器中每一米带材都能够均匀的承受短路冲击电流。如果其中带材性能有很大的偏差,势必造成一部分超导带材只承担了很小的工作,那大量的冲击电流就会被挤到另一部分超导带材上,加大了他们的负担。如果整个限流器中有一小段带材扛不住这样的冲击,整个限流器将被烧毁。[0019]对于超导带材的指标主要包括带材临界电流,常温电阻、单位重量和耐受冲击电流的能力。临界电流是带材从超导态转变为正常态的点,如果限流器中带材的临界电流不一样将造成产生电阻的不一致。在超导带材上的超导变为正常态后,电阻的大小主要取决于带材的单位重量和常温电阻值。由于带材超导层外侧的结构基本一致,每米的重量决定着带材上的热容。不同的热容的带材会有不同的温度随时间升高曲线,不同的温升会导致带材上不同的电阻值。同时如果保证了单位重量和热容一致,温升到相同时刻,也同样需要每段超导带材的电阻一致,通常用常温电阻来进行标定。原因在于通常希望限流器在失超时间段里,超导带材从77K温升到常温。如果超导带材温度更高,接近了焊锡的熔点183°C,带材将会损坏。如果带材温度没达到常温,由于电阻和温度是正比关系,限流器出来的总电阻也较小,限流能力较差。耐受电流冲击能力则从力学性能和电学性能方方面面考验着超导带材。[0020]耐受冲击电流能力是一个实验值,而临界电流、常温电阻、单位重量则是在超导带材在制作过程中的控制值。在超导层外镀上银保护层后,可使用传输法或电磁感应法测试带材的临界电流,通过挑选,超导带材的临界电流能够保持一致。由于同一个限流器一般使用同一种规格的超导带材,因此超导带材的单位重量也能比较容易的保持一致。最难通过控制保持一致的是超导带材的常温电阻。通常要求超导带材的常温电阻在120mQm。[0021]常温电阻本身取决于带材的结构,相当于每种材料的电阻进行并联得到的总电阻。超导带材在镀银保护层之前,电阻一般为3000mQm,相对于最终控制值来说可以忽略不计。最终的常温电阻大部分取决于银层、铜层、和不锈钢封装层及封装的焊锡层的并联电阻。[0022]银层一般使用真空镀膜方法镀制,在镀制的时候除了带材,带材旁边的区域也会被镀上银。由于银的粘度较高,带材旁边的区域的银越积越厚会对带材上的银形成剐蹭,使得超导长带上一侧的银总比另外一侧薄。[0023]铜层一般使用电镀的方法来镀制。由于带材侧边的电场集中,镀铜截面会不可避免的出现骨头型,因此即使用各类的厚度测试工具,铜层的厚度很难去准确标定。镀铜由于每天温度湿度的不同,即使设置同样的镀铜工艺参数,所镀的超导带材铜层的厚度也有微观的差别。[0024]封装工艺中一般使用热浸镀,然后热浸镀中超导镀铜带进入锡炉后,有一部分微量的铜会溶解在整个焊锡池中,导致了铜成分的减少。另外每根包覆的不锈钢带由于存在一定的公差,单位电阻也有偏差。即使设置同样的封装工艺参数,所封装的超导带材最终电阻也有差别。[0025]整个超导带材后处理的过程复杂,对于常温电阻影响的因素诸多。如果不加以测试控制,即使用同样的工艺和材料生产,很难在最后得到常温电阻一致的产品。发明内容[0026]针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种高温超导带材测试装置及测试方法。[0027]根据本发明提供的、一种高温超导带材测试装置,其特征在于,包括盒体、操作[0028]部以及显示部;[0029]所述操作部、显示部均设置在盒体上;[0030]所述操作部包括电流引线端、电压引线端、金属板以及肘夹;[0031]所述显示部包括电阻显示器、温度控制显示器以及电流显示器;[0032]所述金属板上设置有凹槽;[0033]所述凹槽构成待测试超导带材容纳限制空间;[0034]所述金属板的侧部设置有肘夹;[0035]所述肘夹的端部设置有电流引线端、电压引线端;[0036]所述电流引线端、电压引线端均与肘夹绝缘;[0037]所述电阻显示器、温度控制显示器以及电流显示器均设置在盒体上。[0038]优选地,所述电流引线端、电压引线端均与待测试超导带材相接触;[0039]所述电流引线端与待测试超导带材相接触的端部为平面;[0040]所述电压引线端与待测试超导带材相接触的端部为锥面;[0041]所述凹槽上涂覆有绝缘材料。[0042]优选地,所述电压引线端与待测试超导带材相接触的端部位于待测试超导带材宽度方向的中点。[0043]优选地,所述金属板的底部设置有加热片;[0044]所述金属板上预埋有热电偶。[0045]优选地,所述温度控制显示器上设置有控制按钮;[0046]所述控制按钮通过加热片和热电偶控制金属板恒温不变。[0047]优选地,所述电阻显示器用于显示电压引线端测到的待测试超导带材上的电压;[0048]所述电流显示器用于显示电流引线端通过待测试超导带材流过的电流;[0049]当肘夹打开时,待测试超导带材能够放置入待测试超导带材容纳空间内,[0050]当肘夹关闭时,所述电流引线端和电压引线端均压住待测试超导带材,并形成导电连接。[0051]本发明还提供了一种利用上述的高温超导带材测试装置对待测试超导材料进行测试的测试方法,包括如下步骤:[0052]步骤2:通过所述电流引线端与待测试超导带材相接触的端部,并通过所述电压引线端与待测试超导带材相接触的端部对镀完银保护层的待测试超导带材进行测试,得到待测试超导带材的常温电阻,记为镀银常温电阻;[0053]步骤3:根据镀银常温电阻,对镀完银保护层的待测试超导带材进行镀铜;[0054]步骤4:通过所述电流引线端与待测试超导带材相接触的端部,并通过所述电压引线端与待测试超导带材相接触的端部对镀完铜保护层的待测试超导带材进行测试,得到待测试超导带材的常温电阻,记为镀铜常温电阻;[0055]步骤5:根据镀铜常温电阻,对镀完铜保护层超导带材进行封装;[0056]步骤6:通过所述电流引线端与待测试超导带材相接触的端部、所述电压引线端与待测试超导带材相接触的端部对封装完的待测试超导带材进行测试,确定待测试超导带材是否合格。[0057]优选地,所述步骤3包括如下子步骤:[0058]步骤3.1:将镀完银保护层的待测试超导带材中的任一部分分为数段;[0059]步骤3.2:将分为数段的待测试超导带材,通过不同的镀铜工艺参数,进行分组试镀铜;[0060]步骤3.3:通过所述电流引线端与待测试超导带材相接触的端部、所述电压引线端与待测试超导带材相接触的端部分别对分组试镀的待测试超导带材进行测试,获取镀铜预设参数;[0061]步骤3.4:根据镀铜预设参数对待测试超导带材的所述任一部分之外的其余部分进行镀铜作为当前的镀完铜保护层的待测试超导带材,得到镀铜后常温电阻;[0062]所述步骤5包括如下子步骤:[0063]步骤5.1:将当前的镀完铜保护层的待测试超导带材中的任一部分分为数段;[0064]步骤5.2:将分为数段的待测试超导带材,通过不同的封装工艺参数,进行分组试封;[0065]步骤5.3:通过所述电流引线端与待测试超导带材相接触的端部、所述电压引线端与待测试超导带材相接触的端部分别对分组试封的待测试超导带材进行测试,获取封装预设参数;[0066]步骤5.4:根据封装预设参数对所述当前的镀完铜保护层的待测试超导带材的所述任一部分之外的其余部分进行封装,得到封装后常温电阻。[0067]优选地,还包括步骤1,电阻测试步骤;[0068]所述步骤1包括如下子步骤:[0069]步骤1.1:通过所述电流引线端与包覆带相接触的端部、所述电压引线端与包覆带相接触的端部对包覆带的电阻进行测试,获取包覆带的电阻的平均值,记为参考电阻值;[0070]步骤1.2:根据参考电阻值,获取待测试超导带材镀铜后的常温电阻控制值;[0071]其中,在步骤1.1中,所述包覆带的材料为不锈钢材料;[0072]如果步骤3.4获得的镀铜后常温电阻小于等于常温电阻控制值,并且偏离度小于预设的比例阈值,则进入步骤4继续执行,否则,则返回步骤3.1继续执行;[0073]如果步骤5.4获得的封装后常温电阻小于等于常温电阻控制值,并且偏离度小于预设的比例阈值,则进入步骤6继续执行,否则,则返回步骤5.1继续执行;[0074]如果经过一次或多次步骤5.1到步骤5.4的执行或反复执行,获得的封装后常温电阻仍大于常温电阻控制值,则调整待测试超导带材镀铜后的常温电阻控制值,返回步骤3.1继续执行;如果步骤3.4获得的镀铜后常温电阻小于常温电阻控制值,并且偏离度大于等预设的比例阈值;,或者步骤5.4获得的封装后常温电阻小于常温电阻控制值,并且偏离度大于等预设的比例阈值,则结束待测试超导带材的后处理制作。[0075]与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:[0076]1、本发明提供的高温超导带材常温电阻测试装置,在不破坏超导带材的情况下能实现对带材任意部分的常温电阻测试。[0077]2、本发明提供的高温超导带材常温电阻测试装置,能够避免由于冬天和夏天温度的不同对带材的电阻测试会引入误差。[0078]3、本发明提供的高温超导带材常温电阻测试装置,能够便携的在各个工序中使用,快速的得出数据,便于对工艺的控制。[0079]4、本发明提供的高温超导带材常温电阻测试方法,能够极有效的控制住超导带材的常温电阻参数,控制精度小于5%。附图说明[0080]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:[0081]图1为本发明提供的高温超导带材测试装置整体结构图。[0082]图2为本发明提供的高温超导带材测试装置整俯视图。[0083]图中所示:具体实施方式[0084]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。[0085]本发明提供了一种高温超导带材测试装置,包括盒体9、操作部以及显示部;所述操作部、显示部均设置在盒体9上;所述操作部包括电流引线端1、电压引线端2、金属板3以及肘夹8;所述显示部包括电阻显示器5、温度控制显示器6以及电流显示器7;所述金属板3上设置有凹槽4;所述凹槽4构成待测试超导带材容纳限制空间;所述金属板3的侧部设置有肘夹8;所述肘夹8的端部设置有电流引线端1、电压引线端2;所述电流引线端1、电压引线端2均与肘夹8绝缘;所述电阻显示器5、温度控制显示器6以及电流显示器7均设置在盒体9上。[0086]所述电流引线端1、电压引线端2均与待测试超导带材相接触;所述电流引线端1与待测试超导带材相接触的端部为平面;所述电压引线端2与待测试超导带材相接触的端部为锥面;所述凹槽4上涂覆有绝缘材料。[0087]所述电压引线端2与待测试超导带材相接触的端部位于待测试超导带材宽度方向的中点。[0088]所述金属板3的底部设置有加热片;所述金属板3上预埋有热电偶。[0089]所述温度控制显示器6上设置有控制按钮;所述控制按钮通过加热片和热电偶控制金属板3恒温不变。[0090]所述电阻显示器5用于显示电压引线端2测到的待测试超导带材上的电压;所述电流显示器7用于显示电流引线端1通过待测试超导带材流过的电流;当肘夹8打开时,待测试超导带材能够放置入待测试超导带材容纳空间内,当肘夹8关闭时,所述电流引线端1和电压引线端2均压住待测试超导带材,并形成导电连接。[0091]本发明还提供了一种上述的高温超导带材测试装置对待测试超导材料进行测试的测试方法,其特征在于,包括如下步骤:[0092]步骤1,电阻测试步骤;所述步骤1包括如下子步骤:[0093]步骤1.1:通过所述电流引线端1与包覆带相接触的端部、所述电压引线端2与包覆带相接触的端部对包覆带的电阻进行测试,获取包覆带的电阻的平均值,记为参考电阻值;[0094]步骤1.2:根据参考电阻值,获取待测试超导带材镀铜后的常温电阻控制值;[0095]其中,在步骤1.1中,所述包覆带的材料为不锈钢材料;[0096]步骤2:通过所述电流引线端1与待测试超导带材相接触的端部,并通过所述电压引线端2与待测试超导带材相接触的端部对镀完银保护层的待测试超导带材进行测试,得到待测试超导带材的常温电阻,记为镀银常温电阻;[0097]步骤3:根据镀银常温电阻,对镀完银保护层的待测试超导带材进行镀铜;[0098]步骤4:通过所述电流引线端1与待测试超导带材相接触的端部,并通过所述电压引线端2与待测试超导带材相接触的端部对镀完铜保护层的待测试超导带材进行测试,得到待测试超导带材的常温电阻,记为镀铜常温电阻;[0099]步骤5:根据镀铜常温电阻,对镀完铜保护层超导带材进行封装;[0100]步骤6:通过所述电流引线端1与待测试超导带材相接触的端部、所述电压引线端2与待测试超导带材相接触的端部对封装完的待测试超导带材进行测试,确定待测试超导带材是否合格。[0101]所述步骤3包括如下子步骤:[0102]步骤3.1:将镀完银保护层的待测试超导带材中的任一部分分为数段;[0103]步骤3.2:将分为数段的待测试超导带材,通过不同的镀铜工艺参数,进行分组试镀铜;[0104]步骤3.3:通过所述电流引线端1与待测试超导带材相接触的端部、所述电压引线端2与待测试超导带材相接触的端部分别对分组试镀的待测试超导带材进行测试,获取镀铜预设参数;[0105]步骤3.4:根据镀铜预设参数对待测试超导带材的所述任一部分之外的其余部分进行镀铜作为当前的镀完铜保护层的待测试超导带材,得到镀铜后常温电阻;[0106]所述步骤5包括如下子步骤:[0107]步骤5.1:将当前的镀完铜保护层的待测试超导带材中的任一部分分为数段;[0108]步骤5.2:将分为数段的待测试超导带材,通过不同的封装工艺参数,进行分组试封;[0109]步骤5.3:通过所述电流引线端1与待测试超导带材相接触的端部、所述电压引线端2与待测试超导带材相接触的端部分别对分组试封的待测试超导带材进行测试,获取封装预设参数;[0110]步骤5.4:根据封装预设参数对所述当前的镀完铜保护层的待测试超导带材的所述任一部分之外的其余部分进行封装,得到封装后常温电阻。[0111]如果步骤3.4获得的镀铜后常温电阻小于等于常温电阻控制值,并且偏离度小于预设的比例阈值,所述比例阈值,例如10%,则进入步骤4继续执行,否则,则返回步骤3.1继续执行;如果步骤5.4获得的封装后常温电阻小于等于常温电阻控制值,并且偏离度小于预设的比例阈值,所述比例阈值,例如10%,则进入步骤6继续执行,否则,则返回步骤5.1继续执行;[0112]如果经过一次或多次步骤5.1到步骤5.4的执行或反复执行,获得的封装后常温电阻仍大于常温电阻控制值,则调整待测试超导带材镀铜后的常温电阻控制值,返回步骤3.1继续执行;如果步骤3.4获得的镀铜后常温电阻小于常温电阻控制值,并且偏离度大于等预设的比例阈值,所述比例阈值,例如10%,,或者步骤5.4获得的封装后常温电阻小于常温电阻控制值,并且偏离度大于等预设的比例阈值,所述比例阈值,例如10%,则结束待测试超导带材的后处理制作,该待测试超导带材留作他用。[0113]下面对本发明的其中几种实施例进行进一步描述:[0114]实施例1:[0115]目标超导带材常温电阻,即预设参数为120±5mQm。确定封装上、下层包覆带皆为SOum厚的不锈钢后,用测试装备对所有的不锈钢包覆带进行测试,得到室温电阻平均值为500mQm。考虑到还有焊锡的因素推出超导带材镀完铜后要求控制在240±5mQm。[0116]首先用该测试装备对镀完银保护层的超导带材做测试,多点测试得到其常温电阻为600mQm。根据测试的数据,和以往镀铜的经验制定超导带材的镀铜工艺参数,用180mh的走速,电流源设置为17A,对镀完银保护层超导带材进行镀铜。用该测试装备对镀完铜保护层的超导带材做测试,多点测试得到其常温电阻260mQm。对镀铜超导带材进行镀铜返工,用180mh的走速,电流源设置为2A,对已镀完铜保护层超导带材再次进行镀铜。用该测试装备对镀完铜保护层的超导带材再次做测试,多点测试得到其常温电阻240mQm。根据测试的数据,制定超导带材的封装工艺参数,对镀完铜保护层超导带材进行封装,选取的不锈钢包覆带,电阻在平均值附近。用该测试装备对封装完的超导带材做测试,多点测试得到其常温电阻为124mΩm。[0117]实施例2:[0118]目标超导带材常温电阻为120±5mΩm。确定封装上、下层包覆带皆为80um厚的不锈钢后,用测试装备对所有的不锈钢包覆带进行测试,得到室温电阻平均值为500mQm。考虑到还有焊锡的因素推出超导带材镀完铜后要求控制在240±5mΩm。[0119]首先用该测试装备对镀完银保护层的超导带材做测试,多点测试得到其常温电阻一头为600ιήΩm,一头为580ιήΩm。根据测试的数据,在600ιήΩm—头剪取5段超导带材样品和以往镀铜的经验制定超导带材的镀铜工艺参数,用180mA的走速,电流源设置为16.6A、16.8A、17A、17.2A、17.4A,分别对样品进行试镀铜。用该测试装备对5个样品做测试,多点测试得到其常温电阻分别为248mΩm、243mΩm、240mΩm、236mΩm、233mΩm。考虑到这是电阻大的一头,因此正式带材镀制选取镀铜工艺参数为180mh的走速电流源设置为16.8A,用该测试装备对镀完铜保护层的超导带材再次做多点测试,多点测试得到其常温电阻一头为241mΩm,一头为236mΩm。根据测试的数据,制定超导带材的封装工艺参数,在241mQm—头剪取5段超导带材样品和以往封装的经验制定超导带材的封装工艺参数。首选选取包覆带,选取目标电阻比平均值偏大一点点510mΩm,用该测试装备对包覆带做多点测试验证。对5段样品,在218°C、220°C、222°C、224°C、226°C炉温进行封装。用该测试装备对5个样品做测试,多点测试得到其常温电阻分别为125mΩm、124mΩm、123mΩm、12Im〇111、11911^111。考虑到这是电阻大的一头,因此正式带材封装选取镀铜工艺参数为2241€的炉温,用该测试装备对封装完的超导带材做多点测试,多点测试得到其常温电阻一头为121mΩm,一头为119mΩm。[0120]实施例3:[0121]目标超导带材常温电阻为120±5mΩm。确定封装上、下层包覆带皆为80um厚的不锈钢后,用测试装备对所有的不锈钢包覆带进行测试,得到室温电阻平均值为500mQm。考虑到还有焊锡的因素推出超导带材镀完铜后要求控制在240±5mΩm。[0122]首先用该测试装备对镀完银保护层的超导带材做测试,多点测试得到其常温电阻一头为600ιήΩm,一头为580ιήΩm。根据测试的数据,在600ιήΩm—头剪取5段超导带材样品和以往镀铜的经验制定超导带材的镀铜工艺参数,用180mA的走速,电流源设置为16.6A、16.8A、17A、17.2A、17.4A,分别对样品进行试镀铜。用该测试装备对5个样品做测试,多点测试得到其常温电阻分别为248mΩm、243mΩm、240mΩm、236mΩm、233mΩm。考虑到这是电阻大的一头,因此正式带材镀制选取镀铜工艺参数为180mh的走速电流源设置为16.8A,用该测试装备对镀完铜保护层的超导带材再次做多点测试,多点测试得到其常温电阻一头为241mΩm,一头为236mΩm。根据测试的数据,制定超导带材的封装工艺参数,在241mQm—头剪取5段超导带材样品和以往封装的经验制定超导带材的封装工艺参数。首选选取包覆带,选取目标电阻比平均值偏大一点点510mΩm,用该测试装备对包覆带做多点测试验证。对5段样品,在218°C、220°C、222°C、224°C、226°C炉温进行封装。用该测试装备对5个样品做测试,多点测试得到其常温电阻分别为135mΩm、134mΩm、133mΩm、13ImΩm、129mΩm。重新选取更低电阻的不锈钢包覆带,选取目标电阻比平均值偏小470mΩm,用该测试装备对包覆带做多点测试验证。对5段样品,在218°C、220°C、222°C、224°C、226°C炉温进行封装。用该测试装备对5个样品做测试,多点测试得到其常温电阻分别为再找更低电阻的不锈钢包覆带,发现没有了。因此正式带材重新镀铜,镀制选取镀铜工艺参数为180mh的走速电流源设置为1A,用该测试装备对镀完铜保护层的超导带材再次做多点测试,多点测试得到其常温电阻一头为235mΩm,一头为231mΩm。选取目标电阻比平均值偏小470mΩm,用该测试装备对包覆带做多点测试验证。对5段样品,右炉温进行封装。在235mΩm—头剪取5段超导带材样品和以往封装的经验制定超导带材的封装工艺参数。用该测试装备对5个样品做测试,多点测试得到其常温电阻分别为124mΩm、123mΩm、122mΩm、120mQm、119mQm。考虑到这是电阻大的一头,因此正式带材封装选取镀铜工艺参数为222°C的炉温,用该测试装备对封装完的超导带材做多点测试,多点测试得到其常温电阻一头为120mΩm,一头为119mΩm。[0123]需要说明的是,虽然上述实施例都是从相对高的常温电阻那一头进行分段剪裁;但并不限于此,也可以从相对低的常温电阻那一头进行裁剪分段。[0124]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

权利要求:1.一种高温超导带材测试装置,其特征在于,包括盒体9、操作部以及显示部;所述操作部、显示部均设置在盒体⑼上;所述操作部包括电流引线端(1、电压引线端2、金属板⑶以及肘夹⑻;所述显示部包括电阻显示器5、温度控制显示器⑹以及电流显示器7;所述金属板⑶上设置有凹槽⑷;所述凹槽⑷构成待测试超导带材容纳限制空间;所述金属板⑶的侧部设置有肘夹⑻;所述肘夹⑻的端部设置有电流引线端(1、电压引线端2;所述电流引线端(1、电压引线端⑵均与肘夹⑻绝缘;所述电阻显示器5、温度控制显示器⑹以及电流显示器⑺均设置在盒体⑼上。2.根据权利要求1所述的高温超导带材测试装置,其特征在于,所述电流引线端(1、电压引线端2均与待测试超导带材相接触;所述电流引线端⑴与待测试超导带材相接触的端部为平面;所述电压引线端⑵与待测试超导带材相接触的端部为锥面;所述凹槽⑷上涂覆有绝缘材料。3.根据权利要求2所述的高温超导带材测试装置,其特征在于,所述电压引线端2与待测试超导带材相接触的端部位于待测试超导带材宽度方向的中点。4.根据权利要求1所述的高温超导带材测试装置,其特征在于,所述金属板3的底部设置有加热片;所述金属板⑶上预埋有热电偶。5.根据权利要求4所述的高温超导带材测试装置,其特征在于,所述温度控制显示器6上设置有控制按钮;所述控制按钮通过加热片和热电偶控制金属板⑶恒温不变。6.根据权利要求1所述的高温超导带材测试装置,其特征在于,所述电阻显示器5用于显示电压引线端2测到的待测试超导带材上的电压;所述电流显示器⑺用于显示电流引线端⑴通过待测试超导带材流过的电流;当肘夹⑻打开时,待测试超导带材能够放置入待测试超导带材容纳空间内,当肘夹8关闭时,所述电流引线端⑴和电压引线端2均压住待测试超导带材,并形成导电连接。7.—种利用权利要求1至6中任一项所述的高温超导带材测试装置对待测试超导材料进行测试的测试方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤2:通过所述电流引线端(1与待测试超导带材相接触的端部,并通过所述电压引线端2与待测试超导带材相接触的端部对镀完银保护层的待测试超导带材进行测试,得到待测试超导带材的常温电阻,记为镀银常温电阻;步骤3:根据镀银常温电阻,对镀完银保护层的待测试超导带材进行镀铜;步骤4:通过所述电流引线端(1与待测试超导带材相接触的端部,并通过所述电压引线端2与待测试超导带材相接触的端部对镀完铜保护层的待测试超导带材进行测试,得到待测试超导带材的常温电阻,记为镀铜常温电阻;步骤5:根据镀铜常温电阻,对镀完铜保护层超导带材进行封装;步骤6:通过所述电流引线端(1与待测试超导带材相接触的端部、所述电压引线端2与待测试超导带材相接触的端部对封装完的待测试超导带材进行测试,确定待测试超导带材是否合格。8.根据权利要求7所述的高温超导带材测试方法,其特征在于,所述步骤3包括如下子步骤:步骤3.1:将镀完银保护层的待测试超导带材中的任一部分分为数段;步骤3.2:将分为数段的待测试超导带材,通过不同的镀铜工艺参数,进行分组试镀铜;步骤3.3:通过所述电流引线端(1与待测试超导带材相接触的端部、所述电压引线端2与待测试超导带材相接触的端部分别对分组试镀的待测试超导带材进行测试,获取镀铜预设参数;步骤3.4:根据镀铜预设参数对待测试超导带材的所述任一部分之外的其余部分进行镀铜作为当前的镀完铜保护层的待测试超导带材,得到镀铜后常温电阻;所述步骤5包括如下子步骤:步骤5.1:将当前的镀完铜保护层的待测试超导带材中的任一部分分为数段;步骤5.2:将分为数段的待测试超导带材,通过不同的封装工艺参数,进行分组试封;步骤5.3:通过所述电流引线端(1与待测试超导带材相接触的端部、所述电压引线端2与待测试超导带材相接触的端部分别对分组试封的待测试超导带材进行测试,获取封装预设参数;步骤5.4:根据封装预设参数对所述当前的镀完铜保护层的待测试超导带材的所述任一部分之外的其余部分进行封装,得到封装后常温电阻。9.根据权利要求7所述的高温超导带材测试方法,其特征在于,还包括步骤1,电阻测试步骤;所述步骤1包括如下子步骤:步骤1.1:通过所述电流引线端(1与包覆带相接触的端部、所述电压引线端2与包覆带相接触的端部对包覆带的电阻进行测试,获取包覆带的电阻的平均值,记为参考电阻值;步骤1.2:根据参考电阻值,获取待测试超导带材镀铜后的常温电阻控制值;其中,在步骤1.1中,所述包覆带的材料为不锈钢材料;如果步骤3.4获得的镀铜后常温电阻小于等于常温电阻控制值,并且偏离度小于预设的比例阈值,则进入步骤4继续执行,否则,则返回步骤3.1继续执行;如果步骤5.4获得的封装后常温电阻小于等于常温电阻控制值,并且偏离度小于预设的比例阈值,则进入步骤6继续执行,否则,则返回步骤5.1继续执行;如果经过一次或多次步骤5.1到步骤5.4的执行或反复执行,获得的封装后常温电阻仍大于常温电阻控制值,则调整待测试超导带材镀铜后的常温电阻控制值,返回步骤3.1继续执行;如果步骤3.4获得的镀铜后常温电阻小于常温电阻控制值,并且偏离度大于等预设的比例阈值;,或者步骤5.4获得的封装后常温电阻小于常温电阻控制值,并且偏离度大于等预设的比例阈值,则结束待测试超导带材的后处理制作。

百度查询: 上海超导科技股份有限公司 高温超导带材测试装置及测试方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息,力求客观、公正,但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解,仅供参考使用,不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。