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题名	制冷机直接冷却式小型超导磁体测试装置研制及实验
作者	江勇
学位类别	硕士
答辩日期	2014
授予单位	中国科学院研究生院（上海应用物理研究所）
导师	许皆平
关键词	G-M制冷机 低温恒温器 测试装置 超导磁体 失超
学位专业	电磁场与微波技术
中文摘要	众所周知，如今超导技术的应用越来越广泛，其中超导磁体应用是超导技术应用的主要表现之一。在中高能物理中，超导磁体主要是以超导波荡器、超导扭摆器等超导插入件的形式在同步辐射光源上发挥作用。上海光源已经开展了有关超导磁体及超导波荡器的研究项目。 结合目前开展项目的需要，论文的研究工作目标是研制一套制冷机直接冷却式小型超导磁体测试装置。以测试装置为实验平台研究“干冷”超导磁体降温、运行及失超特性。论文的研究意义：第一，为项目研制的超导磁体提供实用的测试装置，大量节约测试经费；第二，验证干冷超导磁体的系统结构，积累干冷超导磁体传导冷却的工程经验；第三，研究超导波荡器实验线圈干冷特性，为超导波荡器冷却方式的选择提供实验基础。研究将会为下一步超导扭摆器、超导波荡器的研制打下坚实的基础。论文的研究工作得到了国家自然基金面上项目“超导波荡器磁体关键技术研究”（编号：11275254）和中国科学院知识创新工程领域前沿项目“超导波荡模型机研制”的支持。 论文研究工作完成了制冷机直接冷却式小型超导磁体测试装置的研制。测试装置特点为：小型制冷机直接冷却超导磁体；易于拆装的机械结构；设计电流500A；常导电流引线采用无氧铜与黄铜的组合结构；实时采集记录温度、电阻、电流电压等数据；人性化的上位机用户操作界面。对比国内外同类装置具有一定的先进性。 以测试装置为实验平台，完成了五周期超导波荡器实验线圈干冷的测试。研究了五周期超导波荡器实验线圈干冷降温、运行及失超特性。分析实验结果得出以下结论： 1）五周期实验线圈从285K降到4.2K需12个小时；平衡温度为3.9K左右，平衡时间约为30小时；从4K自然升温到273K需要约30小时。 2）发现磁体降温速率两次变缓，第一次由制冷机本身引起，第二次由超导转变放热引起。 3）超导磁体在8K左右时，降温速率变缓（超导转变放热），且电阻急剧下降（进入超导态）。超导转变整个过程持续了约15分钟；绕组超导转变的热量全部传导出来需要约50分钟。 4）进行了两次五周期实验线圈干冷实验。第一次实验线圈励磁至38A失超，失超原因为HTS电流引线低温端发热过大。第二次实验，第一次励磁至261A失超；第二次励磁，磁体250A运行5分钟突然失超；第三次励磁至230A，稳定运行30小时无失超发生。并分析了实验中不同状态下的温差变化。 5）五周期超导波荡器实验线圈干冷临界电流约为260A，液氦浸泡临界电流约为310A。干冷临界电流要比液氦浸泡临界电流低50A。
语种	中文
公开日期	2015-03-13
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/14774]
专题	上海应用物理研究所_中科院上海应用物理研究所2011-2017年
推荐引用方式 GB/T 7714	江勇. 制冷机直接冷却式小型超导磁体测试装置研制及实验[D]. 中国科学院研究生院（上海应用物理研究所）. 2014.

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