Aparato de medición de la corriente crítica continua y procedimiento para medir la corriente crítica continua usando el mismo.

Un aparato de medición de la corriente crítica continua paramedir la corriente crítica de una cinta superconductora (10) almismo tiempo que se suministra la cinta superconductora (10) enun contenedor de nitrógeno líquido,

que comprende:

terminales de corriente de tipo rueda (100); y

terminales de tensión de tipo rueda (210, 220),

en el que el aparato está configurado de tal forma que la cintasuperconductora se suministra y se alimenta continuamente por undispositivo de bobina abierta, y la corriente crítica de la cintasuperconductora se mide en tiempo real usando los terminales decorriente de tipo rueda (100) y los terminales de tensión de tiporueda (210, 220) mientras que la cinta superconductora sesuministra a una velocidad lineal constante en contacto con losterminales de corriente de tipo ruedatensión de tipo rueda (210, 220).

Aparato de medición de la corriente crítica continua y procedimiento para medir la corriente crítica continua usando el mismo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

l. Campo de la invención La presente invención se refiere, en general, a un aparato para medir la corriente crítica de una cinta superconductora, y, más particularmente, a un aparato de medición de la corriente crítica continua, que puede medir continuamente la corriente crítica de una cinta superconductora usando terminales de corriente y de tensión de tipo rueda sin quemar la cinta superconductora al mismo tiempo que suministra continuamente la cinta superconductora usando un dispositivo de bobina abierta.

Adicionalmente, la presente invención se refiere a un procedimiento de medición continua de la corriente crítica de una cinta superconductora, que mide la corriente, necesaria para controlar la tensión de una cinta superconductora a 0, 1 mV por metro, como corriente crítica desplazando la cinta superconductora a intervalos de tiempo regulares usando un aparato de medición de la corriente crítica continua, reduciendo así el tiempo necesario para la medición de la corriente crítica y midiendo con precisión la corriente crítica.

2. Descripción de la técnica relacionada En este momento cuando la industrialización de las cintas superconductoras (o cables) está en marcha, es necesaria una rápida velocidad de f~bricación, se requiere un rápido y procedimiento de medición para determinar la calidad de las cintas superconductoras junto con la rápida velocidad de fabricación, y también es necesario un procedimiento para medir de forma rápida y precisa la calidad de las cintas superconductoras sin causar daño (quemaduras) a las cintas superconductoras.

Un procedimiento convencional para medir la corriente critica de una cinta superconductora es un procedimiento de medición de corriente critica de cuatro terminales, que está configurado de tal forma que dos terminales de corriente se disponen en una cinta superconductora y los terminales de tensión se interponen entre los terminales de corriente, y la corriente se transmite a los terminales de corriente, midiendo de esta manera la corriente critica de la cinta superconductora.

Ya que un procedimiento de este tipo permite que la corriente se transmita directamente a la cinta, puede obtenerse una corriente critica relativamente precisa. sin embargo, un procedimiento de este tipo es desventajoso ya que una cinta superconductora puede quemarse fácilmente debido a la sobrecorriente que se da durante la medición de la corriente critica, una carga aplicada a la cinta a causa de los terminales de corriente y de tensión, y una operación de soldadura realizada cuando se forman los terminales para la medición. Además, un procedimiento de este tipo es inadecuado para medir la corriente critica de una cinta larga. Por lo tanto, con el fin de medir la corriente critica de una cinta larga, ha de introducirse un procedimiento de medición de la corriente critica de contacto, que mide la tensión mientras que permite que la corriente fluya a la cinta por medio del contacto fisico de los terminales individuales sin soldadura.

Como procedimiento convencional para medir la corriente critica de una cinta larga se han usado principalmente dos tipos de procedimientos.

Un primer tipo es un esquema para medir la corriente critica de una cinta superconductora en un tipo por lotes, y está configurado de tal forma que la cinta superconductora está obligada a pasar a través de un espacio entre dos rodillos de guía de la cinta superconductora dispuestos en un contenedor de nitrógeno líquido. Adicionalmente, se forma un soporte por debajo de la cinta superconductora para evitar que la cinta cuelgue. Adicionalmente, para medir la corriente crítica en base a un procedimiento de cuatro terminales, se disponen secuencialmente cuatro terminales sobre una cinta superconductora de alta temperatura como un terminal de corriente (+) , un terminal de tensión (+) , un terminal de tensión (-) y un terminal de corriente (-) , respectivamente, de tal manera que cuando los terminales se desplacen hacia abajo desde arriba y entren en contacto con la cinta superconductora, se mida la tensión de la cinta superconductora en los terminales de tensión mientras que la corriente fluye a través de los terminales de corriente.

Un segundo tipo es un aparato para medir la corriente crítica mientras que se suministra continuamente una cinta a lo largo de los rodillos de guía, y está configurado de tal forma que una cinta superconductora pase a través de un espacio entre los rodillos de guía dispuestos en un contenedor de nitrógeno líquido. Aquí, un rodillo de guía también sirve como un terminal de corriente (+) , y el otro rodillo de guía también sirve como un terminal de corriente (-) . De esta manera, los rodillos de guía no solo alimentan la cinta superconductora, sino que también sirven para aplicar corriente a la cinta superconductora. Por lo tanto, con el fin de medir la tensión en el estado en el que la requieren terminales

cinta superconductora se mueve, se separados. Un rodillo para un terminal de tensión (+) y un rodillo para un terminal de tensión (-) sirven como terminales de tensión. Con el fin de usar un aparato de medición de la corriente crítica continua, la resistencia de contacto puede reducirse únicamente cuando la fuerza de contacto entre los rodillos de guía de la cinta superconductora y la cinta superconductora debe aumentarse tirando fuerte de la cinta superconductora dispuesta entre los rodillos de guía de la cinta superconductora. Por lo tanto, este procedimiento es adecuado para la medición de la corriente crítica de una cinta superconductora de alta resistencia.

sin embargo, ya que las cintas superconductoras de alta temperatura que se han desarrollado hasta la fecha usan plata (Ag) o una aleación de plata como superficies externas de las mismas, éstas son de baja resistencia. Por lo tanto, debido a las características de baja resistencia de las cintas superconductoras, es casi imposible usar un aparato de medición de la corriente crítica continua y, por lo tanto, debe usarse un aparato de medición de corriente crítica del tipo por lotes.

Adicionalmente, un aparato de medición de corriente crítica del tipo por lotes convencional es capaz de medir la corriente crítica (lc) únicamente en contacto, y usa una presión aplicada a la corriente y los terminales de tensión como variable importante. Es decir, durante un procedimiento para la aplicación de presión con el fin de garantizar un área de contacto lo suficientemente grande en los terminales de corriente para la conducción de la corriente, una cinta superconductora puede quemarse debido a la sobreexposición. Adicionalmente, cuando la presión es excesivamente baja, ocurren errores de medición debido a la resistencia de contacto cuando se transmite la corriente. Adicionalmente, de forma similar al terminal de tensión, cuando la presión aplicada es excesivamente baja, puede darse ruido durante la medición de la tensión, mientras que cuando la presión aplicada es excesivamente alta, esto puede causar que la cinta superconductora se queme. Por lo tanto, debe construirse un aparato de medición capaz de garantizar la precisión y fiabilidad de la medición de la corriente crítica (lc) .

Como técnicas relacionadas que usan un aparato de medición de corriente crítica del tipo por lotes de este tipo y un aparato de medición de la corriente crítica continua, existen las patentes divulgadas en la patente Coreana N° 0513208 Y las patentes de Estados Unidos N° 5936394 Y 755431782.

Estas técnicas relacionadas no desvelan la medición de la corriente crítica continua en un sentido estricto. Es decir, en estas patentes, la corriente crítica de una cinta superconductora no se mide mientras que la cinta superconductora se suministra continuamente, sino que se mide en el estado en el que la alimentación de la cinta se detiene, y tanto un terminal plano capaz de aplicar corriente como otro terminal plano para medir la tensión presionan la cinta superconductora en el momento de medir la corriente crítica. si se mide una cinta superconductora larga, debe repetirse una operación de elevación y reducción de un terminal de corriente o de tensión avanzando y deteniéndose y, por lo tanto, existe la desventaja de que se requiere mucho tiempo para la medición de la corriente crítica, especialmente para una cinta superconductora larga. Adicionalmente, estas patentes presentan el problema de que, ya que se mide la corriente crítica media, no pueden encontrarse defectos locales, de tal manera que las características de una cinta superconductora no se evalúan apropiadamente, y la resolución... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de medición de la corriente crítica continua para medir la corriente crítica de una cinta superconductora (10) al mismo tiempo que se suministra la cinta superconductora (10) en un contenedor de nitrógeno líquido, que comprende:

terminales de corriente de tipo rueda (100) ; y terminales de tensión de tipo rueda (210, 220) ,

en el que el aparato está configurado de tal forma que la cinta superconductora se suministra y se alimenta continuamente por un dispositivo de bobina abierta, y la corriente crítica de la cinta superconductora se mide en tiempo real usando los terminales de corriente de tipo rueda (100) y los terminales de tensión de tipo rueda (210, 220) mientras que la cinta superconductora se suministra a una velocidad lineal constante en contacto con los terminales de corriente de tipo rueda (100) Y los terminales de tensión de tipo rueda (210, 220) .

2. El aparato de medición de la corriente crítica continua de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cada uno de los terminales de tensión comprende un terminal de tensión interior

(210) dispuesto en el interior de un terminal de corriente correspondiente con respecto a una trayectoria de alimentación de la cinta superconductora y un terminal de tensión exterior (220) dispuesto fuera del terminal de corriente correspondiente con respecto a la trayectoria de alimentación.

El aparato de medición de la corriente crítica continua de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende adicionalmente una barra de soporte (520) o un rodillo de soporte (510) formado entre los terminales de tensión interiores y configurado para soportar la cinta superconductora que se suministra.

4. El aparato de medición de la corriente crítica continua de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende adicionalmente una pluralidad de bobinas de alimentación (510) formadas entre los terminales de tensión interiores y configuradas para permitir que la cinta superconductora se enrolle alrededor de las bobinas de alimentación (510) en múltiples vueltas, permitiendo de este modo medir la corriente crítica correspondiente a una longitud de la cinta superconductora enrollada.

5. El aparato de medición de la corriente crítica continua de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la cinta superconductora en contacto con los terminales de corriente (100) se suministra en contacto con más de una mitad de una circunferencia de cada uno de los terminales de corriente.

6. El aparato de medición de la corriente crítica continua de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la cinta superconductora en contacto con los terminales de tensión (200) se suministra en una dirección que tiene una pendiente menor que la de una línea tangente en un punto de un extremo de contacto de la cinta superconductora en contacto con los terminales de corriente.

7. El aparato de medición de la corriente crítica continua de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cada uno de los terminales de corriente (100) y los terminales de tensión (200) está formado como un terminal de tipo rueda, y está configurado de tal forma que se forme una ranura receptora de cinta (310) a lo largo de una circunferencia del terminal de corriente o de tensión y de tal forma que se forme una parte de contacto de escobilla que sobresalga hacia atrás desde una porción central del terminal de corriente o de tensión, y se configura para aplicar una corriente y medir la tensión.

8. El aparato de medición de la corriente crítica continua de

acuerdo con la reivindicación 7, en el que los terminales de corriente (100) y los terminales de tensión (200) están configurados para realizar una aplicación de corriente y una medición de tensión usando una estructura de entrada de corriente de tipo escobilla y una estructura de medición de tensión de tipo escobilla, respectivamente.

9. El aparato de medición de la corriente crítica continua de acuerdo con la reivindicación 8, en el que cada una de la estructura de entrada de corriente de tipo escobilla y la estructura de medición de tensión de tipo escobilla comprende:

una o más partes de escobilla (410) formadas en contacto con la parte de contacto de escobilla que correspondan a una curvatura de la parte de contacto de escobilla; y partes de cable conductor conectadas a un terminal externo para aplicar corriente a las partes de escobilla (410) o medir la tensión en las partes de escobilla (410) .

10. El aparato de medición de la corriente crítica continua de acuerdo con la reivindicación 9, en el que las partes de escobilla (410) están conectadas entre sí formando un par mediante un resorte, ajustando de esta manera las presiones de contacto de las partes de escobilla.

11. El aparato de medición de la corriente crítica continua de acuerdo con la reivindicación 8, en el que cada una de la estructura de entrada de corriente de tipo escobilla y la estructura de medición de tensión de tipo escobilla comprende:

partes de escobilla (410) formadas en contacto con la parte de contacto de escobilla que correspondan a una curvatura de la parte de contacto de escobilla, y formadas como al menos un par; brazos de control (420) conectados respectivamente a las partes de escobilla (410) del par para formar un ángulo predeterminado entre los mismos y conectados entre sí mediante un resorte, ajustando de esta manera las presiones de contacto de las partes de escobilla y equilibrando las partes de escobilla; y partes de cable conductor (430) insertadas en los brazos de control (420) a través de primeros extremos de los brazos de control (420) Y conectadas eléctricamente a las partes de escobilla, suministrando de esta manera corriente.

12. El aparato de medición de la corriente crítica continua de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la cinta superconductora (10) se suministra a velocidad constante por una unidad de control de velocidad.

13. El aparato de medición de la corriente crítica continua de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se aplica una tensión de referencia a la cinta superconductora (10) , la corriente generada por la tensión de referencia se fija a la corriente crítica, y la corriente se deriva a una derivación cuando aparece una corriente anormal.

14. Un procedimiento de medición de la corriente crítica continua, que comprende:

medir la tensión en ambos extremos de una cinta superconductora (10) usando el aparato de medición de la corriente crítica continua de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 introduciendo tensión en ambos extremos de la cinta superconductora, que se mide en los terminales de tensión, en un procesador digital de señales, DSP, a través de un amplificador y un conversor analógico/digital, ADC; aplicar corriente a los terminales de corriente (100) mientras se controla una fuente de corriente a través de un conversor digital/analógico DAC para mantener la tensión de medición a 0, 1 mV por metro; y medir la corriente aplicada a los terminales de corriente (100) y

realizar un seguimiento de la corriente, que se aplica para mantener la tensión a 0, 1 mV por metro, midiendo de esta manera la corriente critica de la cinta superconductora,

en el que la tensión medida en los terminales de tensión (200) es proporcional a una potencia n-ésima de la corriente, de tal manera que la corriente critica se linealiza obteniendo una potencia l/n-ésima, en la que n = 10-40, de la tensión medida, suministrando de esta manera la corriente critica linealizada al DAC.

FrG. 2

100, 200

FIG. 3

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, 410

FIG. 4·

FIG. 5

:.520 .

FIG. 6

NITRÓGENO LIQUIDO

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....... ---1FUENTE DE AliMENTACIÓN t---~--'H-----'--_____-' CORRIENTE

ONTROL DE CORRIENTE

FIG. 7

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Corriente (A)

FIG. 8

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(Crtterto de la tensión crftIcal

reta, ..nct. da contente PIS el conductor HTS _ contantll critica Cable conduelor da contante V: M.dlción de la tenslón (Unaallzación da la tensión da control)

FIG. 9