Способ контроля критического тока сверхпроводника и устройство для его осуществления

Способ контроля критического тока сверхпроводника и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз .Советскмн

Соцналнстнчесннх

Респубпмн ()966605 (6! ) Дополнительное к ввт. свмд-ву . (22) Заявлено 28.02.80 (21)2886479/1 8-21 с прпсоединенпем заявки.йе (23) Прморитет

Опублпковапю 15.10.82. Бкзллетень М 38 (Ы)М. Кл.

GO1 R 19 OO

9кударотвенньй квинтет

СССР

No Аелап изобретений н открытий (53) УДК621.З17..7 (088.8) Дата опубликования описаимя i 8.10.82

В. Н. Богин, B. В. Пермяков н И. Г. Гаврнш (723 Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КРИТИЧЕСКОГО ТОКА СВЕРХПРОВОДНИКА

И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к технической физике, а именно к получению сильных магнитных полей при помотй сверхпроводников, и может быть использовано в научных исследованиях и технике для конт роля критических параметров сверхпроводников, и, в частности величины критичеокого тока при заданном значении магнитного поля.

Известен способ контроля критического за тока сверхлроводника, эаключатощийхвз в том, что образец сверхпроводника, тезготовленный в виде шпильки или буквы И размещают в заданном магнитном ноле и увеличивают ток через образец до его перехода в нормальное состояние; устройство для осуществления етого способа содержит в качестве источника внешнего магнитного поля соленоид с источником тока, а в качестве образца - короткий 20 кусок сверхпроводника, согнутый в виде шпильки или буквы У" со своим sего ником тока f 1 ).

Недостатком известного устройства является существенное отличив критичео» ких параметров, полученных на образце, от критических параметров соленоида, иа готовленного иэ того же материала.

Наиболее близким по техническому ре шению к предлагаемому изобретению яв ляется способ контроля критического тока сверхпроводника и устройство для его осуществления, заключающееся в том, что испытуемый образец, способный создавать собственное масштабное поле, размещают во внешнем масштабном поле, увеличива ют ток через образец до перехода послед» него в нормальное состояние и в атом состоянии фиксируют величину тока, при этом в качестве источника внешнего масм штабного поля используется соленоид с источником токар а в качестве образца катушка co csosbf источнтжом TOKs Ilps этом получают эавиствкости критического тока от магнитного поля бчизкие по ха рактеру к критическим параметрам соле3 566608 4 ноида, изготовленного из того же матери- на величину докритического собственного ала (2).,магнитного поля; на фнг. 3 - блоксхема

Недостатком известного способа явля- устройства с согласованными между собой ется трудность получения значения крити- эадатчиками источников тока соленоида и ческого тока при заданной величине маг- g катушки; на фиг. 4 - блок-схема устройнитного поля, поскольку заранее неиз ства, в которой источник тока соленоида вестно точное значение критического поля снабжен .отрицательной обратной связью образца, а, следовательно, и.,его вклад по напряжению, снимаемому с зажимов сов суммарное магнитное поле. Этот .недо- леноида, а также соленоид снабжен сверхстаток особенно заыетен aps принятой щ проводящим ключом. аттестации продукции по критическому то- Линия 1 характеризует график предваку в нескольких фиксированных точках маг рительной установки внешнего магнитнон нтного поля. Поэтому для получения тр го поля, линии 2 - 4 - изменения ма буемого результата необходимо проводить нитного поля соответственно: образца, несколько измерений, что обуславливает соленоида и суммарного. Соленоид 5 длительное время контроля. подсоединен к своему источнику 6 тока

Цель изобретения - уменьшение време-" управляемому задатчиком 7. Образецни контроля. катушка 8 подключен к своему источнику

Поставленная цель достигается тем, 9 тока управляемому эадатчиком 10. Межчто в способе контроля критического тока уу ду эадатчиками установлена согласующая сверхлроводника и устройстве для его связь 11, например, механическая. С заосуществления, заключающимся в том, жимов соленоида к задатчику установлечто испытуемый образец, способный со ю линия обратной связи 12, а между зевать собственное магнитное поле, раз- зажимами (выводами) соленоида установ Ф мешают во внешнем магнитном поле и у лен сверхпроводящий ключ 13. увеличивают ток через образец", .go его Способ реализуется следукяцим обра перехода в нормальное состояние, одно- эом. временно с изменением тока образца После установки внешнего магнитного изменяют величину внешнего магнитного поля заданного значении В>, например .поля так, что величина суммарного маг- З по линейному закону Я, изменяют ток нитного поля остается постоянной и рав, образца. начиная с момента времениЧ

st заданной, причем предварительно уста- . и соответственно его магнитное поле, навливают величину внешнего магнитного например, по линейной зависимости 2. поля меньшей заданного значения на ве- Одновременно с эт.им изменяют величину личину докритического собственного мат внешнего магнитного поля по такой завинитного поля образца. Соотвеа жатвенно, в симости. 3, чтобы суммарное магнитное устройстве для осуществления способа, поле 4 оставалось постоянным и равным содержащем в качестве источника внеш заданному зючению В . Этот процесс него магнитного поля - соленоид с источ- продоакается до момента Ч:, когда ником тока, а в качестве образца - ка образец переходит в нормальное состояние. тушку со своим икяочником тока, источ- Для .ускорения процесса испытания пред40 ники тока соленоида и катушки снабжены варительно устанавливают внешнее мат согласованным между собой задатчиками, нитное поле В„меньшее заданного знаобеспечивающими отношение токов соле- . чения внешнего магнитного поля на велиф

sosga s катушки обратно пропорциональ чину докритического собственного магнитно отношению их магнитным постояинйм ного поля образца, которое соответству45 при встречном направлении магнитных по ет току образца заведомо меньшему его лей. Кроме того, источник тока соленоида критического эючения, ожидаемого в ! сюбжен отриютельной обратной связью заданом магнитном поле. -В этот момент. по юпражению, снимаемому с зажимов ., изменяет ток образца, причем его соленоида;, а также соленоид снабжен магнитное поле изменяется пропорциональ сверхпрюводящим ключом. но по линии 2. В момент . собствен-.

На фиг. 1 приведен график изменения ное магнитное поле образца достигает магнитных полей во времени. с предвари-. докритической величины, а суммарное. тельной установкой, установкой заданного заданной В, после чего способ осуществзючения внешнего магнитного поля; ю >> ляется как и в предыдущем случае, т.е. фиг.. 2 - вариант способа с предваритеш °: :по мере дальнейшего роста тока и собсъной установкой величины внешнего мат венного магнитного поля образца по ли нитного поля меньшей заданного значения нин 2 вплоть до достижения критических

5 ММ05 6 етров в момент Ь, внешнее магнит, магнитная энергия как бы перекачнвается поле соленоида уменьшается, чтобы ыэ соленоида в катушку. nocne aepexoga арное магнитное поле 4 сохраняло катушкн в нормальное состояние его ток тоянную величину, равную заданной. уменьшается, а ток соленонца автомат»Устройство работает следующим обра у чески возвращается в соленоид, что умень шает тепловыделение в катушке и пред

Заданное эначеные внешнего магннтю охраняет его от повреждення при перехо» поля устаювлнвают в соленоиде 5 дей- де в нор.алыче состояние. нем его источника тока, управляемого Прч нспольэованын пре ушгаемого азо»тчиком 7.по варианту способа, (фнг. 16 бретення обеспечюается контроль крыты», ыли устанавливают суммарное магнит - ческого тока сверхпроводннка прн заданпопе, равное заданному н состоящее Ао ном значении магнитного nons, за счет критического магнитного поля катуш- того, что одновременно с изменением то

8 ы предварительной величины внешне ка образца изменяют величину внешнего магнитного поля соленонда 5, что про-1% магнитного поля так, что величина сум одят независимым управлением задатчн марного aoits остается постоянюй и pas в 7 ы 10. После этого вводят s дей» ной заданной ускоряется процесс конь вые согласукюцего связь 11 между эа роля за счет того, предварительно устатчикамн ы согласованным действыем навлывают величину внешыег > магнитного поли меньшей заданной парам ное сумм пос эом го ств эщи

1) ное до ки

ro нзв ко ст да задатчнков 10 и 7, увеличивают ток ка- 26 тушки и одновременно поле катушки Зобо

ы соленоыда 3с С с, которыевэанвпюкомпенснровались, что приводит к сохране- нию ранее установленного заданного зыа-. . чення магнитного поля ы условию Jo/3©= 2$

С /©o т.е. условию обратной пропор .,цыойальносты отношения токов катушки ы соленоида ы их магнитных постоянных.

Устаыовкн а соленоиде 5 внешнего магыытыого поля задан%го значения уве- Зй лнчнвают ток в катушке. Пры этом за счет сильной индуктивной связи катушки

8 ы соленоидов 5, на зажимах последнего появляется сигнал, который чере; пепь отрыцательной обратной связы воздействует на задатчик 7 и источник 6, уменьшающий ток ы магнитное поле сопеноыда, как, чтобы суммарное магнитное поле сохраняло еаое значеные.

После установки заданного значення тока (магнытного поля) в соленоиде 5 он закорачнвается сверхпроводяшим ключом 13 и переходит в замкнутый режим работы, который характеризуется свойством сохранения потокоспеппення. При 4 изменения тока катушки 8 его магжлное поле вызывает возмущение потокосцеплення соленоыда, которое замкнутый соленоид компенсирует нвмененыем своего

Формула изобретення тока. Сохранение. потокосцеплеыыя пры. сильно индуктивной связы соленоида с катушкой и сохранении нх формы и кзанмно-; го расположения приводит к сохранению величины магнитного поля, соответствукьщей ранее установленной, т.е. заданной.

SS

По мере увелыченыя тока катушкы н магнитной энергии, связанной с катушкой, автоматнчески снижается ток в соленоиде и величию его магнитной энергии, т.е, 1. Способ контроля критического тока сверхпроводннка, эаключаюшыйся в том, что испытуемый образец, способный соедавать собственное магнитное поле, размещают во внешнем магнитном поле, увелычнвают ток через образец до перехода последнего в нормагъное состояние и в этом состояния фиксируют величину тока, отличающийся тем,что, с целью уменьшения времени контроля, одно временно с изменением тока обрена изменяют величину внешнего магнитного поля так, что велнчыю суммарного шаг» нитного поли остается постоянной и равной заданюй, причем предварительно а навливают величину внешнего магыитюго поля, меньшей заданного значения ыа величину докрытического собственного мах нытюго поля образца.

2. Устройство дли коытроля крытычео кого тока сверхпроводннка по и. 1, со» держашее,в качестве источника внешнего магнитного поли соленоид с источником тока, а в качестве образца катушку со своим источником тока, п т л и ч а ю

m е е с я тем, что источники тока са ленонда н катушки снабжены согласован . ными между собой эадатчиками, обеспечи вающнми отношение токов соленоида и катушкы обратю пропорциональным ых магнитным постоянным при встречном направлении магнытных полей.

3. Устройство по и. 2, о т л и ч а .ю щ е е с я тем, что источнык тока соленоида снабжен отрнцательыой обрат--.

7 966608 в ной связью по напряжению, снимаемому 1. Зенкевич В.Б., Сычев В. В. Мар с зажимов соленоида. нитные системы на сверхпроводниках, 4. Устройство по нп. 2 s 3, о т л н Наука, М., 1972, с. 66. ч а ю щ е е с я тем, что, соленоид снаб- 2. Вопросы атомной науки и.текники . жен сверкпроводя жм ключом. Фундаментальная и прикладная сверхпровоИсточники информации, димость, Вып. 1 (1), Харьков, ФТИ принятые во вмазанна при экспертизе АН УССР, 1973, с. 43.

ВНИИПИ Заказ 78Я6/62

Тираж 717 Подписное

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4