JP2025518044A - Quench detection in superconductors - Google Patents
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Abstract
熱暴走前のREBCO(希土類・バリウム・銅酸化物)などの高温超伝導体におけるクエンチ検出のための方法およびシステムである。REBCO超伝導テープは、定常波を形成する伝送線路として励起される。次いでクエンチは、定常波の擾乱の検出に応答して検出することができる。この方式で、REBCOなどの高温超伝導体におけるクエンチは、熱暴走前に迅速に検出される。
【選択図】図2
A method and system for quench detection in high temperature superconductors such as REBCO (rare earth barium copper oxide) prior to thermal runaway. The REBCO superconducting tape is excited as a transmission line to form a standing wave. A quench can then be detected in response to detecting a disturbance in the standing wave. In this manner, a quench in a high temperature superconductor such as REBCO is rapidly detected prior to thermal runaway.
[Selected figure] Figure 2
Description
政府の権利
[0001]本発明は、海軍研究所(Office of Naval Research)によって付与された認可番号N00014-21-1-2429に基づく政府支援を受けてなされた。米国政府は、本発明において一定の権利を有する。
Government Rights
[0001] This invention was made with government support under Grant No. N00014-21-1-2429 awarded by the Office of Naval Research. The United States Government has certain rights in this invention.
技術分野
[0002]本発明の開示は、一般的には超伝導体に関し、より特定には、高温超伝導体(例えば、REBCO(rare-earth barium copper oxide:希土類・バリウム・銅酸化物))におけるクエンチを検出することに関する。
Technical Field
[0002] The present disclosure relates generally to superconductors, and more particularly to detecting quenches in high temperature superconductors (e.g., rare-earth barium copper oxide (REBCO)).
[0003]超伝導は、電気抵抗が消失して材料から磁束場が排除される、特定の材料で観察される一連の物理的特性である。これらの特性を呈示する材料はいずれも、超伝導体である。 [0003] Superconductivity is a set of physical properties observed in certain materials in which electrical resistance disappears and magnetic flux fields are eliminated from the material. Any material that exhibits these properties is a superconductor.
[0004]超伝導材料は、超伝導体の臨界温度(ゼロ印加磁場において材料が超伝導体である最も高い温度)および超伝導体の臨界磁場(0Kにおいて材料が超伝導体である最も高い磁場)によって定義される領域において、超伝導体としての挙動を示すと予想される。超伝導体の温度および存在する磁場は、超伝導体が抵抗性または「正常」になることなく超伝導体によって運搬できる電流を制限する。「正常」は、本明細書で使用される場合、「超伝導ではない」ことを指す。 [0004] A superconducting material is expected to behave as a superconductor in a region defined by the superconductor's critical temperature (the highest temperature at which the material is a superconductor at zero applied magnetic field) and the superconductor's critical magnetic field (the highest magnetic field at which the material is a superconductor at 0 K). The temperature of the superconductor and the magnetic field present limit the current that can be carried by the superconductor without it becoming resistive or "normal". "Normal" as used herein refers to "not superconducting".
[0005]超伝導材料は、典型的には、「高温超伝導体」(HTS)および「低温超伝導体」(LTS)に分けられる。NbおよびNbTiなどのLTS材料は、その超伝導がBCS(Bardeen-Cooper-Schrieffer)理論によって説明できる金属または金属合金である。全ての低温超伝導体は、約30K未満の臨界温度(その温度を超えると材料がゼロ磁場であっても超伝導にならない温度)を有する。HTS材料の挙動はBCS理論によって説明されないが、このような材料は、約30Kを超える臨界温度を有する可能性がある(ただし、HTS材料を定義するのは、臨界温度というより超伝導での動作および組成における物理的な差であることに留意されたい)。最も一般的に使用されるHTSは、「銅酸化物超伝導体」であり、これは、ビスマス・ストロンチウム・カルシウム・銅酸化物(BSCCO)または希土類元素・バリウム・銅酸化物(REBCO)などの銅酸化物(銅酸化物群を含有する化合物)に基づくセラミックに相当し、希土類元素の例は、YまたはGdであり得る。他の高温超伝導体としては、鉄ニクタイド(例えば、FeAsおよびFeSe)および二ホウ化マグネシウム(MgB2)が挙げられる。 [0005] Superconducting materials are typically divided into "high temperature superconductors" (HTS) and "low temperature superconductors" (LTS). LTS materials, such as Nb and NbTi, are metals or metal alloys whose superconductivity can be explained by the Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) theory. All low temperature superconductors have a critical temperature below about 30 K (the temperature above which the material does not become superconducting, even in zero magnetic field). The behavior of HTS materials is not explained by the BCS theory, but such materials may have critical temperatures above about 30 K (note, however, that it is the behavior at superconductivity and physical differences in composition, rather than the critical temperature, that define HTS materials). The most commonly used HTS are "copper oxide superconductors", which correspond to ceramics based on copper oxides (compounds containing the copper oxide group), such as bismuth strontium calcium copper oxide (BSCCO) or rare earth barium copper oxide (REBCO), where examples of rare earth elements can be Y or Gd. Other high temperature superconductors include iron pnictides (e.g., FeAs and FeSe) and magnesium diboride ( MgB2 ).
[0006]全ての超伝導体のなかでも、REBCOは、広い温度範囲にわたり高磁場で最良の性能を呈示する。これらの材料は、そのより強い磁場および相対的に高い超伝導臨界温度に起因して、よりコンパクトで経済的な構築を可能にする将来の磁気閉じ込め融合炉、例えば手ごろで、堅牢で、コンパクトな(ARC)融合炉のために、さらに、CERNにおける大型ハドロン衝突型加速器(LHC)などの粒子加速器で使用するための新世代の磁石のために提唱されている。 [0006] Of all superconductors, REBCO exhibits the best performance at high magnetic fields over a wide temperature range. Due to their stronger magnetic fields and relatively high superconducting critical temperatures, these materials have been proposed for future magnetic confinement fusion reactors, such as the Affordable, Robust, and Compact (ARC) fusion reactors, which would allow for more compact and economical construction, and also for new generations of magnets for use in particle accelerators such as the Large Hadron Collider (LHC) at CERN.
[0007]REBCOでは、あらゆる希土類元素が使用される可能性がある。一部のポピュラーな選択肢としては、イットリウム(YBCO)、ジスプロシウム(DyBCO)、サマリウム(Sm123)、ネオジム(Nd123)、ガドリニウム(Gd123)およびユーロピウム(Eu123)が挙げられ、ここで括弧内の数字は、希土類、バリウムおよび銅のモル比を示す。 [0007] Any rare earth element may be used in REBCO. Some popular choices include yttrium (YBCO), dysprosium (DyBCO), samarium (Sm123), neodymium (Nd123), gadolinium (Gd123) and europium (Eu123), where the numbers in parentheses indicate the molar ratio of the rare earth, barium and copper.
[0008]これらのタイプの材料はもろいため、それらからワイヤーを作製することは困難であった。2005年以降、工業製造元は、REBCO材料を封入した様々な層を有するテープの生産を開始し、商業的な使用への道を開いた。例えば、REBCOテープは、オープンリールプロセスを使用して製作でき、この場合、超伝導体は、誘電性バッファー層を間に挟んでフレキシブルな金属基板上へ薄膜としてコーティングされる。 [0008] These types of materials are brittle, making wires out of them has been difficult. Since 2005, industrial manufacturers have started producing tapes with various layers encapsulating the REBCO material, paving the way for its commercial use. For example, REBCO tapes can be fabricated using a reel-to-reel process, where the superconductor is coated as a thin film onto a flexible metal substrate with a dielectric buffer layer in between.
[0009]REBCOテープの優れた電流密度は、高い出力密度を有する高度に効率的な電気機械を可能にする。このような高い電流密度で、超伝導体は、長いテープに常に存在する欠陥のあるスポット(「ホットスポット」)において局所的な加熱を受けやすい。超伝導デバイスを含むコイルの各テープの曲がっているところは通常絶縁されているため、ホットスポットは容易に消散せず、そのため熱暴走(温度上昇によって促進されるプロセスであり、これは順に、温度をさらに上昇させるエネルギーを放出する)を引き起こし、破局的故障(抵抗性の正常な状況における動作の終結)に至る。このような熱暴走に至る局所的な熱の蓄積は、は、「クエンチ」と称することもできる。すなわち、クエンチは、超伝導状態から抵抗性の正常状態への超伝導体の遷移中に起こる動作の異常な終結を指す。したがって、クエンチまたは正常なゾーン(すなわちホットスポット)は、超伝導デバイスを保護するために迅速に検出される必要がある。 [0009] The excellent current density of REBCO tapes allows for highly efficient electric machines with high power density. At such high current densities, superconductors are susceptible to localized heating at defective spots ("hot spots") that are always present in long tapes. Because each tape bend in the coil containing the superconducting device is usually insulated, the hot spots do not dissipate easily, thus causing thermal runaway (a process driven by an increase in temperature, which in turn releases energy that further increases the temperature) and catastrophic failure (termination of operation in resistive normal conditions). Such a localized buildup of heat leading to thermal runaway can also be referred to as a "quench." That is, a quench refers to an abnormal termination of operation that occurs during the transition of a superconductor from a superconducting state to a resistive normal state. Thus, quenches or normal zones (i.e., hot spots) need to be detected quickly to protect the superconducting device.
[0010]特に、REBCOなどのHTS材料において破局的故障に至る熱暴走は、常伝導ゾーン伝播(NZP)速度が低いこと(例えば、0.01~0.1m/秒)によって引き起こされる。このような低いNZP速度を有することによって、常伝導ゾーンはゆっくり広がり、したがって故障によって誘発された電圧をゆっくり増加させる。同時に、熱の遅い広がりは、外部検出に十分な程度に電圧が増加する前に高温をもたらす。これらの2つの組み合わされた作用は、クエンチ検出の前に、コイルの熱暴走および破局的故障を引き起こす可能性がある。 [0010] Thermal runaway leading to catastrophic failure in HTS materials such as REBCO in particular is caused by a low normal zone propagation (NZP) velocity (e.g., 0.01-0.1 m/sec). By having such a low NZP velocity, the normal zone spreads slowly, thus causing a slow increase in the fault-induced voltage. At the same time, the slow spread of heat results in high temperatures before the voltage has increased enough for external detection. These two combined effects can cause thermal runaway and catastrophic failure of the coil prior to quench detection.
[0011]現在、クエンチ耐性のためのHTSコイル設計への改変を含むクエンチ検出のための数々の方法開発中である。これらの例としては、アコースティックエミッション検出、音響温度測定、レイリー散乱ベースのファイバーオプティクス、様々なクエンチアンテナ、超音波ベースの検出、様々なラミネーション、非絶縁コイル、様々な絶縁材料およびエポキシが挙げられる。しかしながら、どの解決法も、振動の影響を受けやすいこと、低い信号対雑音比、テープと一緒に巻き付けられた外部センサーなどの欠点を有し、これらはコイル製作の複雑さを増大させたり、または全体の電流密度を低減させたりする。 [0011] Currently, numerous methods for quench detection are under development, including modifications to HTS coil designs for quench resistance. Examples of these include acoustic emission detection, acoustic temperature measurement, Rayleigh scattering based fiber optics, various quench antennas, ultrasonic based detection, various laminations, non-insulated coils, various insulating materials and epoxies. However, all solutions have drawbacks such as susceptibility to vibration, low signal to noise ratio, external sensors wrapped with tape, which increase the complexity of coil fabrication or reduce the overall current density.
[0012]結果として、現在、熱暴走前のREBCOなどの高温超伝導体における迅速なクエンチ検出のための手段はない。 [0012] As a result, there are currently no means for rapid quench detection in high temperature superconductors such as REBCO prior to thermal runaway.
[0013]本発明の開示の一実施態様において、超伝導体におけるクエンチ検出のための方法は、定常波を形成する伝送線路としてREBCO(希土類・バリウム・銅酸化物)超伝導テープを励起することを含む。本方法は、定常波の擾乱の検出に応答してクエンチを検出することをさらに含む。 [0013] In one embodiment of the present disclosure, a method for quench detection in a superconductor includes exciting a REBCO (rare earth barium copper oxide) superconducting tape as a transmission line to form a standing wave. The method further includes detecting a quench in response to detecting a disturbance of the standing wave.
[0014]本発明の開示の他の実施態様において、超伝導体におけるクエンチ検出のためのシステムは、基板、基板上に存在するバッファー層スタックであって、1つまたはそれより多くの誘電層を含む、バッファー層スタック、およびバッファー層スタック上の第1のREBCO層であって、電流を輸送して、基板と伝送線路を形成するために使用される、第1のREBCO層を含む、REBCO(希土類・バリウム・銅酸化物)超伝導テープアーキテクチャーを含む。本システムは、REBCO超伝導テープアーキテクチャーを励起させて、伝送線路において定常波を形成するための第1のデバイスをさらに含む。本システムは加えて、定常波の擾乱の検出に応答してクエンチを検出するための第1のデバイスまたは第2のデバイスを含む。 [0014] In another embodiment of the present disclosure, a system for quench detection in a superconductor includes a REBCO (rare earth barium copper oxide) superconducting tape architecture including a substrate, a buffer layer stack present on the substrate, the buffer layer stack including one or more dielectric layers, and a first REBCO layer on the buffer layer stack, the first REBCO layer being used to transport current and form a transmission line with the substrate. The system further includes a first device for exciting the REBCO superconducting tape architecture to form a standing wave in the transmission line. The system additionally includes a first device or a second device for detecting a quench in response to detecting a disturbance of the standing wave.
[0015]前述の内容は、以下に記載される本発明の開示の詳細な説明をよりよく理解できるように、本発明の開示の1つまたはそれより多くの実施態様の特徴および専門的な利点をかなり一般的に概説した。本発明の開示の特許請求の範囲の主題を形成し得る本発明の開示の追加の特徴および利点を以下に説明する。 [0015] The foregoing has outlined, rather generally, the features and technical advantages of one or more embodiments of the present disclosure in order that the detailed description of the present disclosure that follows may be better understood. Additional features and advantages of the present disclosure that may form the subject of the claims of the present disclosure will be described below.
[0016]以下の詳細な説明を以下の図面と共に考察する場合、本発明の開示のよりよい理解を得ることができる。図面は以下の通りである。 [0016] A better understanding of the present disclosure can be obtained when the following detailed description is considered in conjunction with the following drawings, in which:
[0022]背景のセクションで述べたように、REBCOテープの優れた電流密度は、高い出力密度を有する高度に効率的な電気機械を可能にする。このような高い電流密度で、超伝導体は、長いテープに常に存在する欠陥のあるスポット(「ホットスポット」)において局所的な加熱を受けやすい。超伝導デバイスを含むコイルの各テープの曲がっているところは通常絶縁されているため、ホットスポットは容易に消散せず、そのため熱暴走(温度上昇によって促進されるプロセスであり、これは順に、温度をさらに上昇させるエネルギーを放出する)を引き起こし、破局的故障(抵抗性の正常な状況における動作の終結)に至る。このような熱暴走に至る局所的な熱の蓄積は、は、「クエンチ」と称することもできる。すなわち、クエンチは、超伝導状態から抵抗性の正常状態への超伝導体の遷移中に起こる動作の異常な終結を指す。したがって、クエンチまたは正常なゾーン(すなわちホットスポット)は、超伝導デバイスを保護するために迅速に検出される必要がある。 [0022] As mentioned in the background section, the excellent current density of REBCO tapes allows for highly efficient electric machines with high power density. At such high current densities, superconductors are susceptible to localized heating at defective spots ("hot spots") that are always present in long tapes. Because each tape bend in the coil containing the superconducting device is usually insulated, the hot spots do not dissipate easily, thus causing thermal runaway (a process driven by an increase in temperature, which in turn releases energy that further increases the temperature) and catastrophic failure (termination of operation in resistive normal conditions). Such a localized buildup of heat leading to thermal runaway can also be referred to as a "quench." That is, a quench refers to an abnormal termination of operation that occurs during the transition of a superconductor from a superconducting state to a resistive normal state. Thus, quenches or normal zones (i.e., hot spots) need to be detected quickly to protect the superconducting device.
[0023]特に、REBCOなどのHTS材料において破局的故障に至る熱暴走は、常伝導ゾーン伝播(NZP)速度が低いこと(例えば、0.01~0.1m/秒)によって引き起こされる。このような低いNZP速度を有することによって、常伝導ゾーンはゆっくり広がり、したがって故障によって誘発された電圧をゆっくり増加させる。同時に、熱の遅い広がりは、外部検出に十分な程度に電圧が増加する前に高温をもたらす。これらの2つの組み合わされた作用は、クエンチ検出の前に、コイルの熱暴走および破局的故障を引き起こす可能性がある。 [0023] In particular, thermal runaway leading to catastrophic failure in HTS materials such as REBCO is caused by a low normal zone propagation (NZP) velocity (e.g., 0.01-0.1 m/sec). By having such a low NZP velocity, the normal zone spreads slowly, thus causing a slow increase in the fault-induced voltage. At the same time, the slow spread of heat results in high temperatures before the voltage has increased enough for external detection. These two combined effects can cause thermal runaway and catastrophic failure of the coil prior to quench detection.
[0024]現在、クエンチ耐性のためのHTSコイル設計への改変を含むクエンチ検出のための数々の方法開発中である。これらの例としては、アコースティックエミッション検出、音響温度測定、レイリー散乱ベースのファイバーオプティクス、様々なクエンチアンテナ、超音波ベースの検出、様々なラミネーション、非絶縁コイル、様々な絶縁材料およびエポキシが挙げられる。しかしながら、どの解決法も、振動の影響を受けやすいこと、低い信号対雑音比、テープと一緒に巻き付けられた外部センサーなどの欠点を有し、これらはコイル製作の複雑さを増大させたり、または全体の電流密度を低減させたりする。 [0024] Numerous methods for quench detection are currently under development, including modifications to HTS coil designs for quench resistance. Examples of these include acoustic emission detection, acoustic temperature measurement, Rayleigh scattering based fiber optics, various quench antennas, ultrasonic based detection, various laminations, non-insulated coils, various insulating materials and epoxies. However, all solutions have drawbacks such as susceptibility to vibration, low signal to noise ratio, external sensors wrapped with tape, which increase the complexity of coil fabrication or reduce the overall current density.
[0012]結果として、現在、熱暴走前のREBCOなどの高温超伝導体における迅速なクエンチ検出のための手段はない。
[0025]結果として、現在、熱暴走前のREBCOなどの高温超伝導体における迅速なクエンチ検出のための手段はない。
[0012] As a result, there is currently no means for rapid quench detection in high temperature superconductors such as REBCO prior to thermal runaway.
[0025] As a result, there is currently no means for rapid quench detection in high temperature superconductors such as REBCO prior to thermal runaway.
[0026]本発明の開示の実施態様は、本明細書で論じられる迅速なクエンチ検出のために、伝送線路として高温超伝導体(例えば、REBCO)テープアーキテクチャーを高い周波数で利用することによる、熱暴走前のREBCOなどの高温超伝導体における迅速なクエンチ検出のための手段を提供する。 [0026] The disclosed embodiments of the present invention provide a means for rapid quench detection in high temperature superconductors such as REBCO prior to thermal runaway by utilizing high temperature superconductor (e.g., REBCO) tape architectures as transmission lines at high frequencies for rapid quench detection as discussed herein.
[0027]以下は、迅速なクエンチ検出のために伝送線路としてREBCOテープアーキテクチャーを高い周波数で利用することを論じているが、本発明の開示の原理は、このような方式に限定されないものとし、迅速なクエンチ検出のためにあらゆる高温超伝導体テープアーキテクチャーが、高い周波数で伝送線路として利用できることに留意されたい。当業者であれば、本発明の開示の原理をこのような実施に適用することが可能であろう。さらに、このような実施に本発明の開示の原理を適用する実施態様は、本発明の開示の範囲内であると予想される。 [0027] Although the following discusses the use of REBCO tape architectures as transmission lines at high frequencies for rapid quench detection, it should be noted that the principles of the present disclosure are not intended to be limited in this manner, and any high temperature superconductor tape architecture can be used as a transmission line at high frequencies for rapid quench detection. One of ordinary skill in the art will be able to apply the principles of the present disclosure to such implementations. Moreover, embodiments that apply the principles of the present disclosure to such implementations are expected to be within the scope of the present disclosure.
[0028]本発明の開示の一部の実施態様において、本発明の開示は、熱暴走前のREBCOなどの高温超伝導体におけるクエンチ検出のための方法およびシステムを含む。一実施態様において、REBCO超伝導テープは、定常波を形成する伝送線路として励起される。次いでクエンチは、定常波の擾乱の検出に応答して検出することができる。この方式で、本発明の開示の原理は、熱暴走前のREBCOなどの高温超伝導体における迅速なクエンチ検出のための手段を提供する。 [0028] In some embodiments of the present disclosure, the present disclosure includes methods and systems for quench detection in high temperature superconductors such as REBCO prior to thermal runaway. In one embodiment, a REBCO superconducting tape is excited as a transmission line to form a standing wave. A quench can then be detected in response to detecting a disturbance in the standing wave. In this manner, the principles of the present disclosure provide a means for rapid quench detection in high temperature superconductors such as REBCO prior to thermal runaway.
[0029]ここで図面を詳細に参照すれば、図1は、REBCO超伝導テープ100の概略的なレイアウトの本発明の開示の実施態様を例示する。
[0030]図1で示されるように、REBCO(希土類元素・バリウム・銅酸化物)超伝導テープ100は、構造材料(例えば、ハステロイ(Hastelloy)(登録商標)、ステンレス鋼またはニッケル合金)の基板101を含む。一実施態様において、金属酸化物の層(バッファー層スタック102)および超伝導REBCO層103は、化学的または物理的な手段によって2次元テクスチャーと共に基板101上に堆積される。一実施態様において、安定化のための銀(例えば、Agキャップ層104)は、超伝導REBCO層103上に堆積される。一実施態様において、テープ100は、取り囲む銅層(例えば、Cu安定化層105’、105」)で安定化された銅である。一実施態様において、銅安定化層105’、105”は、任意である。
[0029] Referring now in detail to the drawings, FIG. 1 illustrates an embodiment of the present disclosure of a schematic layout of a
[0030] As shown in Figure 1, REBCO (rare earth barium copper oxide)
[0031]一実施態様において、銅安定化層105’の厚さは、およそ20μmである。一実施態様において、基板101の厚さは、およそ50μmである。一実施態様において、バッファー層スタックの厚さは、0.2μm未満である。一実施態様において、REBCO層103の厚さは、およそ1μmである。一実施態様において、Agキャップ層104の厚さは、およそ2μmである。一実施態様において、銅安定化層105”の厚さは、およそ20μmである。一実施態様において、REBCO超伝導テープ100の全体厚さは、0.1mm未満である。一実施態様において、銅安定化層105’、105”を含まないREBCO超伝導テープ100の全体厚さは、0.06mm未満である。
[0031] In one embodiment, the thickness of the copper stabilization layer 105' is approximately 20 μm. In one embodiment, the thickness of the
[0032]一実施態様において、REBCO超伝導テープ100は、77Kを超える温度で超伝導体として作動可能に動作する高温超伝導テープである。一実施態様において、REBCO超伝導テープ100は、ゼロの電気抵抗で電気を伝導する。
[0032] In one embodiment,
[0033]上記で論じられたように、本発明の開示の原理は、熱暴走前のREBCOなどの高温超伝導体における迅速なクエンチ検出のための手段を提供する。一実施態様において、クエンチは、以下で図2と関連して論じられるように、迅速なクエンチ検出のために高い周波数で伝送線路としてREBCOテープアーキテクチャー(例えば、REBCO超伝導テープ100)を利用することによってREBCO(例えば、REBCO層103)において迅速に検出することができる。 [0033] As discussed above, the principles of the present disclosure provide a means for rapid quench detection in high temperature superconductors such as REBCO prior to thermal runaway. In one embodiment, quenches can be rapidly detected in REBCO (e.g., REBCO layer 103) by utilizing a REBCO tape architecture (e.g., REBCO superconducting tape 100) as a transmission line at high frequencies for rapid quench detection, as discussed below in connection with FIG. 2.
[0034]図2は、本発明の開示の実施態様による高温超伝導体における迅速なクエンチ検出のための方法200のフローチャートである。
[0035]図2を図1と共に参照すると、工程201において、REBCO超伝導テープ、例えばREBCO超伝導テープ100は、定常波を形成する伝送線路として励起される。
[0034] Figure 2 is a flow chart of a
[0035] Referring to FIG. 2 in conjunction with FIG. 1, in
[0036]一実施態様において、テープ100は、TEM(横方向電磁界)モードが励起されるマイクロストリップ様の伝送線路として取り扱われる。一実施態様において、このようなテープ100の励起は、回路に含まれる元素の特徴である特定のQ(品質)係数の定常波を形成する。
[0036] In one embodiment, the
[0037]工程202において、クエンチは、定常波の擾乱の検出に応答して検出される。
[0038]伝送線路は、その長さに沿った均一性におけるあらゆる変化、寸法の変化または特性の変化のいずれか、例えば誘電層の誘電率または伝導層の伝導率における変化の影響を受けやすいことに留意されたい。REBCOフィルム(例えば、REBCO層103)は、超伝導状態と正常状態との間の遷移において非線形デバイスであるため、クエンチが局所的に起こる場合、抵抗率における大きい変化が起こると予想される。信号が常伝導ゾーンの長さに比例する電圧検出とは異なり、100mの長さの伝送線路は、テープの中ほどでクエンチが起こり、抵抗性の伝送セグメントによって結合される場合、効果的に2つの50mの伝送線路になると予想される。伝送線路で形成された定常波は即座に擾乱され、これが、一実施態様において、周波数分析器によって、励起の源および検知回路(定常波の擾乱を検出するのに使用される)として作用する掃引モードで容易に検知できる。したがって、定常波の擾乱は、REBCO超伝導テープ100の抵抗率における変化に起因する。さらに、一実施態様において、デュアルモードは、2つの励起回路がテープ100(またはコイル)の各末端で接続される場合、またはテープ100が送信器として使用される場合(それにより励起は1つの末端で実行されるが、信号は両方の末端で検知されるように)、達成することができる。このような信号の変化は、ほぼ瞬間的に検知されると予想される。
[0037] In
[0038] It should be noted that the transmission line is susceptible to any change in uniformity along its length, either dimensional changes or property changes, such as changes in the permittivity of the dielectric layer or the conductivity of the conductive layer. Since the REBCO film (e.g., REBCO layer 103) is a nonlinear device in the transition between the superconducting and normal states, a large change in resistivity is expected to occur if a quench occurs locally. Unlike voltage detection, where the signal is proportional to the length of the normal zone, a 100 m long transmission line is expected to effectively become two 50 m transmission lines if a quench occurs in the middle of the tape and is coupled by a resistive transmission segment. The standing wave formed in the transmission line is instantly disturbed, which can be easily detected in one embodiment by a frequency analyzer in a sweep mode acting as a source of excitation and a detection circuit (used to detect disturbances in the standing wave). Thus, the disturbance of the standing wave is due to a change in resistivity of the
[0039]一実施態様において、定常波の擾乱は、伝送線路における一部の特性長(例えば、伝送線路それ自体の長さ、または1つの末端からクエンチされた場所までの伝送線路のセグメントの長さ)の複数の波長で生じる定常波で、周波数掃引における複数の反射を検出することによって検出される。 [0039] In one embodiment, standing wave disturbances are detected by detecting multiple reflections over a frequency sweep with the standing wave occurring at multiple wavelengths over some characteristic length of the transmission line (e.g., the length of the transmission line itself, or the length of a segment of the transmission line from one end to the quenched location).
[0040]別の実施態様において、定常波の擾乱は、例えば伝送線路に沿った擾乱が特性長を変化させるかまたは新しい特性長を導入する場合、反射の周波数における変化を検出することによって検出される。 [0040] In another embodiment, a disturbance of the standing wave is detected by detecting a change in the frequency of the reflection, for example when a disturbance along the transmission line changes the characteristic length or introduces a new characteristic length.
[0041]さらなる実施態様において、定常波の擾乱は、線質係数における変化、例えば、共鳴ピークの線質係数における変化を検出することによって検出される。
[0042]一実施態様において、定常波の擾乱は、超伝導体の一部が常伝導体になる場合(クエンチ)、線質係数における変化を検出することによって検出される。
[0041] In a further embodiment, the disturbance of the standing wave is detected by detecting a change in the quality factor, for example a change in the quality factor of a resonant peak.
[0042] In one embodiment, a disturbance of the standing wave is detected by detecting a change in the quality factor when a portion of the superconductor becomes normal (a quench).
[0043]さらなる実施態様において、定常波の擾乱は、共鳴ピークの規模における変化を検出することによって検出される。
[0044]定常波の擾乱は、上記で論じられた実施態様の組合せを使用して検出してもよいことに留意されたい。
[0043] In a further embodiment, the disturbance of the standing wave is detected by detecting a change in the magnitude of the resonant peak.
[0044] It should be noted that standing wave disturbances may be detected using a combination of the embodiments discussed above.
[0045]REBCOフィルム、例えばREBCO層103、および金属基板、例えば基板101は、薄い誘電層、例えばバッファー層スタック102の誘電層によって分離されているため、REBCO超伝導テープ100は、高い周波数で総静電容量または伝送線路特徴の関数である信号を生産する交流(AC)源によって励起され得る。
[0045] Because the REBCO film, e.g.,
[0046]一実施態様において、伝送線路モードで使用される高温超伝導体(HTS)テープ、例えばREBCO超伝導テープ100は、非接触型の方式で励起される。例えば、REBCO超伝導テープ100の近傍におけるキャパシタプレートは、REBCO超伝導テープ100の全長(例えば、REBCO層103の全長)に沿って伝播すると予想される電磁波(EM)を導入する。
[0046] In one embodiment, a high temperature superconductor (HTS) tape used in a transmission line mode, such as
[0047]別の実施態様において、REBCO超伝導テープ100は、誘導ループで励起され、周波数および結合が適切に選ばれる場合、再びEM波を形成する。
[0048]一実施態様において、キャパシタおよび/またはインダクターの励起の配置は、異なる波モード(例えば、異なる偏波を有する横波、縦波など)を導入するように改変される。これらの特色は、擾乱に対して最も高感度のクエンチ検出システムを形成するために、回路最適化のための大きなフレキシビリティーと多数の選択肢を提供する。
[0047] In another embodiment, the
[0048] In one embodiment, the configuration of the capacitor and/or inductor excitations is modified to introduce different wave modes (e.g., shear waves, longitudinal waves with different polarizations, etc.) These features provide great flexibility and multiple options for circuit optimization to create the most sensitive quench detection system to disturbances.
[0049]以下に、方法200を使用するクエンチ検出システムの様々な実施態様に関する議論が提供される。特定には、このような実施態様は、REBCO超伝導テープ100内に統合されたクエンチ検出を利用する。
[0049] Below is provided a discussion of various embodiments of quench detection systems that employ
[0050]ここで図3Aを参照すると、図3Aは、本発明の開示の実施態様による統合された伝送線路を有するREBCO超伝導テープにおけるクエンチ検出のためのシステム300を例示する。
[0050] Referring now to FIG. 3A, FIG. 3A illustrates a
[0051]図3Aで示されるように、システム300は、およそ50μmの厚さを有する金属基板(導体)に相当する基板101を含む。さらに、図3Aで示されるように、システム300は、基板101上に存在するバッファー層スタック102を含み、バッファー層スタック102は、複数の誘電層、例えば誘電層301(例えば、アルミナ)および誘電層302(例えば、酸化マグネシウム(MgO)およびマンガン酸ランタン(LMO))を含む。一実施態様において、誘電層301の厚さは、およそ80nmである。一実施態様において、誘電層302の厚さは、およそ80nmである。
[0051] As shown in FIG. 3A, the
[0052]加えて、図3Aで示されるように、システム300は、バッファー層スタック102上に存在するREBCO層103を含む。一実施態様において、REBCO層103の厚さは、およそ1μmである。
[0052] Additionally, as shown in FIG. 3A, the
[0053]さらに、図3Aで示されるように、システム300は、定常波を形成する伝送線路として、REBCO層103を励起するように構成される励起デバイス303を含む。一実施態様において、励起デバイス303は、基板101とREBCO層103との間に端子を有する交流(AC)源に相当する。一実施態様において、AC源は、伝送線路特徴の関数である信号を生産する。
[0053] As further shown in FIG. 3A, the
[0054]一実施態様において、励起デバイス303は、非接触型の方式でREBCO層103を励起する。このような実施態様において、励起デバイス303は、キャパシタプレートまたはインダクターループに相当する。さらに、このような実施態様において、このような励起は、REBCO超伝導テープ100、例えばREBCO層103に沿って伝播する電磁波を導入する。
[0054] In one embodiment, the
[0055]加えて、図3Aで示されるように、システム300は、定常波の擾乱の検出に応答してクエンチを検出するように構成される検出デバイス304を含む。
[0056]一実施態様において、励起デバイス303および検出デバイス304は、同じデバイスであり、例えば周波数分析器であり、それにおいて、周波数分析器が、掃引モードで、定常波の擾乱を検出するための励起の源と検知回路の両方として機能する。
[0055] Additionally, as shown in FIG. 3A, the
[0056] In one embodiment, the
[0057]一実施態様において、検出デバイス304は、これまでに論じられた通り、以下の手段:周波数掃引における複数の反射を検出すること、反射の周波数における変化を検出すること、線質係数における変化を検出すること、および共鳴ピークの規模における変化を検出することの1つまたはそれより多くを介して定常波の擾乱を検出する。
[0057] In one embodiment, the
[0058]さらに、検出デバイス304は、以下の技術1つまたはそれより多くを介して定常波の擾乱を検出するように構成される。
[0059]例えば、一実施態様において、検出デバイス304は、静電容量測定を使用して定常波の擾乱を検出する。例えば、超伝導コイルのセクションがクエンチすると、HTSテープ、例えばテープ100の静電容量が、長さLの超伝導キャパシタから、長さsの通常のキャパシタによって結合した長さ(1-f)L-s/2およびfL+s/2の2つのセグメントに変化し、式中、fは、クエンチの場所を示す。AC信号の振幅と相の両方が影響を受ける。
[0058] Additionally, the
[0059] For example, in one embodiment, the
[0060]一実施態様において、検出デバイス304は、接点結合を使用するシングルエンドのラジオ周波数掃引を使用して、定常波の擾乱を検出する。例えば、シングルエンドの掃引を用いる場合、テープ構造100などのテープ構造におけるRF/マイクロ波共鳴の伝送線路研究は、このような有限長の伝送線路の上部で実装される接点または容量結合を使用していると予想される。さらに、シングルエンドの掃引を用いる場合、反射(s11)モードにおいて生成した共鳴のQ係数および共振周波数値がモニターされる。
[0060] In one embodiment, the
[0061]一実施態様において、検出デバイス304は、ダブルエンドの無線周波数(RF)掃引を使用して定常波の擾乱を検出する。例えば、ダブルエンドのRF掃引は、反射(s11)および伝送(s12)信号の両方を得て、それらを時間の関数として重ね合わせるの可能性のある利点を提供する。したがって、反射および伝播は、コイルのクエンチされたセクションの場所およびサイズによって相関が示される。また位相変位およびQ係数も相関が示され、これは、クエンチされた領域の空間分解能の増加を提供する。さらに、検出されたモード間の相関は、シングルエンドモードでは入手できない追加のレベルの情報を提供するため、擾乱の性質に関するより詳細な情報が得られる。
[0061] In one embodiment, the
[0062]一実施態様において、検出デバイス304は、定常波の擾乱を、相互変調検出を使用して検出する。例えば、HTSテープ、例えばYBCOテープは、出力信号における非直線性、すなわち相互変調ひずみ(IMD)ピークの存在を検出するために、2つの周波数f1およびf2を含有する信号で駆動される。このような実施態様において、YBCOテープは、RCL共振器として作用する。一実施態様において、このような周波数は、ツートーンジェネレーターによって生成される。
[0062] In one embodiment, the
[0063]典型的には、非直線性のケースにおいて、IMDスペクトルは、多くの高次ピークを含有する;しかしながら、帯域幅を保存するために、一実施態様において、基本(f1およびf2)および3次IMDピーク(2f1-f2および2f2-f1)のみが、例えばスペクトル分析器を介して入力パワーの関数として測定される。 [0063] Typically, in the nonlinear case, the IMD spectrum contains many higher order peaks; however, to conserve bandwidth, in one embodiment, only the fundamental ( f1 and f2 ) and third order IMD peaks ( 2f1 - f2 and 2f2 - f1 ) are measured as a function of input power, e.g., via a spectrum analyzer.
[0064]さらに、IMD技術の追加の利点は、その感度に関して、極めて低いパワーレベルで非直線性を究明するその能力であり、それによりあらゆる熱作用の回避が可能になる。 [0064] Moreover, an additional advantage of IMD technology, in terms of its sensitivity, is its ability to account for non-linearities at extremely low power levels, thereby allowing the avoidance of any thermal effects.
[0065]ここで図3Aを再び参照すると、REBCO層103は、電流を輸送するために使用され(このようなREBCO層は、本明細書では「T-REBCO」と称される)、基板101と伝送線路を形成する。一実施態様において、小規模の高周波数信号は、T-REBCO103を介して輸送電流上に重ね合わされる。伝送線路は高周波数信号に対してのみ非常に高感度であるため、有効な検知回路が形成される。クエンチ中の信号が、常伝導ゾーンの長さ(これは、REBCOでは小さい)に比例する電圧検出方法とは異なり、100mの長さの伝送線路は、テープに沿って中ほどにクエンチが起こる場合、効果的に2つの50mのラインになると予想される。伝送線路で形成された定常波は即座に擾乱され、これが、反射の周波数における変化および共鳴ピークのQ係数における変化として、検出デバイス304によって容易に検知できる。
[0065] Referring again now to FIG. 3A, a
[0066]ここで図3Bを参照すると、図3Bは、本発明の開示の実施態様による統合された伝送線路を有するREBCO超伝導テープにおけるクエンチ検出のための代替のシステム300’を例示する。 [0066] Referring now to FIG. 3B, FIG. 3B illustrates an alternative system 300' for quench detection in a REBCO superconducting tape with integrated transmission line in accordance with an embodiment of the present disclosure.
[0067]図3Bで示されるように、システム300’は、第2のREBCO層305がバッファー層スタック102上に存在する点でシステム300とは異なる。一実施態様において、REBCO層305は、およそ100nmの厚さを有する。一実施態様において、REBCO層305は、10~100nmの厚さを有する。このような層は、本明細書では「S-REBCO」と称され、伝送線路の一部としてもっぱら検知のために使用される。一実施態様において、S-REBCO層305は、全ての他の層に対して電気的に浮いており、検知回路として役立つように別々に励起させることができる。
[0067] As shown in FIG. 3B, system 300' differs from
[0068]さらに、図3Bで示されるように、システム300’は、REBCO層305上に存在する誘電層306(例えば、LMO)を含む。一実施態様において、誘電層306の厚さは、およそ40nmである。
[0068] As further shown in FIG. 3B, the system 300' further includes a dielectric layer 306 (e.g., LMO) overlying the
[0069]加えて、図3Bで示されるように、システム300’は、誘電層306上に存在するREBCO層103を含む。
[0070]一実施態様において、励起デバイス303は、複数のAC源に相当し、例えば、基板101とREBCO層305との間で接続された端子を有する第1のAC源、およびREBCO層305とREBCO層103との間に接続された端子を有する第2のAC源などに対応する。
[0069] Additionally, as shown in FIG. 3B, the system 300' includes a
[0070] In one embodiment,
[0071]ここで図3Cを参照すると、図3Cは、本発明の開示の実施態様による統合された伝送線路を有するREBCO超伝導テープにおけるクエンチ検出のためのさらなる代替のシステム300”を例示する。
[0071] Referring now to FIG. 3C, FIG. 3C illustrates a further
[0072]図3Cで示されるように、システム300”は、第3のREBCO層307が誘電層306上に存在する点でシステム300’とは異なる。一実施態様において、REBCO層307は、およそ100nmの厚さを有する。一実施態様において、REBCO層307は、10~100nmの厚さを有する。一実施態様において、REBCO層307は、「S-REBCO」層に相当する。
[0072] As shown in FIG. 3C,
[0073]さらに、一実施態様において、REBCO層305は、およそ100nmの厚さを有する。一実施態様において、REBCO層305は、10~100nmの厚さを有する。一実施態様において、REBCO層305は、「S-REBCO」層に相当する。代替として、別の実施態様において、REBCO層305は、S常伝導体(例えば、TiN)に相当する。
[0073] Additionally, in one embodiment,
[0074]さらに、図3Cで示されるように、システム300”は、REBCO層307上に存在する誘電層308(例えば、LMO)を含む。一実施態様において、誘電層308の厚さは、およそ40nmである。
[0074] As further shown in FIG. 3C, the
[0075]加えて、図3Cで示されるように、システム300”は、誘電層308上に存在するREBCO層103を含む。
[0076]一実施態様において、システム300”は、検知/伝送線路のために成長させた2つのフローティング層(層305、307)(例えば、S-REBCO/S-REBCOまたはS-REBCO/S常伝導体)を含む。一実施態様において、複数の結合が、周波数掃引における異なるQ係数の特徴的なピークを形成すると予想される。クエンチ中、新しい反射が形成され、既存の反射は、周波数、Q係数および強度を変化させると予想される。T-REBCOフィルム(層103)におけるクエンチからS-REBCOフィルム(層307)への熱の広がりは、ほぼ瞬間的であると予想され、S-REBCO層(層307)を正常状態に容易に遷移させ、伝送線路における信号変化を形成すると予想される。
[0075] Additionally, as shown in FIG. 3C, the
[0076] In one embodiment,
[0077]検知層305、307は、輸送REBCO層103に対して独立したフローティング回路を形成することに留意されたい。したがって、検知回路は、完全に分離しており/浮いており、非常に高いQラインを形成する。
[0077] Note that the sensing layers 305, 307 form an independent floating circuit with respect to the
[0078]前述の結果として、本発明の開示の実施態様は、高い周波数で伝送線路としてHTSテープアーキテクチャーそれ自体を利用することによって高温超伝導体(HTS)においてクエンチを迅速に検出するための手段を提供する。例えば、一実施態様において、HTSテープは、マイクロストリップ様の伝送線路として取り扱われ、この場合、TEMモードが励起され、雑音の影響を受けない定常波が形成される。クエンチは、このような定常波における擾乱の検出に応答して迅速に検出することができる。 [0078] As a result of the foregoing, embodiments of the present disclosure provide a means for rapidly detecting quenches in high temperature superconductors (HTS) by utilizing the HTS tape architecture itself as a transmission line at high frequencies. For example, in one embodiment, the HTS tape is treated as a microstrip-like transmission line, where TEM modes are excited to form noise-free standing waves. Quenches can be rapidly detected in response to the detection of disturbances in such standing waves.
[0079]例えば、非現実的に高い誘電層の誘電率(例えば、500F/m)を有するコイルの形態の長さ10kmのREBCOテープのケースでも、伝送線路における信号伝播速度は10,000km/秒になる可能性があり、これは0.5msのクエンチ応答時間をもたらす。別の例において、本発明の開示の原理を使用すれば、測定された信号に対する雑音干渉を有さない、1kmのテープ長さにわたり10cmのクエンチされたゾーンサイズが検出される。結果として、本発明の開示の原理は、迅速なクエンチ検出システムを提供する。 [0079] For example, even in the case of a 10 km length of REBCO tape in the form of a coil with an unrealistically high dielectric constant of the dielectric layer (e.g., 500 F/m), the signal propagation speed in the transmission line can be 10,000 km/sec, which results in a quench response time of 0.5 ms. In another example, using the principles of the present disclosure, a quenched zone size of 10 cm is detected over a 1 km length of tape with no noise interference to the measured signal. As a result, the principles of the present disclosure provide a rapid quench detection system.
[0080]さらに、このような実施態様を利用することによって、HTSコイル構築への著しい改変が回避される。例えば、クエンチ検出のための共巻きの追加のセンサーが回避される。別の例において、絶縁、安定性、有効な電流密度または横方向の熱伝達に対処するために、コイルの設計を改変する必要がない。 [0080] Additionally, by utilizing such an embodiment, significant modifications to the HTS coil construction are avoided. For example, co-wound additional sensors for quench detection are avoided. In another example, no modifications to the coil design are required to address insulation, stability, available current density, or lateral heat transfer.
[0081]例示の目的のために、本発明の開示の様々な実施態様の説明を示したが、網羅的であることは意図されないし、または開示された実施態様に限定されることも意図されない。記載された実施態様の範囲および本質から逸脱しない多くの改変およびバリエーションが当業者には明らかであろう。本明細書において使用される用語は、実施態様の原理、市場で見出される技術に対する実際の適用または技術的な改善を最もよく説明するために、または当業者が本明細書で開示された実施態様を理解することを可能にするために選ばれたものである。 [0081] For illustrative purposes, descriptions of various embodiments of the present disclosure have been presented, but are not intended to be exhaustive or limited to the disclosed embodiments. Many modifications and variations that do not depart from the scope and essence of the described embodiments will be apparent to those skilled in the art. The terms used in this specification are selected to best explain the principles of the embodiments, practical applications or technical improvements to the technology found in the market, or to enable those skilled in the art to understand the embodiments disclosed herein.
100 REBCO超伝導テープ
102 バッファー層スタック
103 超伝導REBCO層
104 Agキャップ層
105’、105 銅安定化層
300 システム
301 誘電層
302 誘電層
303 励起デバイス
304 検出デバイス
305 第2のREBCO層
306 誘電層
307 第3のREBCO層
308 誘電層
100
Claims (28)
定常波を形成する伝送線路としてREBCO(希土類・バリウム・銅酸化物)超伝導テープを励起すること;および
前記定常波の擾乱の検出に応答してクエンチを検出すること
を含む、上記方法。 1. A method for quench detection in a superconductor involving a transition between a superconducting state and a resistive normal state, comprising:
The method includes exciting a REBCO (rare earth barium copper oxide) superconducting tape as a transmission line to form a standing wave; and detecting a quench in response to detecting a disturbance of the standing wave.
周波数掃引における複数の反射を検出すること、
反射の周波数における変化を検出すること、
線質係数における変化を検出すること、および、
共鳴ピークの規模における変化を検出すること、
の1つまたはそれより多くを介して検出される、請求項1または2に記載の方法。 The disturbance of the standing wave is:
Detecting multiple reflections in a frequency sweep;
detecting a change in frequency of the reflection;
Detecting a change in the quality factor; and
detecting a change in the magnitude of the resonance peak;
The method of claim 1 or 2, wherein the detection is via one or more of the following:
静電容量測定、接点結合を使用するシングルエンドのラジオ周波数掃引、容量結合を使用するシングルエンドのラジオ周波数掃引、電磁結合を使用するシングルエンドのラジオ周波数掃引、ダブルエンドのラジオ周波数掃引、および相互変調検出、
の1つまたはそれより多くを介して検出される、請求項1または2に記載の方法。 The disturbance of the standing wave may be achieved by the following techniques:
Capacitance measurements, single-ended radio frequency sweep with contact coupling, single-ended radio frequency sweep with capacitive coupling, single-ended radio frequency sweep with electromagnetic coupling, double-ended radio frequency sweep, and intermodulation detection,
The method of claim 1 or 2, wherein the detection is via one or more of the following:
ゼロの電気抵抗で電気を伝導する前記REBCO超伝導テープアーキテクチャーと、
前記伝送線路において、前記REBCO超伝導テープアーキテクチャーを励起させて、前記定常波を形成するための第1のデバイスと、
を含み、ここで、REBCO超伝導テープアーキテクチャーは、
基板;
前記基板上に存在するバッファー層スタックであって、1つまたはそれより多くの誘電層を含む、バッファー層スタック;および
前記バッファー層スタック上の第1のREBCO層であって、前記第1のREBCO層は、電流を輸送して、前記基板と前記伝送線路を形成するために使用される、第1のREBCO層;
を含み、前記第1のデバイスまたは第2のデバイスは、前記定常波の前記擾乱の検出に応答して前記クエンチを検出するためのものである、上記システム。 13. A system for detecting quenches in a superconductor involving a transition between a superconducting state and a resistive normal state using the method of claim 1, the system comprising:
said REBCO superconducting tape architecture conducting electricity with zero electrical resistance;
a first device for exciting the REBCO superconducting tape architecture in the transmission line to form the standing wave;
wherein the REBCO superconducting tape architecture comprises:
substrate;
a buffer layer stack overlying the substrate, the buffer layer stack including one or more dielectric layers; and a first REBCO layer over the buffer layer stack, the first REBCO layer being used to transport electrical current and form the transmission line with the substrate;
wherein the first device or the second device is for detecting the quench in response to detecting the disturbance of the standing wave.
前記バッファー層スタック上に存在する第2のREBCO層;
前記第2のREBCO層上に存在する第1の誘電層;および
前記第1の誘電層上に存在する前記第1のREBCO層;
をさらに含む、請求項13に記載のシステム。 The REBCO superconducting tape architecture comprises:
a second REBCO layer overlying the buffer layer stack;
a first dielectric layer overlying the second REBCO layer; and the first REBCO layer overlying the first dielectric layer;
The system of claim 13 further comprising:
前記バッファー層スタック上に存在する第2のREBCO層;
前記第2のREBCO層上に存在する第1の誘電層;
前記第1の誘電層上に存在する第3のREBCO層;
前記第3のREBCO層上に存在する第2の誘電層;および
前記第2の誘電層上に存在する前記第1のREBCO層;
をさらに含む、請求項13に記載のシステム。 The REBCO superconducting tape architecture comprises:
a second REBCO layer overlying the buffer layer stack;
a first dielectric layer overlying the second REBCO layer;
a third REBCO layer overlying the first dielectric layer;
a second dielectric layer overlying the third REBCO layer; and the first REBCO layer overlying the second dielectric layer;
The system of claim 13 further comprising:
周波数掃引における複数の反射を検出すること、
反射の周波数における変化を検出すること、
線質係数における変化を検出すること、および、
共鳴ピークの規模における変化を検出すること、
の1つまたはそれより多くを介して前記定常波の前記擾乱を検出する、請求項13~18のいずれか一項に記載のシステム。 The first device or the second device comprises:
Detecting multiple reflections in a frequency sweep;
detecting a change in frequency of the reflection;
Detecting a change in the quality factor; and
detecting a change in the magnitude of the resonance peak;
19. The system of claim 13, further comprising:
静電容量測定、接点結合を使用するシングルエンドのラジオ周波数掃引、容量結合を使用するシングルエンドのラジオ周波数掃引、電磁結合を使用するシングルエンドのラジオ周波数掃引、ダブルエンドのラジオ周波数掃引、および相互変調検出、
の1つまたはそれより多くを介して前記定常波の前記擾乱を検出する、請求項13~18のいずれか一項に記載のシステム。 The first device or the second device is provided with the following technology:
Capacitance measurements, single-ended radio frequency sweep with contact coupling, single-ended radio frequency sweep with capacitive coupling, single-ended radio frequency sweep with electromagnetic coupling, double-ended radio frequency sweep, and intermodulation detection,
19. The system of claim 13, further comprising:
The system of any one of claims 13 to 18 and 27, wherein the excitation introduces an electromagnetic wave that propagates along the first REBCO layer.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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