高温超导线圈缺陷检测新进展

  高温超导线圈作为超导磁体的核心部件，其质量直接决定设备安全运行——绕制过程中产生的微小裂痕、细微瑕疵，一旦通流运行，都可能引发“失超”故障，严重影响设备稳定性，甚至造成重大损失。失超的诱因复杂多样，而局部缺陷是最关键的诱因之一，因此，对超导线圈实施严格的质量管控、主动识别潜在缺陷，成为保障超导设备安全的重中之重。

  针对这一行业重点需求，原力超导研究团队联合清华大学物理系顾晨老师，协同攻关、稳步探索，提出了一种基于温度传感器阵列的缺陷检测新方法，可直接捕捉局部热点的演化全过程，实现缺陷的精准识别与评估，为高温超导线圈质量管控提供了全新的技术路径。

  其核心原理简洁高效：当带有缺陷的线圈通流时，缺陷部位会因能量损耗产生热量并向外扩散。我们通过温度传感器矩阵实时监测线圈表面的温度分布，结合原力超导自主研发的热传导反演算法，就能精准定位缺陷位置、量化评估损伤程度。为完善该检测方法，研究团队搭建了专业数值仿真模型，精准计算出超导线圈在0.01W热源作用下的温度传播规律；同时采用最小二乘法，通过20个温度采样点构建二维傅里叶多项式温度场模型，完美拟合线圈表面温度分布，进一步提升检测精度。

  为验证该方法的可行性与可靠性，团队搭建了完整的测试系统——传感器矩阵由96个PT1000传感器组成，按不同半径圆周分布，每个圆周上的传感器均按等弧长间隔布置，确保监测无死角。测试过程中，我们采用绝缘包绕的模拟线圈，在线圈中部嵌入加热电阻模拟局部缺陷，最大程度还原真实工作场景。

  值得一提的是，本次测试采用原力超导自研的EF-TM620测温系统，搭配PT1000传感器，温度分辨率高达0.008K，足以捕捉缺陷带来的微小温度变化，为检测结果的准确性提供了强有力的技术支撑。

  目前，相关研究成果已完成整理，将以“Defect detection of High-temperature Superconducting Coil”为题，发表于应用超导领域权威期刊《Superconductor Science and Technology》。本次研究第一作者为赵凯，通讯作者为赖凌峰、顾晨，研究工作得到国家自然科学基金（项目编号：52377027, 52107032）、南方电网科技项目（项目编号：GDKJXM20230983）的联合支持。

  此次研究成果的取得，进一步完善了高温超导线圈缺陷检测的技术体系，也体现了原力超导在超导检测领域的研发积累与协同创新能力。未来，原力超导将引入人工智能技术，持续优化检测系统，推动检测效率与精度稳步提升，实现超导线圈更高效、更精准的“全面体检”，为高温超导磁体的安全、稳定运行保驾护航，助力超导技术在各领域的规模化应用。