(57)【要約】      （修正有）【課題】高磁場、低温条件下で、より信頼できる予測を可能にするＨＴＳ超伝導体の電気特性を評価する方法を提供する。【解決手段】被覆導体テープ型であるＨＴＳ超伝導体３の電気特性、特に臨界電流を評価するために、ＨＴＳ超伝導体のアクティブ部分／特性評価ゾーン４に測定電流が導入される。アクティブ部分は冷却されるが、試験用の磁場と比較して残留磁場が少なくとも３倍低い場合、且つ／または試験用の磁場での臨界電流と比較して電流導入位置での局所的な臨界電流が少なくとも３倍高い場合に測定電流が導入される。電気特性の評価、特に臨界電流の評価は、測定時間の関数として、アクティブ部分またはアクティブ部分の一部、例えば２つの電圧ピックアップ要素１５ａ、１５ｂの間にわたる電圧降下の積分を決定することによって、特に積分値を臨界値と比較して臨界値に達したときの対応する時間を決定する。【選択図】図１
2020126039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＨＴＳ超伝導体（３）、特にＨＴＳ超伝導体テープの電気特性を評価する方法であって、
前記ＨＴＳ超伝導体（３）は、温度Ｔｅｎｖの極低温環境（１１）にさらされ、
前記ＨＴＳ超伝導体（３）は、前記ＨＴＳ超伝導体（３）に磁場が印加される特性評価ゾーン（４）を通過し、
前記特性評価ゾーン（４）は、前記ＨＴＳ超伝導体（３）が通過する中央領域（２３）および２つの周辺領域（２４ａ、２４ｂ）を含み、
前記ＨＴＳ超伝導体（３）には、２つの電流交換要素（１２ａ、１２ｂ）によって測定電流（ｉ）が供給され、前記電流交換要素（１２ａ、１２ｂ）の１つは、各々の前記周辺領域（２４ａ、２４ｂ）において前記ＨＴＳ超伝導体（３）と接触する方法であって、
前記ＨＴＳ超伝導体（３）が第１のリザーバ（１）から前記特性評価ゾーン（４）を通って第２のリザーバ（２）に連続的に並進すること、
前記ＨＴＳ超伝導体（３）が極低温ゾーン（６）でのみ前記極低温環境（１１）にさらされ、前記極低温ゾーン（６）は前記特性評価ゾーン（４）を含み、前記第１のリザーバ（１）および前記第２のリザーバ（２）は前記極低温ゾーン（６）の外側に配置されること、
前記ＨＴＳ超伝導体（３）が、前記ＨＴＳ超伝導体（３）に２つのデカップリング部（２２ａ、２２ｂ）が形成される２つのバッファゾーン（２１ａ、２１ｂ）を通過し、前記第１のリザーバ（１）と前記特性評価ゾーン（４）との間に第１デカップリング部（２２ａ）が確立され、前記特性評価ゾーン（４）と前記第２のリザーバ（２）との間に第２デカップリング部（２２ｂ）が確立されること、
前記磁場は、前記中央領域（２３）における前記ＨＴＳ超伝導体（３）での最大磁束密度ＢｃｅｎｔｒがＢｃｅｎｔｒ≧１．５テスラであり、前記電流交換要素（１２ａ、１２ｂ）における前記ＨＴＳ超伝導体（３）での最大磁束密度がＢｐｅｒｉであるように選択され、前記特性評価ゾーン（４）の前記極低温環境（１１）によって確立される前記ＨＴＳ超伝導体（３）の前記温度Ｔｅｎｖにおいて、前記中央領域（２３）における前記ＨＴＳ超伝導体（３）の臨界電流Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔおよび前記電流交換要素（１２ａ、１２ｂ）における前記ＨＴＳ超伝導体（３）の臨界電流Ｉｐｅｒｉｃｒｉｔに対して、
Ｉｐｅｒｉｃｒｉｔ≧３＊Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔ
が適用されるようにし、
各バッファゾーン（２１ａ、２１ｂ）において、前記ＨＴＳ超伝導体（３）は、
−前記デカップリング部（２２ａ、２２ｂ）内で前記ＨＴＳ超伝導体（３）が常伝導になるか、または
−前記デカップリング部（２２ａ、２２ｂ）における前記ＨＴＳ超伝導体（３）の局所臨界電流Ｉｂｕｆｆｅｒｃｒｉｔが、Ｉｂｕｆｆｅｒｃｒｉｔ≦１／５０＊Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔであると推定される、
ように処理されること
を特徴とする方法。
【請求項２】
ＢｃｅｎｔｒおよびＢｐｅｒｉは、
Ｉｐｅｒｉｃｒｉｔ≧５＊Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔ、
好ましくは、Ｉｐｅｒｉｃｒｉｔ≧１０＊Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔ、
最も好ましくは、Ｉｐｅｒｉｃｒｉｔ≧２０＊Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔ、
であるように選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ＢｃｅｎｔｒおよびＢｐｅｒｉは、
Ｂｐｅｒｉ≦０．３＊Ｂｃｅｎｔｒ、
好ましくは、Ｂｐｅｒｉ≦０．２＊Ｂｃｅｎｔｒ、
より好ましくは、Ｂｐｅｒｉ≦０．１＊Ｂｃｅｎｔｒ、
最も好ましくは、Ｂｐｅｒｉ≦０．０５＊Ｂｃｅｎｔｒ
として選択されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ＨＴＳ超伝導体（３）の前記第１のデカップリング部（２２ａ）は、前記第１のリザーバ（１）から供給される前記ＨＴＳ超伝導体（３）の最後の案内要素（９）と前記電流交換要素（１２ａ、１２ｂ）の第１の電流交換要素（１２ａ）との間に確立され、前記ＨＴＳ超伝導体（３）の前記第２のデカップリング部（２２ｂ）は、前記電流交換要素（１２ａ、１２ｂ）の第２の電流交換要素（１２ｂ）と前記第２のリザーバ（２）に供給される前記ＨＴＳ超伝導体（３）の第１の案内要素（１０）との間に確立されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記バッファゾーン（２１ａ、２１ｂ）において、前記ＨＴＳ超伝導体（３）が、
ａ）温度Ｔｂｕｆｆｅｒへの能動加熱、特に電気加熱であって、Ｔｂｕｆｆｅｒ＞Ｔｅｎｖ、好ましくはＴｂｕｆｆｅｒ＞室温  であるもの、および／または
ｂ）前記局所臨界電流Ｉｂｕｆｆｅｒｃｒｉｔを抑制する妨害磁界への暴露
を受けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記電流交換要素（１２ａ、１２ｂ）は、前記電流交換要素（１２ａ、１２ｂ）における前記磁場の局所方向が前記ＨＴＳ超伝導体（３）における前記中央領域（２３）での前記磁場の方向と反対になるように配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ＨＴＳ超伝導体（３）の少なくとも前記中央領域（２３）にわたる電圧降下Ｖｄｒｏｐ（Ｕ）が、２つの電圧ピックアップ要素（１５ａ、１５ｂ）を使用して監視され、
特に、前記電圧ピックアップ要素（１５ａ、１５ｂ）は、前記電流交換要素（１２ａ、１２ｂ）の間で前記ＨＴＳ超伝導体（３）に接触する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記電圧降下Ｖｄｒｏｐ（Ｕ）に対して、
０．５μＶ≦Ｖｄｒｏｐ≦２Ｖ、
好ましくは、０．５μＶ≦Ｖｄｒｏｐ≦１Ｖ、
最も好ましくは、１μＶ≦Ｖｄｒｏｐ≦１Ｖ
が適用されるように実施されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記電圧ピックアップ要素（１５ａ、１５ｂ）が電線（１６ａ、１６ｂ）に接続され、前記電線（１６ａ、１６ｂ）の一方または両方の少なくとも一部が前記ＨＴＳ超伝導体（３）とともに、磁場発生装置（１７）の割れ目（１８）を通って前記特性評価ゾーン（４）内に導かれることを特徴とする請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＨＴＳ超伝導体（３）に関する時間（τ）または位置（ｘ）の関数としてのプローブ電圧降下
【数２４】
2020126039.tif 000026
が判定され、前記プローブ電圧降下
【数２５】
2020126039.tif 000027
を判定するために、
−同一の各磁場強度および同一の各測定電流値で前記電圧降下（Ｕ）が繰り返し読み出され、
−または、それぞれの場合において、同一の測定電流値または同一の磁場強度に達するまで、測定電流（ｉ）または磁場の、繰り返される同種のスイープのサイクル中に電圧降下（Ｕ）が積分され、
これによって前記プローブ電圧降下
【数２６】
2020126039.tif 000028
の前記時間（τ）または前記位置（ｘ）に対する一次導関数が決定されるとともに、
前記プローブ電圧降下
【数２７】
2020126039.tif 000029
の前記一次導関数の最大値（７１）およびそれに続く前記プローブ電圧降下
【数２８】
2020126039.tif 000030
の前記一次導関数の最小値（７２）を識別することにより、前記連続的並進中における前記特性評価ゾーン（４）を通る前記ＨＴＳ超伝導体（３）の欠陥の輸送が確立される
ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＨＴＳ超伝導体（３）の前記電気的特性の前記評価は、
ａ）前記特性評価ゾーン（４）に定磁場を印加し、前記測定電流（ｉ）のスイープを印加し、前記ＨＴＳ超伝導体（３）に沿って、少なくとも前記中央領域（２３）にわたって電圧降下（Ｕ）を監視すること、または
ｂ）前記特性評価ゾーン（４）に定磁場を印加するとともに、前記ＨＴＳ超伝導体（３）に沿って、少なくとも前記中央領域（２３）にわたって一定の電圧降下（Ｕｔａｒｇｅｔ）が得られるように、前記測定電流（ｉ）を調整および監視すること、または
ｃ）前記特性評価ゾーン（４）において前記磁場（Ｂ）のスイープを適用し、一定の測定電流（ｉ）を適用し、前記ＨＴＳ超伝導体（３）に沿って、少なくとも前記中央領域（２３）にわたって電圧降下（Ｕ）を監視すること
を含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記測定電流（ｉ）の前記スイープおよび／または前記磁場（Ｂ）の前記スイープの循環周期ＣＤ、または前記定電圧降下（Ｕｔａｒｇｅｔ）を再確立するための前記測定電流（ｉ）の調整の循環周期ＣＤに対して
０．５ｍｓ≦ＣＤ≦１００ｍｓ
が適用されるように実施されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記電気的特性の前記評価は、前記極低温環境（１１）によって確立された前記温度Ｔｅｎｖ、且つ前記最大磁束密度Ｂｃｅｎｔｒにおいて前記ＨＴＳ超伝導体（３）の前記臨界電流Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔの評価をすることを含む
ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
Ｂｃｅｎｔｒは、
Ｂｃｅｎｔｒ≦６テスラ、
好ましくは、Ｂｃｅｎｔｒ≦４テスラ
を用いて選択され、
Ｔｅｎｖは、Ｔｅｎｖ≧２４Ｋ、
好ましくはＴｅｎｖ≧７７Ｋ
を用いて選択される
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記電気特性の評価は、
Ｂｈｉｇｈ≧３＊Ｂｃｅｎｔｒ、
好ましくはＢｈｉｇｈ≧１０テスラ、
最も好ましくはＢｈｉｇｈ≧１５テスラ、である磁束密度Ｂｈｉｇｈ、
さらに
Ｔｌｏｗ≦４．２Ｋ、である温度Ｔｌｏｗを用いて、
Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔに基づく前記ＨＴＳ超伝導体（３）の高磁場低温臨界電流ＩＨＦＬＴｃｒｉｔを推定することをさらに含む
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記磁場は、強磁性スクリーニング（２５）を用いて形成されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法を実行するために設計されたＨＴＳ超伝導体（３）、特にＨＴＳ超伝導体テープの電気特性を評価するための装置（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＨＴＳ超伝導体、特にＨＴＳ超伝導体テープの電気特性を評価する方法に関し、
ＨＴＳ超伝導体は、温度Ｔｅｎｖの極低温環境にさらされ、
ＨＴＳ超伝導体は、ＨＴＳ超伝導体に磁場が印加される特性評価ゾーンを通過し、
特性評価ゾーンは、ＨＴＳ超伝導体が通過する中央領域および２つの周辺領域を含み、
ＨＴＳ超伝導体には、２つの電流交換要素によって測定電流が供給され、電流交換要素の１つは、各周辺領域においてＨＴＳ超伝導体と接触する。
【背景技術】
【０００２】
そのような方法は、Ｌ．Ｒｏｓｓｉ他による、非特許文献１によって知られている。
【０００３】
超伝導体を使用して、例えば超伝導磁石コイルに高強度の磁場を生成するため、または電流を電源から消費者に単純に輸送するために、電流を事実上オーム損失なしで運ぶことができる。超伝導材料を超伝導にするためには、超伝導材料に固有の臨界温度Ｔｃｒｉｔまで冷却する必要がある。超伝導体をその臨界温度Ｔｃｒｉｔよりもさらに冷却すると、超伝導体が運び得る電流（または電流密度）の強度と、超伝導にとどまりながら超伝導体材料がさらされ得る磁場の強度が増加する。
【０００４】
実際の用途では、特定の超伝導体の重要な電気的特性は、特定の温度（または動作温度）および特定の磁場強度（または動作磁場強度）において超伝導体が保持できる最大電流強度である。この最大電流強度は、臨界電流Ｉｃｒｉｔと呼ばれる。
【０００５】
高温超伝導体（ｈｉｇｈ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ：ＨＴＳ）は、従来の低温超伝導体（ｌｏｗ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ：ＬＴＳ）に比べて冷却が少なくて済む。つまり、ＨＴＳ超伝導体はＬＴＳ超伝導体に比べてＴｃｒｉｔが高くなっており、多くの場合、ＨＴＳ素材のＴｃｒｉｔは７７Ｋ以上である。同様に、臨界温度Ｔｃｒｉｔをはるかに下回る温度でＨＴＳ超伝導体を動作させると、ＬＴＳ超伝導体に比べてはるかに高い電流を流す可能性がある。ただし、ＨＴＳ超伝導体の製造は、従来の金属ＬＴＳ超伝導体と比較してかなり困難である。これは具体的に、ＨＴＳ材料は一般にセラミックであり、かなり特定の化学組成および微細構造を必要とするためである。市販のＨＴＳ超伝導体は、通常、テープ型（被覆導体とも呼ばれる）であり、金属基板などのフレキシブル基板上に超伝導体層が堆積され、通常、その間に１つ以上のバッファ層が適用される。
【０００６】
一般に、ＨＴＳ超伝導体には、電流容量を制限する原因となる欠陥が場合により含まれている。したがって、実際の用途で使用する前に、製造されたＨＴＳの電気特性を評価して、製造されたＨＴＳの品質を確認する必要がある。
【０００７】
Ｌ．Ｒｏｓｓｉらは（上記を参照）、ＲｅＢＣＯ型の被覆導体の臨界電流を２ｃｍごとに測定することを提案している。被覆導体が、ローラ型の電流接点を通過して、第１のリールから第２のリールに巻き付けられる。ローラ型の電流接点間では、被覆導体は、電磁石を間に挟んだ電圧タップと、回転する永久磁石を間に挟んだ電圧タップを通過する。リール、電流接点、電圧タップ、磁石を含む被覆導体全体がＬＮ２槽にあり、印加磁場は約０．５テスラであった。さらに、７７Ｋでの磁場内測定から４．２Ｋの高磁場テープ特性を予測することが示唆されている。
【０００８】
上記構成では被覆導体の品質がばらつくことが示され得るが、電気的特性は測定誤差の影響を受けやすいことがわかっている。特に、材料の欠陥と測定誤差とを区別することは困難である。そのため、実際に被覆導体の挙動について信頼できる予測を行うことは困難である。
【０００９】
特許文献１は、長さに沿った複数の位置で超伝導テープの電気特性を測定することを提案している。２つのリールの間にテープが巻かれ、テープは案内ローラによって案内されて、永久磁石の対がテープの周りを回転し得る特性評価ゾーンを通過する。テープの非接触試験方法と直接接触試験方法との両方が提案されているが、接触要素の設置場所の詳細は示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０１４９４１１号明細書
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｌ．Ｒｏｓｓｉ他、「Ｓａｍｐｌｅ  ａｎｄ  ｌｅｎｇｔｈ−ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  ７７  ａｎｄ  ４．２Ｋ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｉｎ  ｎｏｍｉｎａｌｌｙ  ｉｄｅｎｔｉｃａｌ  ＲＥ１２３  ｃｏａｔｅｄ  ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ」、Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ２０１６、Ｖｏｌ．２９、Ｎｏ．５、０５４００６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、測定誤差の影響を受けにくく、特に、高磁場（ｈｉｇｈ  ｆｉｅｌｄ）、低温条件下でのＨＴＳ超伝導体の挙動のより信頼できる予測を可能にするＨＴＳ超伝導体の電気特性を評価する方法を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的は、本発明によれば、最初に紹介した方法により達成され、以下を特徴とする：
ＨＴＳ超伝導体は、最初のリザーバ（第１のリザーバ）（ｆｉｒｓｔ  ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）から特性評価ゾーンを通って第２のリザーバに連続的に並進し、
ＨＴＳ超伝導体は、極低温ゾーンでのみ極低温環境にさらされ、極低温ゾーンは特性評価ゾーンを含み、第１および第２のリザーバは極低温ゾーンの外側に配置され、
ＨＴＳ超伝導体は、ＨＴＳ超伝導体に２つのデカップリング部が形成される２つのバッファゾーンを通過し、第１のリザーバと特性評価ゾーンとの間に最初のデカップリング部（第１のデカップリング部）が確立され、特性評価ゾーンと第２のリザーバとの間に第２のデカップリング部が確立され、
中央領域におけるＨＴＳ超伝導体での最大磁束密度ＢｃｅｎｔｒがＢｃｅｎｔｒ≧１．５テスラであり、電流交換要素におけるＨＴＳ超伝導体での最大磁束密度がＢｐｅｒｉになるように磁場が選択され、特性評価ゾーンの極低温環境によって確立されるＨＴＳ超伝導体の温度Ｔｅｎｖにおいて、中央領域におけるＨＴＳ超伝導体の臨界電流Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔおよび電流交換要素におけるＨＴＳ超伝導体の臨界電流Ｉｐｅｒｉｃｒｉｔについて、
Ｉｐｅｒｉｃｒｉｔ≧３＊Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔ、が適用されるようにし、
各バッファゾーンでは、ＨＴＳ超伝導体は、
−デカップリング部内ＨＴＳ超伝導体が常伝導になるか、または
−デカップリング部におけるＨＴＳ超伝導体の局所臨界電流Ｉｂｕｆｆｅｒｃｒｉｔは、Ｉｂｕｆｆｅｒｃｒｉｔ≦１／５０＊Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔであると推定される
ように処理される。
【００１４】
本発明の方法は、ＨＴＳ超伝導体のより信頼性の高い電気特性評価を達成するために適用される複数の手段を提案する。
【００１５】
要するに、本発明によれば、特にＨＴＳ超伝導体の第１および第２のリザーバを含まない極低温ゾーンにのみ極低温環境が適用される。これにより、構成がより簡単になり、ほとんどのＨＴＳ超伝導体からの外乱影響が本質的に最小限に抑えられる。さらに、この方法では、典型的には磁束密度（または磁場強度）の絶対値をはるかに低くすることによって、局所臨界電流が特性評価ゾーンよりも著しく高いそれぞれの周辺領域に電流交換要素（電流接点）を配置することを提案しており、これにより、さまざまな電気的接触品質による測定誤差を回避することができる。次に、中央領域に比較的高い磁束密度（または磁場強度）を適用することが提案され、これにより、より高い磁場およびＴｅｎｖよりも低い温度での挙動の予測が改善されることがわかった。さらに、本発明は、構成内のバッファゾーン、およびＨＴＳ超伝導体内の対応するデカップリング部を提案する。これらは、漏れ電流およびアンテナ効果電流の遮断に役立ち、したがって、対応する測定誤差を回避する。これらの手段により、高速で徹底したＨＴＳ超伝導体の連続的な並進および測定が可能になる。
【００１６】
この方法は、ＨＴＳ伝導体の超伝導性能を示す、ＨＴＳ超伝導体の１つまたは複数の電気特性を確立する。通常、超伝導状態と常伝導状態との間の遷移は、ＨＴＳ超伝導体に沿った位置の関数として臨界電流または臨界磁場を測定することなどにより、監視または確認される。
【００１７】
本発明によれば、比較的高い磁束密度Ｂｃｅｎｔｒが、中央領域のＨＴＳ超伝導体で使用され、すなわち、Ｂｃｅｎｔｒ≧１．５テスラであり、これにより、Ｂｈｉｇｈ≧１０テスラのようなより高い磁場で、且つＴｌｏｗ≦４．２Ｋのようなより低い温度におけるＨＴＳ超伝導体の挙動のより正確な推定が可能になることが見出された。電気特性の評価において、ＨＴＳ超電導体は、特に冷却コストを節約するために、通常、３０Ｋ以上、のように４．２Ｋを大幅に超えていることに留意されたい。Ｂｃｅｎｔｒの最大磁束密度は、例えば長さが２０ｍｍ以下、さらには５ｍｍ以下である、中央領域のＨＴＳ超伝導体テープの比較的短い部分（「磁気ナイフ（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｋｎｉｆｅ）」）にのみ存在し、ＨＴＳ超伝導体の品質に関する情報は、基本的にこの部分から取得されることに留意されたい。ただし、電流交換要素間または電圧ピックアップ要素間のＨＴＳ超伝導体の他の部分は、依然として測定結果に影響する可能性がある。
【００１８】
しかし、中央領域でこのような高磁束密度（または高磁界）を使用した際、発明者らは、ＨＴＳ超伝導体の電気特性の測定が、連続的な導体の並進を行う際に周辺領域での予期しない（および望ましくない）効果の影響を受ける可能性があることを発見した。
【００１９】
特に、ＨＴＳ超伝導体の不均一性により、電流交換要素のＨＴＳ超伝導体との「アクティブな」電気接触面積は、超伝導体の並進中に大幅に変化する可能性がある。
【００２０】
ところで、電流交換要素によってＨＴＳ超伝導体に測定電流を導入しようとすると、「アクティブ」接触面積の変化により、ＨＴＳ超伝導体がその（局所）電流容量の限界に達する可能性があり、実際にＨＴＳ超伝導体に伝達された測定電流（特に接触不良時にそれを減らす）、および関連する測定電圧に影響を与える可能性がある。電流交換要素でのこれらの効果は、対象の中央領域のＨＴＳ超伝導体の特性効果と重なり合うため、ＨＴＳ超伝導体の特性の測定は歪む可能性がある。
【００２１】
本発明は、（より低い磁束密度に起因して）臨界電流（または臨界電流密度、のそれぞれ）は中央領域よりも著しく高い、生成された磁場の周辺に電気交換要素が配置されるように電流交換接点を配置することを提案する。その場合、電流交換要素の近くで局所的に電流密度が変化する電流交換要素での「アクティブな」電気接触面積の変化は、ＨＴＳ超伝導体の電流容量の限界に近づく可能性が低くなる。一般に、周辺領域における、中央領域と比較して３倍に増加した臨界電流（または臨界電流密度、のそれぞれ）は、電流交換要素における電気的接触面積の変化に起因する望まない測定電流の変動または測定電圧の変動に対する良好な保護がすでに可能になる。ただし、ＨＴＳテープの長さが長く、テープ幅が狭い場合（このとき、欠陥が超伝導体の性能に、より大きな影響を与える）、往々にして、臨界電流（または臨界電流密度）に対して５倍以上、１０倍以上、または２０倍以上などのより高い係数を適用することにより、より高い安全性を実現する必要がある。
【００２２】
さらに、本発明によれば、通過するＨＴＳ超伝導体にデカップリング部を形成するバッファゾーンが確立される。バッファゾーンまたはデカップリング部は、特性評価ゾーン内と特性評価ゾーン外のＨＴＳ超伝導体間の電流交換を最小限に抑える。
【００２３】
電流交換要素から、特性評価ゾーンから離れるＨＴＳ超伝導体を介して（例えば、外部案内要素またはリザーバリールを介して）流れる漏れ電流は、特性評価ゾーンを通る測定電流の特定または制御を妨害する可能性がある。さらに、特性評価ゾーン外のＨＴＳ超伝導体部分がアンテナとして機能し、ノイズを収集する可能性がある。バッファゾーンによって、特性評価ゾーン外への電流の流れ、および特性評価ゾーンからの電流の流れを、停止するか、少なくとも対象の測定電流より十分に低いレベルにすることができる。通常、バッファゾーンまたはデカップリング部は、それぞれ電流交換要素または特性評価ゾーンを超えたすぐ先から始まっていることに留意されたい。バッファゾーンでは、デカップリングゾーンを流れる電流をブロックまたは最小化するために、ＨＴＳ超伝導体が他とは区別して処理される。
【００２４】
バッファゾーンは、極低温ゾーン内に部分的または完全に位置し得るが、典型的には、極低温ゾーンの外側に部分的にまたは完全に位置する。通常、バッファゾーンのＨＴＳ超伝導体は、非超伝導にするため、そしておそらく氷結を避けるために、積極的に（例えば、温度勾配が３０００Ｋ／ｍ、通常は、例えば４０°Ｃ以上または５０°Ｃ以上のような室温以上で）加熱される。ただし、非常に低い臨界電流Ｉｂｕｆｆｅｒｃｒｉｔであるにもかかわらず、バッファゾーンにおいてＨＴＳ超伝導体を超伝導状態に保つことも可能である。そのため、起こりうるノイズと漏れ電流は、例えばある程度の加熱および／または平凡な妨害磁界を適用することにより、測定電流（通常は中央領域での臨界電流Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔに近い）と比較して非常に低くなる。典型的なデカップリング部は、少なくとも５ｃｍ、好ましくは少なくとも１０ｃｍ、より好ましくは少なくとも２０ｃｍの長さを有する。さらに通常は、Ｉｂｕｆｆｅｒｃｒｉｔ≦１／１００＊Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔである。一般に、ＨＴＳ超伝導体は低温貯蔵により極低温領域から遠く離れた場所で超伝導を行うのに十分なほど低温であることが多いため、ＨＴＳ超伝導体を単に周囲温度にさらすだけではバッファゾーンを確立するのに十分ではなく、ＨＴＳ超伝導体（多くの場合、銅シースまたは金属基板を含む）における熱伝導、および／またはＨＴＳ超伝導体のクライオスタットの挿入開口部および出口開口部での低温ガス流（特にＬＮ２槽からのＮ２）があることに留意されたい。
【００２５】
通常は、中央領域内の磁場は基本的に均一であり、周辺領域の磁場は大きな勾配を示す。通常は、Ｂｃｅｎｔｒ≧２．０テスラ、好ましくはＢｃｅｎｔｒ≧２．５テスラである。中央領域では、磁場は通常、ＨＴＳ超伝導体の平らな側面に垂直である。
【００２６】
通常、ＨＴＳ超伝導体は、多くの場合ＲｅＢＣＯ型のＨＴＳ層（Ｒｅ＝Ｙなどの希土類元素）を有するテープ型のものであり、方法中にソレノイドまたはパンケーキ配列で第１のリールから第２のリールに連続的に巻き付けられ、ＨＴＳ超伝導体は、このような巻き付け中に連続的に（または準連続的に）測定される。ＨＴＳ超伝導体は、通常、３０Ｋ以上、好ましくは６３Ｋ以上、さらにより好ましくは７７Ｋ以上の臨界温度を有する。ＨＴＳ超伝導体は、基本的にその長手方向に沿って一定の断面寸法を有する（特に、臨界電流密度と臨界電流とが比例するような、一定のＨＴＳ層の幅と厚さを有する場合）。通常、調査対象のＨＴＳ超伝導体の長さは１００ｍ以上、多くの場合１０００ｍ以上である。
【００２７】
電流交換要素（および電圧ピックアップ要素）は通常、偏向プーリーとして設計され、ＨＴＳ超伝導体への良好な電気的接触を確立する。
【００２８】
電気特性の評価は、特に電圧ピックアップ要素でもたらされる時間依存の積分電圧降下の分析によって行われる臨界電流の評価を含み得る。あるいは、電気的特性の評価は、電圧ピックアップ要素でもたらされる時間依存の積分電圧降下の分析を使用して行われ得る臨界磁場（または臨界磁束密度）の評価を含み得る。ただし、他の種類の評価も可能である。
【００２９】
電気的特性評価の結果を直接使用して、欠陥のあるＨＴＳ超伝導体を（例えば、欠陥のないＨＴＳ超伝導体の以前の結果と比較することで）特定することができ、または電気的特性評価の結果を使用して、高磁場および／または低温条件下におけるＨＴＳ超伝導体の電気的特性を推定できる。
【００３０】
本発明の方法の好ましい変形例
本発明の方法の有利な変形例では、ＢｃｅｎｔｒおよびＢｐｅｒｉが、
Ｉｐｅｒｉｃｒｉｔ≧５＊Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔ、
好ましくは、Ｉｐｅｒｉｃｒｉｔ≧１０＊Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔ、
最も好ましくは、Ｉｐｅｒｉｃｒｉｔ≧２０＊Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔ、
であるように選択される。Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔに比べてＩｐｅｒｉｃｒｉｔをさらに大きく選択すると、電流交換要素での電気的接触不良を補償するための安全マージンがさらに高くなり、電気的接触不良による測定誤差がさらに発生しづらく、深刻でもなくなる。
【００３１】
ＢｃｅｎｔｒとＢｐｅｒｉが、
Ｂｐｅｒｉ≦０．３＊Ｂｃｅｎｔｒ、
好ましくは、Ｂｐｅｒｉ≦０．２＊Ｂｃｅｎｔｒ、
より好ましくは、Ｂｐｅｒｉ≦０．１＊Ｂｃｅｎｔｒ、
最も好ましくは、Ｂｐｅｒｉ≦０．０５＊Ｂｃｅｎｔｒ、として選択された変形例が好ましい。磁場の形成は、局所的に異なる臨界電流を確立する簡単な方法である。ただし、（局所的な）臨界電流は磁束密度に非線形に依存し得ることに留意されたい。
【００３２】
好ましい変形例では、ＨＴＳ超伝導体の第１のデカップリング部は、第１のリザーバから供給されるＨＴＳ超伝導体の最後の案内要素と電流交換要素の第１の電流交換要素との間に確立され、ＨＴＳ超伝導体の第２のデカップリング部は、電流交換要素の第２の電流交換要素と第２のリザーバに供給されるＨＴＳ超伝導体の第１の案内要素との間に確立される。このようにして、漏れ電流を効果的に除去するか、少なくとも低減することができる。デカップリングゾーンは、特性評価ゾーン外の次に接触する構造に続く、唯一の重要な電気伝導経路（すなわちＨＴＳ超伝導体）を遮断することにより、現在特性評価ゾーンにあるＨＴＳ超伝導体を電気的に絶縁する場所に確立される。
【００３３】
バッファゾーンにおいてＨＴＳ超伝導体が、
ａ）温度Ｔｂｕｆｆｅｒへの能動加熱、特に電気加熱であって、Ｔｂｕｆｆｅｒ＞Ｔｅｎｖ、好ましくはＴｂｕｆｆｅｒ＞室温  であるもの、および／または
ｂ）局所臨界電流Ｉｂｕｆｆｅｒｃｒｉｔを抑制する妨害磁界への暴露を受ける変形例が特に好ましい。能動加熱（ＨＴＳ超伝導体を周囲条件に単純にさらすよりも高速で信頼性が高い）は、ＨＴＳ超伝導体を常伝導にして、または、少なくともその臨界電流をわずかなレベルまで低下させて、漏れ電流およびノイズ電流を遮断するための簡単でとても効率的な方法である。能動加熱は通常、例えば、ＨＴＳ超伝導体の近くにある加熱要素のオーム加熱を使用して電気的に（これは制御がしやすい）行われ、またはＨＴＳ超伝導体の通常の導電性部品（銅シースまたは金属基板など）に電流を誘導することにより誘導的に行われる。また、臨界磁場を低下させる、または何らかの能動加熱と組み合わせてＨＴＳ超伝導体を常伝導にする妨害磁界に、ＨＴＳ超伝導体をさらすことも可能である。必要に応じて、極低温ゾーン内で妨害磁場を確立することは問題なく可能である。
【００３４】
非常に好ましい変形例では、電流交換要素は、電流交換要素における磁場の局所方向がＨＴＳ超伝導体における中央領域での磁場の方向と反対になるように配置される。反対とは、特に、中央領域（Ｂｃｅｎｔｒが存在する）でＨＴＳ超伝導体の平坦な面に対して垂直または垂直に近い局所磁束密度の成分が、周辺領域（Ｂｐｅｒｉが存在する）とは反対の符号であることを意味する。このようにして、電流交換要素でのＨＴＳ超伝導体の電流搬送能力は、中央領域で高い磁場を維持しながら、高く維持され得る。
【００３５】
好ましい変形例では、ＨＴＳ超伝導体の、少なくとも中央領域にわたる電圧降下Ｖｄｒｏｐは、２つの電圧ピックアップ要素を使用して監視され、
特に、電圧ピックアップ要素は、電流交換要素間においてＨＴＳ超伝導体に接触する。電圧降下Ｖｄｒｏｐを監視することにより、電気特性評価を簡単で有益に行うことができ、所定の測定電流でのテープ抵抗が示される。電流交換要素間に電圧ピックアップ要素を配置することにより、ノイズが低減される。電圧（電圧降下）の検出は、約１０−６Ｖの精度（〜１０−６Ｖの精度）で行うことが好ましい。次に、再現性のある正確な測定結果を提供するために、外部の電磁場の抑制対策を講じる必要がある。本発明によれば、
（ｉ）電圧特性評価エリアの磁気シールド／スクリーニング（これは、高電磁場エリア／中央領域を制限するために使用される磁気スクリーニングとは異なる）、
（ｉｉ）電圧特性評価エリアの電気スクリーニング、
（ｉｉｉ）電圧評価回路で使用される電気ループの幾何学的面積の縮小／最小化（例えば、誘導電圧を抑制するために、電圧導体／電線を互いに近づけ、また特性評価ゾーンで測定されたＨＴＳ超伝導体／テープの近くに保つことにより）、および
（ｉｖ）特性評価エリア外に出ている電圧信号ケーブル／電線の電磁スクリーニングの採用、
の手段を講じることができる。（ｉ）および（ｉｉ）については、内部に電圧特性評価エリア（および特性評価ゾーン全体）が配置されているクライオスタットの強磁性および接地真空容器を採用できることに留意されたい。（ｉｖ）の場合、外部導体が接地された同軸ケーブルを使用できる。
【００３６】
この変形例の有利なさらなる発展では、電圧降下Ｖｄｒｏｐに対して、
０．５μＶ≦Ｖｄｒｏｐ≦２Ｖ、
好ましくは０．５μＶ≦Ｖｄｒｏｐ≦１Ｖ、
最も好ましくは、１μＶ≦Ｖｄｒｏｐ≦１Ｖ、が適用されるように方法が実施される。このさらなる発展に従って、測定サイクル中、電圧は通常、上記の間隔で変化（ランプ）する。測定電流は一般に約２〜１０Ａであることに留意されたい。そして、ＨＴＳ超伝導体の電力は通常、これは例えばＬＮ２冷却により容易に除去されるものなのだが、１０Ｗ／ｃｍ２未満になるので、導体が焼損する危険はない。広い範囲（例えば、５００ｍＶより大（＞５００ｍＶ）、９００ｍＶより大（＞９００ｍＶ）、など）を使用すると、高い信号対雑音比が得られ、ＨＴＳ超伝導体の（通常は伝導性の）局所的な欠陥の検出が容易になる。
【００３７】
電圧ピックアップ要素が電線に接続され、電線の一方または両方の少なくとも一部が、ＨＴＳ超伝導体とともに、磁場発生装置の割れ目を通って特性評価ゾーン内に導かれることを提供するさらなる発展が特に好ましい。このようにして、電線（線）の一方または両方の少なくとも一部は、最大磁束密度Ｂｃｅｎｔｒを示す特性評価ゾーンの少なくとも一部と交差する。電線とＨＴＳ超伝導体を一緒に（つまり、すぐ近くにおいて）誘導することで、電磁干渉（アンテナ効果）を引き寄せることを回避できる。電圧を拾う電線とＨＴＳ超伝導体に囲まれた領域は最小化される。
【００３８】
好ましいさらなる発展は、ＨＴＳ超伝導体に関する時間または位置の関数としてのプローブ電圧降下が判定され、プローブ電圧降下を判定するために、
−同一の各磁場強度および同一の各測定電流値で電圧降下が繰り返し読み出され、
−または、それぞれの場合において、同一の測定電流値または同一の磁場強度に達するまで、測定電流または磁場の、繰り返される同種のスイープ（ｃｏｎｇｅｎｅｒｉｃ  ｃｙｃｌｅｓ）のサイクル中に電圧降下が積分され、
これによってプローブ電圧降下の時間または位置に対する一次導関数（微分）が決定されるとともに、
プローブ電圧降下の一次導関数の最大値およびそれに続くプローブ電圧降下の一次導関数の最小値を識別することにより、連続的並進中における特性評価ゾーンを通るＨＴＳ超伝導体の欠陥の輸送が確立される、
ことを特徴とする。欠陥（ＨＴＳ超伝導体の低臨界電流または通常の伝導率の局所領域）は、欠陥のないＨＴＳ超伝導体と比較して、電圧降下の追加を引き起こす。欠陥が局所的に一定の最高磁場の中央領域にある限り、一定の追加を引き起こす。ただし、場の勾配が存在する周辺（過渡）領域において、電圧降下を引き起こすものの、程度は小さくなる。これらの効果は、時間に対するプローブ電圧降下の一次導関数、つまり
【数１】
2020126039.tif 000003
または位置ｘに対するプローブ電圧降下の一次導関数、つまり
【数２】
2020126039.tif 000004
を用いて十分に識別できる。変換速度が一定の場合、時間τとＨＴＳ超伝導体上の位置（座標）ｘとは同等の情報を伝達することに留意されたい。欠陥が特性評価ゾーンに入ると、一次導関数は正のピーク（最大）を示し、特性評価ゾーンを出ると、一次導関数は負のピーク（最小）を示す。これは欠陥の簡単な識別に使用できる。プローブ電圧降下
【数３】
2020126039.tif 000005
を決定するために、電圧降下Ｕは、例えば、磁場または測定電流のスイープサイクル中に同一の相対時点で読み出されるか、または同一の相対時点まで積分され（以下を参照）、または単に一定の磁場と一定の測定電流が印加されるため、プローブ電圧降下は単純に（元の）電圧降下となる。プローブ電圧降下を決定するために積分された電圧降下を使用する場合、特定の高い信頼性が達成され得る。ここでは、スイープ変数の同じスイープ速度で、同じスイープ変数値までの積分で、各サイクルで同じに選択された他の条件で、測定電流または磁場のスイープの同種のサイクルを適用する必要がある。
【００３９】
本発明の方法の有利な変形例では、ＨＴＳ超伝導体の電気的特性の評価は、
ａ）特性評価ゾーンに定磁場を印加し、測定電流のスイープを印加し、ＨＴＳ超伝導体に沿って、少なくとも中央領域にわたって電圧降下を監視すること、または
ｂ）特性評価ゾーンに定磁場を印加するとともに、ＨＴＳ超伝導体に沿って、少なくとも中央領域にわたって一定の電圧降下が得られるように、測定電流を調整および監視すること、または
ｃ）特性評価ゾーンにおいて磁場のスイープを適用し、一定の測定電流を適用し、ＨＴＳ超伝導体に沿って、少なくとも中央領域にわたって電圧降下を監視することを含む。これらの選択肢は比較的簡単に実行でき、ＨＴＳ超伝導体の品質に関する連続的または準連続的な情報を取得できる。
【００４０】
上記の変形例の有利なさらなる発展では、測定電流のスイープおよび／または磁場のスイープは、鋸歯状の波形を適用する。これは簡単に実行でき、分析が簡単である。
【００４１】
別のさらなる発展では、測定電流のスイープおよび／または磁場のスイープの循環周期ＣＤ、または定電圧降下を再確立するための測定電流の調整の循環周期ＣＤに対して
０．５ｍｓ≦ＣＤ≦１００ｍｓ
が適用されるように、方法が実施される。これらの循環周期により、特に約１００ｍ／ｈ〜４０００ｍ／ｈである高速の（テープ）スキャン速度が可能になる。
【００４２】
非常に好ましい変形例では、電気特性の評価は、極低温環境によって確立された温度Ｔｅｎｖ、且つ最大磁束密度ＢｃｅｎｔｒにおいてＨＴＳ超伝導体の臨界電流Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔの評価をすることを含む。臨界電流Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔは単純であり、理解しやすく、ＨＴＳ超伝導体の品質に関する情報を簡単に取得できる。
【００４３】
好ましい変形例では、
Ｂｃｅｎｔｒは、
Ｂｃｅｎｔｒ≦６テスラ、
好ましくは、Ｂｃｅｎｔｒ≦４テスラを用いて選択され、
Ｔｅｎｖは、Ｔｅｎｖ≧２４Ｋ、
好ましくはＴｅｎｖ≧７７Ｋを用いて選択される。これらの条件は比較的確立が容易であり（特にＬＮ２またはドライクライオスタットを用いておよび／またはＬＨｅを用いず、並びに、永久磁石または通常の電磁石を用いる）、そしてさらに、特に、高電磁場、低温特性の予測を意図する場合、ＨＴＳ超伝導体の品質の良好な推定を可能にする。
【００４４】
上記の２つの変形例の有利なさらなる発展では、電気特性の評価には、
Ｂｈｉｇｈ≧３＊Ｂｃｅｎｔｒ、
好ましくはＢｈｉｇｈ≧１０テスラ、
最も好ましくはＢｈｉｇｈ≧１５テスラ、である磁束密度Ｂｈｉｇｈ、
さらに
Ｔｌｏｗ≦４．２Ｋ、である温度Ｔｌｏｗを用いて、Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔに基づくＨＴＳ超伝導体の高磁場低温臨界電流ＩＨＦＬＴｃｒｉｔの推定がさらに含まれる。これにより、ＬＨｅで冷却された高磁場磁気コイルでの使用など、通常、実際の用途に関連性の高い情報が確立される。本発明の手段により、特に信頼性の高い推定を達成することができる。計算は、特にＩｃｒｉｔ〜Ｂ−αの相関を使用すること、特にαが０．７〜０．８の間で選択された相関を使用することを含み得る。通常、Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔは最初に、第１の相関関数（最初の相関関数）によって低温Ｔｌｏｗ（ただし、まだＢｃｅｎｔｒ）における臨界電流に変換され、次に第２の相関関数によってＩＨＦＬＴｃｒｉｔに変換される。
【００４５】
好ましい変形例では、磁場は、
永久磁石と軟強磁性材料と、
および／または電磁石と
を含む磁場発生装置によって生成される。永久磁石と（通常は導電性の）電磁石は安価で、用途において簡単で安全である。
【００４６】
非常に好ましい変形例では、磁場は強磁性スクリーニングを用いて形成される。このようにして、本発明による磁場分布、特に電流交換要素で比較的低い磁場強度を確立することは、簡単かつ安価な方法で達成可能である。典型的には、強磁性スクリーニングは、磁場発生装置および中央領域を取り囲むケーシングを備え、周辺領域は強磁性スクリーニングの外側に位置する。
【００４７】
さらに、上述の本発明の方法を実行するために設計された、ＨＴＳ超伝導体、特にＨＴＳ超伝導体テープの電気特性を評価するための装置も、本発明の範囲内にある。典型的には、装置はクライオスタットを備え、その内部には磁場発生装置、２つの電流交換要素、および２つの電圧ピックアップ要素が配置されており、さらに、クライオスタットは通常、クライオスタット内に極低温温度Ｔｅｎｖを確立するための冷却装置を備えている。さらに、この装置は、典型的にはＨＴＳ超伝導体用のクライオスタットの出口にバッファゾーンを確立するための２つのバッファ装置を備え、しばしば電気ヒータとして設計される。さらに、この装置は通常、ＨＴＳ超伝導体を第１のリールから第１バッファ装置、クライオスタット、および第２のバッファ装置を介して第２のリールに巻き取るための第１のリールおよび第２のリールを備え、モータシステムによりモータ式巻き取りが可能である。さらに、この装置は通常、連続輸送／巻き取り中にＨＴＳ超伝導体テープの連続または準連続電気測定を行い、場合によってはＨＴＳ超伝導体の高電磁場、低温特性の予測を含む測定データを分析するためのコントローラ装置を備えている。本発明の装置は、ＨＴＳ超伝導体の信頼性のある電気的特徴評価を可能にする。
【００４８】
さらなる利点は、説明および添付の図面から引き出すことができる。上記および下記の特徴は、本発明に従って個々にまたは任意の組み合わせで集合的に使用することができる。言及された実施形態は、網羅的な列挙として理解されるべきではなく、むしろ本発明の説明のための例示的な特徴を有する。本発明は、図面に表される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の方法の変形例を実施するための本発明の装置の実施形態の概略断面図を示す。
【図２ａ】本発明の方法の変形例で使用される特性評価ゾーンを示しており、電圧ピックアップ要素の電線が磁場発生装置を通っている。
【図２ｂ】本発明の方法で使用するための、特性評価ゾーン内の磁場分布の概略図を示す。
【図３】本発明の方法の別の変形例で使用される、磁場発生装置の半分のそれぞれを通る電圧ピックアップ要素の２本の電線を備えた特性評価ゾーンを示す。
【図４】本発明の方法で使用するための、ｉスイープ型の測定過程の概略図を示す。
【図５】本発明の方法で使用するための、Ｂスイープ型の測定過程の概略図を示す。
【図６】本発明の方法で使用するための、定電圧型の測定過程の概略図を示す。
【図７】欠陥が特性評価ゾーンを通過するときの時間τの関数として、プローブ電圧降下の一次導関数（微分）
【数４】
2020126039.tif 000006
の概略図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１は、例として本発明の方法を実行するための本発明の装置１００の概略断面図を示す。
【００５１】
装置１００は、テープ型のＨＴＳ超伝導体３用の第１のリザーバ１および第２のリザーバ２を備えている。ＨＴＳ超伝導体３は、第１のリザーバ１から案内され、偏向プーリー型の（最後の第１側）案内要素９の上を行き、ＨＴＳ超伝導体３の電気特性を測定する特性評価ゾーン４を通り、さらに偏向プーリー型の（最初の第２側）案内要素１０の上を行き、第２のリザーバ２に案内される。第１および第２のリザーバ１、２は、ここではリールを備えて設計されており、それぞれに対応する第２のリザーバ２のリールは、ここでは電気モータを備えたリールドライブ５を備えている。第１および第２のリザーバ１、２および案内要素９、１０は、それぞれの１つまたは複数の支持体（ここでは簡単にするため詳細には図示せず）に、好ましくは共通の外側ベースフレームに配置される。案内要素１０は、張力センサ（詳細には図示せず）を備える。
【００５２】
特性評価ゾーン４は、クライオスタットの内部によって形成される極低温ゾーン６内に配置され、クライオスタットは、ここでは低温容器（ａ  ｃｒｙｏｖｅｓｓｅｌ）７と断熱カバー８を含む。クライオスタットの内部は、ここでは少なくとも部分的に液体窒素（ＬＮ２）で満たされている（簡単にするためにここでは示していない）。クライオスタットは、その内部を冷却するために、クライオクーラ（ここでは簡単にするために図には示していない）に接続されており、そしてここでは安全なＬＮ２に接続されており、または、ＬＮ２をより頻繁に追加できる。
【００５３】
したがって、ＨＴＳ超伝導体３は極低温環境１１に局所的に露出される、すなわち極低温ゾーン６を通過するときに露出されるが、大部分においては、ＨＴＳ超伝導体３は、特に第１のリザーバ１および第２のリザーバ２において周囲条件（約２０℃の室温）に露出している。極低温環境１１の温度Ｔｅｎｖはここでは７７Ｋであり、これは極低温ゾーン６内のＨＴＳ超伝導体３によって想定される。
【００５４】
クライオスタットのカバー８の上部には、クライオスタット内部の機器にアクセスするための多数のフィードスルーを備えたベースプレート２９が配置されている。特に、クライオスタットの内部に配置された内側ベースフレーム１４（「下部」）を吊り下げる多くの吊り具２８がある。吊り具２８は、典型的には、低温損失の低減を提供する薄いステンレス鋼で作られている。さらに、クライオスタットのカバー８を通って延びるクライオスタットにＬＮ２を再充填するためのＬＮ２ノズルとレベルセンサ２６とがある。
【００５５】
内側ベースフレーム１４は、ＨＴＳ超伝導体３が通過する割れ目１８を有する、ここでは常伝導電磁石として構成された、磁場発生装置１７を担持している。電線（電流リード）１９は、磁場発生装置１７に動作電流を提供し、電線１９はカバー８を貫通する。磁場発生装置１７は、特性評価ゾーン４の中央領域２３（測定用）および周辺領域２４ａ、２４ｂ（意図しない漂遊磁場として）の両方に磁場を発生させる。磁場分布は、ここで磁場発生装置１７を包含する強磁性スクリーニング２５の助けを借りて設定される。生成された磁場は中央領域２３内の磁気中心で最も強く（図２ａも比較）、そこではＨＴＳ超伝導体３が最大磁束密度Ｂｃｅｎｔｒにさらされ、ここではＢｃｅｎｔｒ＝２．５テスラである。
【００５６】
さらに、内側ベースフレーム１４は、ここでは偏向ローラとして設計された第１の電流交換要素１２ａおよび第２の電流交換要素１２ｂを担持する。電流交換要素１２ａ、１２ｂは、カバー８を貫通して真っ直ぐ上に向かっている電線（電流リード）またはワイヤ１３ａ、１３ｂに接続されている。電流交換要素１２ａ、１２ｂは、測定電流を印加するために周辺領域２４ａ、２４ｂでＨＴＳ超伝導体３に接触する。ここで、最大磁束密度はＢｐｅｒｉである。図示の例では、Ｂｐｅｒｉ＝０．２５テスラである。
【００５７】
さらに、内側ベースフレーム１４は、第１の電圧ピックアップ要素１５ａおよび第２の電圧ピックアップ要素１５ｂを担持し、これらはここでは偏向ローラとしても設計されている。電圧ピックアップ要素１５ａ、１５ｂは、電線（電圧リード）またはワイヤ１６ａ、１６ｂに接続されており、図示の例では、電線１６ａは磁場発生装置１７の外側でＨＴＳ超伝導体３と平行に案内され、第２の電圧ピックアップ要素１５ｂの上で電線１６ａ、１６ｂはねじられてカバー８を通過する。電圧ピックアップ要素１５ａ、１５ｂは、テープの動きに関して、電流交換要素１２ａ、１２ｂの間に配置される。
【００５８】
ＨＴＳ超伝導体３の特性評価ゾーン４（およびここでは極低温ゾーン６）への導入は、バッファ装置２０ａ、２０ｂを介して行われる。バッファ装置２０ａ、２０ｂは、ここでは、ＨＴＳ超伝導体３が周囲温度を超える温度Ｔｂｕｆｆｅｒ、図示の例では約５０°Ｃの温度に加熱されるバッファゾーン２１ａ、２１ｂを確立する電気テープヒータを用いて設計される。バッファゾーン２１ａ、２１ｂによってＨＴＳ超伝導体３のそれぞれのデカップリング部２２ａ、２２ｂがもたらされ、ＨＴＳ超伝導体は安全に（超伝導ではなく）常伝導し、したがって電流伝達（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）は最小化される。ここでのデカップリング部２２ａ、２２ｂは、ここでは約５０ｃｍの長さ（テープ方向）を有する。
【００５９】
ＨＴＳ超伝導体３の電気特性を評価する過程で、ＨＴＳ超伝導体３は、電流交換要素１２ａ、１２ｂを介して測定電流にさらされ、中央領域２３において最大Ｂｃｅｎｔｒまでの磁場にさらされる。中央領域２３全体にわたる電圧降下Ｖｄｒｏｐは、電圧ピックアップ要素１５ａ、１５ｂを介して測定される。Ｂｃｅｎｔｒと比較してＢｐｅｒｉの値が低いため、中央領域２３の（最小）局所臨界電流Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔは、ここでは周辺領域２４ａ、２４ｂの（最高）局所臨界電流Ｉｐｅｒｉｃｒｉｔよりも５倍以上小さく、Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔ≦５＊Ｉｐｅｒｉｃｒｉｔである。測定電流、電圧降下、および磁場発生装置１７によって生成される磁場、ここではＬＮ２レベルも、電子制御装置２７を介して制御および／または監視される。電子制御装置２７はここでは単一ユニットとして示されているが、磁石電流制御ボックス、測定電流分配ボックス、電圧信号ボックス、ＬＮ２分配ボックスなどの多くのサブユニットを備えてもよい。
【００６０】
図２ａは、本発明の方法を実施するための本発明の装置１００の別の例を示している。簡単にするために、クライオスタットの内部のみが示されており、図１との主な違いのみが説明されている。
【００６１】
示された例では、ＨＴＳ超伝導体３は、磁場発生装置１７の割れ目１８を通って電流交換要素１２ａ、１２ｂおよび電圧ピックアップ要素１５ａ、１５ｂによって案内される。さらに、第１の電圧ピックアップ要素１５ａに接続された電線１６ａも、ＨＴＳ超伝導体３に近接して平行に、割れ目１８を通って案内される。磁場発生装置１７の右側で、電線１６ａは、第２の電圧ピックアップ要素１５ｂに接続された電線１６ｂに近接して平行に（またはねじれた状態で）上部に案内される。これにより、電線１６ａ、１６ｂのアンテナ効果が最小限に抑えられる。
【００６２】
さらに、磁場発生装置１７により発生される典型的な磁場の磁力線３０が示されている。中央領域２３の磁力線３０は、特に磁気中心３１付近で高密度を有する。磁気中心３１では磁場強度が最も高い（そして、ＢｃｅｎｔｒはＨＴＳ超伝導体３に対して、典型的にはテープの平面／平坦面に垂直な方向に作用する）。対照的に、電流交換要素１２ａ、１２ｂがＨＴＳ超伝導体３に接触する周辺領域２４ａ、２４ｂでは、磁力線３０は比較的低い密度を有する。そこでＨＴＳ超伝導体に作用する最大磁場（電流交換要素１２ａ、１２ｂにおいて、ＨＴＳ超伝導体３に対して、通常、テープの平面／平坦面に対してある程度の傾斜を持つ方向に作用するＢｐｅｒｉに対応するもの）は、絶対値でＢｃｅｎｔｒをはるかに下回る。
【００６３】
示されている例では、磁場強度は、単純に磁気中心３１から単調に減少する。しかしながら、実際には、磁場はしばしば磁気中心３１から離れるときに数回その符号を変える。このような動作は、適切な磁石設計または強磁性スクリーニング設計によって促進され得るだろう。この場合、電流交換要素１２ａ、１２ｂまたはそれぞれの周辺領域２４ａ、２４ｂを、磁場の符号が磁気中心３１の符号とは反対になる領域に配置すると有利である。このようにして、測定のために、より高い磁場をＨＴＳ超伝導体２に印加し、同時に周辺領域２４ａ、２４ｂの臨界電流Ｉｐｅｒｉｃｒｉｔを高く維持することができる。図２ｂは、そのような磁場（上部の軸を比較し、位置の関数
【数５】
2020126039.tif 000007
として磁束密度Ｂを示す）と、周辺領域２４ａ、２４ｂおよび中央領域２３とを示す。ここで、磁気中心は
【数６】
2020126039.tif 000008
であり、磁場発生装置の割れ目に沿って延び、ＨＴＳ超伝導体に沿う
【数７】
2020126039.tif 000009
方向を有する。
【００６４】
図３は、図２ａに示される装置と同様の、本発明の方法を実行するための本発明の装置１００の別の設計を示す。主な違いのみが説明されている。
【００６５】
示された実施形態では、電圧ピックアップ要素１５ａ、１５ｂに接続された電線１６ａ、１６ｂは両方とも、磁場発生装置１７の割れ目１８を通って案内されるが、ただ、その中心までである。その中心で、電線１６ａ、１６ｂは、互いに近接して互いに平行に（またはねじれた状態で）磁場発生装置１７を通って上部に案内される。この設計は、図２ａの設計に比べて対称性が高くなっているが、磁場発生装置（「磁石」）の上部を通るライン１６ａ、１６ｂのフィードスルーが必要である。
【００６６】
図４は、ｉスイープ変形例における、時間τの関数としてＨＴＳ超伝導体の電気特性を測定する手順（右へ描かれる）を示している。測定は、例えば、図１に示すような装置で実行され得る。時間τは、ＨＴＳ超伝導体の（連続的な）並進速度ｖを介して位置ｘと相関することに留意されたい。ここで、ｘ＝ｖ＊τである。
【００６７】
この構成では、電流交換接点を介して印加される測定電流ｉ（実線参照）は、時間τの関数として鋸歯状に変化する。ここでは１０ｍｓの期間（循環周期）にわたって、測定電流ｉ（τ）はゼロから、ここでは約３Ａまで線形に増加し、ゼロに戻る。磁場は一定に保たれる。電圧ピックアップ要素間の電圧Ｕは、時間の関数として測定される。電圧Ｕ（τ）（破線参照）を参照されたい。この例では、３つの測定サイクルを示している（インデックスｊ＝１、２、３を参照）。
【００６８】
低測定電流ｉの場合、ＨＴＳ超伝導体は実質的に完全に超伝導であり、電圧降下は実質的にゼロである。ただし、（所定の温度ＴｅｎｖおよびＢｃｅｎｔｒについて）測定電流ｉが臨界電流に近づくと、電圧Ｕはほぼ指数関数的に増加する。ＨＴＳ超伝導体の構造の変化により、臨界電流が局所的に変化することに留意されたい。
【００６９】
示された例では、電圧Ｕが臨界レベルＵｃｒに達したときに超伝導体がその臨界電流に達したと想定する。各サイクルｊ＝１、２、３について、Ｕ（τ）＝Ｕｃｒになる時間τｊが示される。この時点で、瞬間的な測定電流Ｉｃｊが決定される。これは、局所臨界電流と見做される（測定中に適用されるＢｃｅｎｔｒおよびＴｅｎｖにおけるＨＴＳ超伝導体の中央領域の磁気中心において）。テープの長さに沿った対応する位置は、ｘｊ＝ｖ＊τｊとして決定される。このようにして、位置ｘｊの関数としての臨界電流Ｉｃｊのテーブルを取得できる。
【００７０】
あるいは、各サイクルの開始から始めて、積分
【数８】
2020126039.tif 000010
を決定できる。各サイクルｊにおける、積分値が臨界値ＣＶに達する時の時点τｊが決定される。つまり、τｊは、
【数９】
2020126039.tif 000011
に対して決定される。ここでτ０はそれぞれのサイクルの開始である。説明のために、
【数１０】
2020126039.tif 000012
の積分領域はハッチングで示されている。ハッチングの面積がＣＶに達したとき、時点τｊに到達し、この時点での測定電流ｉ（τｊ）は、それぞれの位置ｘｊ＝ｖ＊τｊにおいて臨界電流Ｉｃｊと見做すことができる。積分
【数１１】
2020126039.tif 000013
によるτｊの決定は、単純な制限値Ｕｃｒと比較してやや複雑であるが、各ＩｃｊのＩｃｅｎｔｃｒｉｔ（ｘ）を決定する際の信頼性は高くなる。
【００７１】
さらに、例えば、各前記サイクルｊ＝１、２、３において、サイクルの開始τ０の後固定のΔτ経過後に電圧降下Ｕ（τ）を読み出すことによって、または代わりに、各サイクルにおいて積分
【数１２】
2020126039.tif 000014
つまり、サイクルの開始τ０からΔτが経過するまでの積分を決定することによって、プローブ電圧降下
【数１３】
2020126039.tif 000015
を決定することができる。プローブ電圧降下
【数１４】
2020126039.tif 000016
の一次導関数（微分）
【数１５】
2020126039.tif 000017
は、特性評価ゾーンを通過するＨＴＳ超伝導体の欠陥を識別するために使用できる。この意味で、テープが滑らかで連続的な並進をする場合、時間τは縦方向のテープ座標ｘに対応する。一方、電圧応答Ｕは、電圧ピックアップ要素間で発生する「基本的な」電圧降下の積分
【数１６】
2020126039.tif 000018
として形成される。ｘ：（長さ方向）テープ座標／テープ上の位置、ｘ０：積分開始位置（測定時の最初の電圧ピックアップ要素の位置）、Δｘ：電圧ピックアップ要素間のテープ長である。Ｕはここではｘ０の関数であり、ｘ０は時間の関数であることに留意されたい。最後の積分により、磁束密度が低下した領域で発生する小さな降下を含む電圧降下全体を考慮することができる。このようにして、特性評価の精度を向上させることができる。
【００７２】
図７は、典型的な一次導関数
【数１７】
2020126039.tif 000019
を、欠陥の通過中の時間の関数として示している。欠陥が特性評価ゾーンに入ると、最大値７１が観察され、欠陥が特性評価ゾーンを離れると、最小値７２が観察される。時間τは、ｘ＝ｖ＊τの場合の並進速度ｖを介して、ＨＴＳ超伝導体上の位置ｘと相関することに留意されたい。
【００７３】
プローブ電圧降下
【数１８】
2020126039.tif 000020
は、以下で説明するＢスイープ変形例でも同様に調査できることに留意されたい。
【００７４】
図５は、Ｂスイープの変形例における、時間τの関数としてＨＴＳ超伝導体の電気特性を測定するための代替手順（右へ描かれる）を示している。測定は、例えば、図１に示すような装置で実行され得る。時間τは、ＨＴＳ超伝導体の（連続的な）並進速度ｖを介して位置ｘと相関することに留意されたい。ここで、ｘ＝ｖ＊τである。
【００７５】
ここで、磁場発生装置を介して印加される磁場は、時間τの関数として鋸歯状に変化する。ここでは１０ｍｓの期間（循環周期）にわたって、磁束密度Ｂ（τ）（磁気中心で取得されるため、ＢはＢｃｅｎｔｒに対応する）は、ゼロから約３テスラまで直線的に増加し、ここでゼロに戻る（実線参照）。測定電流は一定に保たれる。電圧ピックアップ要素間の電圧Ｕは、時間の関数として測定される。電圧Ｕ（τ）（破線参照）を参照されたい。この例では、３つの測定サイクルを示している（インデックスｊ＝１、２、３を参照）。
【００７６】
低磁束密度Ｂの場合、ＨＴＳ超伝導体は実質的に完全に超伝導であり、電圧降下Ｕは実質的にゼロである。ただし、（所定の温度Ｔｅｎｖおよび測定電流について）磁束密度Ｂが臨界密度に近づくと、電圧Ｕはほぼ指数関数的に増加する。ＨＴＳ超伝導体の構造の変化により、臨界磁束密度が局所的に変化することに留意されたい。
【００７７】
示されている例では、電圧Ｕが臨界レベルＵｃｒに達したときに超伝導体がその臨界磁束密度に達したと想定する。各サイクルｊ＝１、２、３について、Ｕ（τ）＝Ｕｃｒになる時間τｊが示される。この時点で、瞬間的な磁束密度Ｂｃｊが決定される。これは、局所的な臨界磁束密度と見做される（測定中に適用される測定電流とＴｅｎｖにおいて）。テープの長さに沿った対応する位置は、ｘｊ＝ｖ＊τｊとして決定される。このようにして、位置ｘｊの関数としての臨界磁束密度Ｂｃｊのテーブルを取得できる。必要に応じて、適切な事前定義関数により、臨界磁束密度を対応する臨界電流密度に変換できる。
【００７８】
あるいは、各サイクルの開始から始めて、積分
【数１９】
2020126039.tif 000021
を決定できる。各サイクルｊにおける、積分値が臨界値ＣＶに達する時の時点τｊが決定される。つまり、τｊは、
【数２０】
2020126039.tif 000022
に対して決定される。ここでτ０はそれぞれのサイクルの開始である。説明のために、
【数２１】
2020126039.tif 000023
の積分領域はハッチングで示されている。ハッチングの領域がＣＶに達したとき、時点τｊに到達し、この時点での磁束密度Ｂ（τｊ）は、それぞれの位置ｘｊ＝ｖ＊τｊにおいて臨界磁束密度Ｂｃｊと見做すことができる。積分
【数２２】
2020126039.tif 000024
を介したτｊの決定は、単純な制限値Ｕｃｒと比較してやや複雑であるが、各ＢｃｊのＩｃｅｎｔｃｒｉｔ（ｘ）を決定する際の信頼性はそれぞれ高くなる。
【００７９】
Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔ（ｘ）は通常、磁束密度Ｂｈｉｇｈ（通常は約１０テスラ以上、つまりＢｃｅｎｔｒよりもはるかに大きい）および温度Ｔｌｏｗ（通常は４．２Ｋ以下、つまりＴｅｎｖよりはるかに低い）において存在する臨界電流ＩＨＦＬＴｃｒｉｔに変換されることに留意されたい。この目的のために、予め定義された並進関数を使用することができる。例えば、異なる磁場（ｆｉｅｌｄｓ）と温度で測定された臨界電流の比率を表すリフト係数（ｌｉｆｔ ｆａｃｔｏｒ）を適用する。この手順は、Ｂ＞５Ｔ、４．２ＫでのＩｃ値の信頼できる相関によって簡素化される。相関は、いわゆるアルファ則（ａｌｐｈａ−ｌａｗ）、つまりＩｃ〜Ｂ−ａｌｐｈａに従い、ここで、アルファ（ａｌｐｈａ）は広いフィールド範囲（ｗｉｄｅ  ｆｉｅｌｄ  ｒａｎｇｅ）の既知の定数である。
【００８０】
ただし、既知のタイプのＨＴＳ超伝導体の低品質または局所欠陥を識別するには、Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔ（ｘ）またはＢｃｊ（ｘｊ）と以前に測定された（検証済みの高品質の）ＨＴＳ超伝導体との比較で概して十分である。
【００８１】
図６は、例として、本発明によるＨＴＳ超伝導体の電気特性を決定するための別の手順を示している。この手順は、特に、図１に示す本発明の装置で実行することができる。
【００８２】
この例では、測定電流ｉは、ＨＴＳ超伝導体の連続並進中の時間τの関数として測定される。磁束密度はここで固定され、電流交換要素での測定電流は、電圧ピックアップ要素での、つまり中央領域での電圧降下が事前定義値Ｕｔａｒｇｅｔで一定に保たれるように制御される。制御アルゴリズムには、瞬間電圧ＵがＵｔａｒｇｅｔを下回る場合に測定電流ｉを増加させ、瞬間電圧ＵがＵｔａｒｇｅｔを上回る場合に測定電流ｉを減少させることが含まれ、通常、ＰＤ制御（比例微分制御）が適用される。ここで、瞬間電圧Ｕを決定し、それをＵｔａｒｇｅｔと比較し、Ｕが再びＵｔａｒｇｅｔになるように適合した測定電流ｉを導出し、この測定電流ｉを電流交換要素に設定する時間は、ここでサイクル期間を規定する。
【００８３】
ＨＴＳ超伝導体が調査中のＨＴＳ超伝導体の部分に欠陥を示さない場合、測定電流ｉは通常、高レベル６０で実質的に一定のままである。好ましくは、前記高レベルは、所定の磁場強度および温度Ｔｅｎｖに対する臨界電流Ｉｃｅｎｔｒｃｒｉｔに近い。ただし、欠陥（超伝導容量電流が低い、またはない）がこの部分に入ると、測定電流ｉは大幅に低いレベル６１に低下する。
【００８４】
要約すると、本発明は、特に被覆導体テープ型であるＨＴＳ超伝導体（３）の電気特性、特に臨界電流を評価することを提案する。ＨＴＳ超伝導体のアクティブ部分／特性評価ゾーン（４）に測定電流（ｉ）が導入される。アクティブ部分は冷却されるが、ＨＴＳ超伝導体の連続的な巻き取りを行う、巻き取りの始点・終点となるＨＴＳ超伝導体のリザーバ（１、２）は冷却せず、アクティブ部分の一部のみを１．５Ｔ以上、特に２Ｔ以上の、通常はテープの平らな面に対して垂直に向けられた試験用磁場を用いて磁場にさらして電気的特性を試験する。アクティブ部分の外部に関して共有される電流に対して保護手段／バッファ装置（２０ａ、２０ｂ）が提供される。試験用の磁場と比較して残留磁場が少なくとも３倍低い場合、且つ／または試験用の磁場での臨界電流と比較して電流導入位置での局所的な臨界電流が少なくとも３倍高い場合に測定電流が導入される。好ましくは、電流の導入は、磁場が試験磁場と比較して反対の符号を有する場合に行われる。電気特性の評価、特に臨界電流の評価は、測定時間（τ）の関数として、アクティブ部分またはアクティブ部分の一部、例えば２つの電圧ピックアップ要素（１５ａ、１５ｂ）の間にわたる電圧降下（Ｕ）の積分を決定することによって、特に積分値を臨界値（ＣＶ）と比較して臨界値に達したときの対応する時間を決定することによって、なされ得る。本発明の方法は、測定誤差の影響を受けにくい。これは、局所的な臨界電流を減少させる何らかの局所的な欠陥が特性評価ゾーンに入る場合に非常によく見られ得るのだが、この欠陥が高電磁場ゾーン（中央領域）に到達すると、欠陥が高電磁場ゾーンから出るまで、電圧降下に一定の追加が生じる。さらに、この欠陥は、電磁場勾配のある過渡ゾーン（周辺領域）を通過するときに、測定された電圧降下の一因となる。評価段階では、電圧降下または積分電圧降下からの一次の時間（または座標）導関数を使用して、これらの効果を考慮することができる。電圧降下または積分電圧降下は、どのような場合も、測定サイクル中において同一の磁場強度且つ測定電流強度など、例えば、同一の相対点で、などの、同一の境界条件で検査する必要があることに留意されたい。例えば、局所的な欠陥が特性評価ゾーンに入ると、一次導関数の正のピークで電圧降下が段階的に増加する。したがって、欠陥が高磁場で特性評価ゾーンから出ると、一次導関数の負のピークで電圧降下が段階的に減少する。これらの関係により、特性評価手順の線形分解能、精度、および安定性が大幅に向上する。
【符号の説明】
【００８５】
１  第１のリザーバ
２  第２のリザーバ
３  ＨＴＳ超伝導体
４  特性評価ゾーン
５  リールドライブ
６  極低温ゾーン
７  低温容器（クライオスタット）
８  カバー（クライオスタット）
９  案内要素（第１のリザーバ側にある最後）
１０  案内要素（第２のリザーバ側にある最初）
１１  極低温環境
１２ａ  第１の電流交換要素
１２ｂ  第２の電流交換要素
１３ａ  電線／ワイヤ（電流リード）
１３ｂ  電線／ワイヤ（電流リード）
１４  内側ベースフレーム
１５ａ  第１の電圧ピックアップ要素
１５ｂ  第２の電圧ピックアップ要素
１６ａ  電線／ワイヤ（電圧リード）
１６ｂ  電線／ワイヤ（電圧リード）
１７  磁場発生装置（磁石）
１８  割れ目
１９  電流リード（磁石の電流リード）
２０ａ  バッファ装置
２０ｂ  バッファ装置
２１ａ  第１のバッファゾーン
２１ｂ  第２のバッファゾーン
２２ａ  第１のデカップリング部
２２ｂ  第２のデカップリング部
２３  中央領域
２４ａ  周辺領域
２４ｂ  周辺領域
２５  強磁性シールド
２６  ＬＮ２ノズルおよびレベルセンサ
２７  制御装置
２８  吊り具
２９  ベースプレート
３０  磁力線
３１  磁気中心
６０  高レベル
６１  低レベル
７１  最大
７２  最小
１００  装置
Ｂ  磁束密度
Ｂｃｊ  決定された臨界磁束密度
ｉ  測定電流
Ｉｃｊ  サイクルｊで決定された臨界電流
ｊ  サイクルインデックス
τ  時間
Ｕ  電圧
Ｕｃｒ  臨界電圧
ｖ  並進速度
ｘ  ＨＴＳ超伝導体上の位置
【数２３】
2020126039.tif 000025
磁気中心に対する位置
【図１】
2020126039.tif 000031
【図２ａ】
2020126039.tif 000032
【図２ｂ】
2020126039.tif 000033
【図３】
2020126039.tif 000034
【図４】
2020126039.tif 000035
【図５】
2020126039.tif 000036
【図６】
2020126039.tif 000037
【図７】
2020126039.tif 000038
【外国語明細書】
2020126039000001.pdf
2020126039000002.pdf
2020126039000003.pdf
2020126039000004.pdf