一种低漏热引线结构
阅读说明：本技术 一种低漏热引线结构 (Low heat leakage lead structure ) 是由 边星 王金阵 伍继浩 于 2021-01-19 设计创作，主要内容包括：本发明适用于低温电磁学领域,公开了低漏热引线结构,包括变送器骨架、变送器输入导线和变送器输出导线,所述变送器输入导线在变送器骨架绕制若干匝数n1,变送器输出导线在变送器骨架绕制若干匝数n2,且n1大于n2,变送器输入导线具有第一引线端和第二引线端,第一引线端和第二引线端用于与室温区传感器连接,变送器输出导线具有第三引线端和第四引线端,第三引线端和第四引线端用于与低温区传感器连接；低漏热引线结构能够提高变送器输入导线的承载力,进而能够减少导线漏热,减小低温系统的冷量负荷。(The invention is suitable for the field of low-temperature electromagnetism, and discloses a low-heat-leakage lead structure which comprises a transmitter framework, a transmitter input lead and a transmitter output lead, wherein the transmitter input lead is wound on the transmitter framework by a plurality of turns n1, the transmitter output lead is wound on the transmitter framework by a plurality of turns n2, n1 is larger than n2, the transmitter input lead is provided with a first lead end and a second lead end, the first lead end and the second lead end are used for being connected with a room temperature zone sensor, the transmitter output lead is provided with a third lead end and a fourth lead end, and the third lead end and the fourth lead end are used for being connected with the low temperature zone sensor; the low heat leakage lead structure can improve the bearing capacity of the input lead of the transmitter, thereby reducing the heat leakage of the lead and reducing the cold load of a low-temperature system.)
技术领域
本发明涉及低温电磁学领域，尤其涉及一种低漏热引线结构。
背景技术
低温漏热的核算一直是低温实验必须要考虑的问题，特别随着温度的下降，获取冷量的成本逐渐增大。大的漏热不仅会造成更大的制冷剂消耗速率或需求更大冷量的制冷机，而且给实验会造成较大的噪音。理论上，漏热正比于导线的截面积和导线的热导率，常规的减小漏热的方法是选择低导热率的导线和尽可能减小导线的直径。磷青铜线是低温常用的引线材料，热导率比铜小数倍，在低温中应用很广，但是这种材料的电阻较大，在有较大电流需要的应用时，其电阻热效应较大，又不得不采用铜线或者较粗的其他导线。但是，大电流线一般并不是一直在使用，而漏热一直在进行。
低温引线经历了从室温到低温的温度变化，因为常规导体的电导率一般随着温度的下降而降低，而同一根导线室温部分的发热功率更大，温度也最高，电流承载能力受限于室温部分。为此，有必要设计合理的结构在保证满足电流需求的情况下减小漏热。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低漏热引线结构，其能够提高导线的承载力，即同样的导线可以传输更大的信号，同样的信号只需要更细的导线，从而减少导线的漏热。
为达到上述目的，本发明提供的方案是：
一种低漏热引线结构，包括变送器骨架、变送器输入导线和变送器输出导线，所述变送器输入导线在所述变送器骨架绕制若干匝数n1，所述变送器输出导线在所述变送器骨架绕制若干匝数n2，且n1大于n2，所述变送器输入导线具有第一引线端和第二引线端，所述第一引线端和所述第二引线端用于与室温区传感器连接，所述变送器输出导线具有第三引线端和第四引线端，所述第三引线端和所述第四引线端用于与低温区传感器连接。
优选地，所述变送器骨架、所述变送器输入导线和所述变送器输出导线之间通过无磁低温胶固定。优选地，所述变送器骨架为采用无磁性非金属材料制备的骨架。
优选地，所述变送器骨架为采用玻璃纤维增强环氧树脂制备的骨架。
优选地，所述低漏热引线结构还包括磁屏蔽壳体，所述变送器骨架安装在所述磁屏蔽壳体内，所述磁屏蔽壳体开设有第一穿孔、第二穿孔、第三穿孔和第四穿孔，所述第一引线端从所述第一穿孔伸出所述磁屏蔽壳体，所述第二引线端从所述第二穿孔伸出所述磁屏蔽壳体，所述第三引线端从所述第三穿孔伸出所述磁屏蔽壳体，所述第四引线端从所述第四穿孔伸出所述磁屏蔽壳体。磁屏蔽壳体除了上述四个孔，无其它开孔，密闭结构。
优选地，所述磁屏蔽壳体为采用超导材料制备的壳体。
本发明提供的低漏热引线结构设置了变送器骨架、变送器骨架绕制若干匝数n1的变送器输入导线和在变送器骨架绕制若干匝数n2的变送器输出导线，并通过变送器输入导线与室温区传感器连接，通过变送器输出导线与低温区传感器连接，因此，能够提高变送器输入导线的承载力，进而能够减少导线漏热，减小低温系统的冷量负荷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的低漏热引线结构的结构示意图。
附图标号说明：
10、磁屏蔽壳体；
20、变送器骨架；
30、变送器输入导线；31、第一引线端；32、第二引线端；
40、变送器输出导线；41、第三引线端；42、第四引线端。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
由于漏热正比于导线的截面积和导线的热导率，为了降低导线漏热的问题可以通过不止一种方式实现，在本申请中，则是通过提高导线的承载力来实现，也就是说，本申请利用同样尺寸的导线可以传输更大的信号，而其产生的漏热并没有增加，或者说，传输一定的信号时，本申请用到的导线的截面积更小，在其他条件不变的情况下，导线截面积变小，其产生的漏热也变小，因此，本申请的引线结构能够降低漏热。
需要说明的是，只有在有温度梯度的区域才能发生热传导(漏热)，也就是说只有导线低温端到室温端这段区域漏热，恒温部分是没有的。
请参阅图1，本发明实施例的低漏热引线结构整体处于低温环境中，其包括变送器骨架20、变送器输入导线30和变送器输出导线40，变送器输入导线30在变送器骨架20绕制若干匝数n1，变送器输出导线40在变送器骨架20绕制若干匝数n2，且n1大于n2；变送器输入导线30具有第一引线端31和第二引线端32，第一引线端31和第二引线端32用于与室温区传感器连接，变送器输出导线40具有第三引线端41和第四引线端42，第三引线端41和第四引线端42用于与低温区传感器连接。
本发明实施例中，当负载需要I0的额定电流，在没有这个低漏热引线结构时，变送器输入导线30需要能够承受I0的电流；在设置有本申请的低漏热引线结构时，经过变送器输出导线40的电流为I0，则经过变送器输入导线30的电流为I1，I1＝n2*I0/n1＜I0，也就是说，与原来结构相比，本申请的低漏热引线结构可以采用截面积更小的导线作为变送器输入导线30，这样，就能够降低变送器输入导线30产生的漏热。
需要说明的是，变送器输出导线40的粗细根据负载的电流需求而定；变送器输入导线30的粗细根据负载、匝数n1：n2参数确定。
本发明实施例的低漏热引线结构设置了变送器骨架20、变送器骨架20绕制若干匝数n1的变送器输入导线30和在变送器骨架20绕制若干匝数n2的变送器输出导线40，并通过变送器输入导线30与室温区传感器连接，通过变送器输出导线40与低温区传感器连接，因此，能够提高变送器输入导线30的承载力，进而能够减少导线漏热，减小低温系统的冷量负荷。
优选地，低漏热引线结构还包括磁屏蔽壳体10，变送器骨架20安装在磁屏蔽壳体10内，变送器输入导线30具有第一引线端31和第二引线端32，第一引线端31和第二引线端32分别穿过磁屏蔽壳体10并用于与室温区传感器连接，变送器输出导线40具有第三引线端41和第四引线端42，第三引线端41和第四引线端42分别穿过磁屏蔽壳体10并用于与低温区传感器连接。
本发明实施例的低漏热引线结构采用了磁屏蔽壳体10，变送器骨架20安装在磁屏蔽壳体10里面，仅允许变送器输入导线30和变送器输出导线40引线端穿过磁屏蔽壳体10，其他部分均无开孔，能够避免引入外界噪音。
具体地，磁屏蔽壳体10开设有第一穿孔、第二穿孔、第三穿孔和第四穿孔，第一引线端31从第一穿孔伸出磁屏蔽壳体10，第二引线端32从第二穿孔伸出磁屏蔽壳体10，第三引线端41从第三穿孔伸出磁屏蔽壳体10，第四引线端42从第四穿孔伸出磁屏蔽壳体10，每个引线端均从独立的穿孔引出磁屏蔽壳体10外，互相独立，互不影响。
优选地，为了保证变送器骨架20、变送器输入导线30和变送器输出导线40三者位置的稳定，变送器骨架20、变送器输入导线30和变送器输出导线40之间通过无磁低温胶固定。
优选地，变送器骨架20为采用无磁性非金属材料制备的骨架，无磁性非金属材料例如可以为玻璃纤维增强环氧树脂。
优选地，磁屏蔽壳体10为采用超导薄膜材料制备的壳体，屏蔽性能优良。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。