一种用于超导磁体的拉杆紧急预警系统的制作方法

1.本发明涉及超导磁体技术领域，尤其涉及一种用于超导磁体的拉杆紧急预警系统。


背景技术：

2.在超导磁体中,由拉杆组成的吊挂结构主要作用是限制冷质量的自由度。在磁体系统正常工作过程中时,拉杆上主要受力来自于冷质量的自重、冷缩力以及安装过程中施加的预紧力。而在运输过程中,拉杆上会受到不同方向上的动载荷，所以拉杆上的受力情况非常复杂。
3.在拉杆的应力远小于屈服应力时可能发生断裂，一般这种情况称为疲劳断裂，也是拉杆最为常见的失效形式。拉杆的疲劳断裂大部分是突然发生，很难检测到比较明显的特征。如果拉杆断裂,会引起杜瓦与冷屏、300k外简的直接接触,增大漏热的可能性,容易引起失超等安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种用于超导磁体的拉杆紧急预警系统，对拉杆的断裂进行提前预警，避免拉杆突然断裂影响超导磁体工作。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种用于超导磁体的拉杆紧急预警系统，包括：信息获取模块，用于获取基本特征信息，所述基本特征信息包括冷质量m、拉杆受到的拉力、拉杆冷端温度tl和拉杆暖端温度tn和拉杆的长度l；处理模块，用于基于所述基本特征信息进行数据分析；包括用于基于实时冷质量与预设冷质量之间的关系设定预设拉力f；基于实时拉力与预设拉力之间的关系设定紧急预警等级；基于拉杆的长度l与预设长度的关系设定修正系数对所述紧急预警等级进行修正；当冷质量运行处于预设温度范围时，采用近似计算的方法计算冷缩应力，并进行有限元分析计算温差应力；基于温差应力与预设温差应力的关系设定警告消息等级；输出模块，用于输出预警信息，所述预警信息包括紧急预警等级信息和警告消息等级信息。
6.在其中一个实施例中，基于实时冷质量与预设冷质量之间的关系设定预设拉力f时；预先设定预设冷质量矩阵m0，设定m0（m1,m2,m3,m4），其中，m1为第一预设冷质量，m2为第二预设冷质量，m3为第三预设冷质量，m4为第四预设冷质量，其中m1＜m2＜m3＜m4；预先设定预设拉力矩阵f0，设定f0（f1,f2,f3,f4），其中，f1为第一预设拉力，f2为第二预设拉力，f3为第三预设拉力，f4为第四预设拉力，且f1＜f2＜f3＜f4；根据所述冷质量m与各预设冷质量之间的关系设定预设拉力f：当m＜m1时，选定所述第一预设拉力f1作为预设拉力f；当m1≤m＜m2时，选定所述第二预设拉力f2作为预设拉力f；当m2≤m＜m3时，选定所述第三预设拉力f3作为预设拉力f；当m3≤m＜m4时，选定所述第四预设拉力f4作为预设拉力f。
7.在其中一个实施例中，基于实时拉力与预设拉力之间的关系设定紧急预警等级时；预先设定预设紧急预警等级矩阵g0，设定g0=（g1,g2,g3,g4），其中，g1为第一预设紧急预警等级，g2为第二预设紧急预警等级，g3为第三预设紧急预警等级，g4为第四预设紧急预警等级，且g1＜g2＜g3＜g4；根据实时拉力f与各预设拉力之间的关系设定紧急预警等级g：当f=f1时，选定所述第一预设紧急预警等级g1作为紧急预警等级g；当f=f2时，选定所述第二预设紧急预警等级g2作为紧急预警等级g；当f=f3时，选定所述第三预设紧急预警等级g3作为紧急预警等级g；当f=f4时，选定所述第四预设紧急预警等级g4作为紧急预警等级g。
8.在其中一个实施例中，基于拉杆的长度l与预设拉杆长度的关系设定修正系数对所述紧急预警等级进行修正时；预先设有预设拉杆长度矩阵l0，对于所述预设拉杆长度矩阵l0，设定l0（l1，l2，l3，l4），其中，l1为第一预设拉杆长度，l2为第二预设拉杆长度，l3为第三预设拉杆长度，l4为第四预设拉杆长度，且l1＜l2＜l3＜l4；预先设有预设修正系数矩阵ai，对于所述预设修正系数矩阵ai，设定ai（a1，a2，a3,a4），其中，a1为第一预设修正系数，a2为第二预设修正系数，a3为第三预设修正系数,a4为第四预设修正系数，且a1＜a2＜a3＜a4；根据所述拉杆的长度l与各预设拉杆长度之间的关系选定第i预设修正系数对紧急预警等级g进行修正，其中i=1,2,3,4；当l＜l1时，选定所述第一预设修正系数a1对紧急预警等级g进行修正，修正后的紧急预警等级为g*a1；当l1≤l＜l2时，选定所述第二预设修正系数a2对紧急预警等级g进行修正，修正后的紧急预警等级为g*a2；当l2≤l＜l3时，选定所述第三预设修正系数a3对紧急预警等级g进行修正，修正后的紧急预警等级为g*a3；当l3≤l＜l4时，选定所述第四预设修正系数a4对紧急预警等级g进行修正，修正后的紧急预警等级为g*a4。
9.在其中一个实施例中，基于温差应力与预设温差应力的关系设定警告消息等级时；预先设定预设温差应力矩阵w0，设定w0=（w1,w2,w3,w4），其中，w1为第一预设温差应力，w2为第二预设温差应力，w3为第三预设温差应力，w4为第四预设温差应力，其中w1＜w2＜w3＜w4；预先设定预设警告消息等级矩阵y0，设定y0=（y1,y2,y3,y4），其中，y1为第一预设警告消息等级，y2为第二预设警告消息等级，y3为第三预设警告消息等级，y4为第四预设警告消息等级，且y1＜y2＜y3＜y4；根据温差应力w与各预设温差应力之间的关系设定警告消息等级y：当w＜w1时，选定所述第一预设警告消息等级y1作为警告消息等级y；当w1≤w＜w2时，选定所述第二预设警告消息等级y2作为警告消息等级y；当w2≤w＜w3时，选定所述第三预设警告消息等级y3作为警告消息等级y；当w3≤w＜w4时，选定所述第四预设警告消息等级y4作为警告消息等级y。
10.在其中一个实施例中，所述处理模块还用于基于低温时间与预设低温时间的关系设定修正系数对所述警告消息等级进行修正；基于所述拉杆冷端温度tl与预设低温的关系设定低温预警；基于所述拉杆暖端温度tn与预设高温之间的关系设定高温预警。
11.在其中一个实施例中，基于低温时间与预设低温时间的关系设定修正系数对所述警告消息等级进行修正时；预先设有预设低温时间矩阵t0，对于所述预设低温时间矩阵t0，设定t0（t1，t2，t3，t4），其中，t1为第一预设低温时间，t2为第二预设低温时间，t3为第三预
设低温时间，t4为第四预设低温时间，且t1＜t2＜t3＜t4；预先设有预设修正系数矩阵bi，对于所述预设修正系数矩阵bi，设定bi（b1，b2，b3,b4），其中，b1为第一预设修正系数，b2为第二预设修正系数，b3为第三预设修正系数,b4为第四预设修正系数，且b1＜b2＜b3＜b4；根据所述低温时间t与各预设低温时间之间的关系选定第i预设修正系数对警告消息等级y进行修正，其中i=1,2,3,4；当t＜t1时，选定所述第一预设修正系数b1对警告消息等级y进行修正，修正后的警告消息等级为y*b1；当t1≤t＜t2时，选定所述第二预设修正系数b2对警告消息等级y进行修正，修正后的警告消息等级为y*b2；当t2≤t＜t3时，选定所述第三预设修正系数b3对警告消息等级y进行修正，修正后的警告消息等级为y*b3；当t3≤t＜t4时，选定所述第四预设修正系数b4对警告消息等级y进行修正，修正后的警告消息等级为y*b4。
12.在其中一个实施例中，所述信息获取模块包括拉力采集装置，所述拉力采集装置用于获取拉杆受到的拉力；温度检测装置，所述温度检测装置用于获取拉杆冷端温度tl和拉杆暖端温度tn；拉杆拉伸量测量装置，所述拉杆拉伸量测量装置用于获取拉杆的长度l。
13.在其中一个实施例中，所述拉杆为钛合金材料。
14.在其中一个实施例中，处理模块，还用于对所述拉杆的使用时间t进行统计，基于使用时间与预设时间的关系设定拉杆的报废时间。
15.本发明的技术效果：通过基于实时拉力与预设拉力之间的关系设定紧急预警等级；基于拉杆的长度l与预设长度的关系设定修正系数对所述紧急预警等级进行修正，实现对拉杆断裂的预警；通过基于温差应力与预设温差应力的关系设定警告消息等级，再一次的对拉杆断裂进行预警。避免超导磁体在工作时，因为拉杆的突然断裂，造成拉杆载重分配失衡，影响超导磁体的稳定性，进而造成超导磁体出现安全隐患。
附图说明
16.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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明实施例提供的用于超导磁体的拉杆紧急预警系统的示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不是用来限制本发明的范围。
19.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
20.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或
两个以上。
21.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
22.在超导磁体系统中，拉杆的主要作用是固定磁体、液氦容器、冷屏等。在磁体系统正常工作时，用于固定液氦容器的拉杆的主要受力来自于系统自重、冷缩力以及安装过程中施加的预紧力，还有在运输过程中，拉杆上受有来自不同方向的动载力。
23.如图1所示，本实施例公开了一种用于超导磁体的拉杆紧急预警系统，包括：信息获取模块，用于获取基本特征信息，所述基本特征信息包括冷质量m、拉杆受到的拉力、拉杆冷端温度tl和拉杆暖端温度tn和拉杆的长度l；处理模块，用于基于所述基本特征信息进行数据分析；包括用于基于实时冷质量与预设冷质量之间的关系设定预设拉力f；基于实时拉力与预设拉力之间的关系设定紧急预警等级；基于拉杆的长度l与预设长度的关系设定修正系数对所述紧急预警等级进行修正；当冷质量运行处于预设温度范围时，采用近似计算的方法计算冷缩应力，并进行有限元分析计算温差应力；基于温差应力与预设温差应力的关系设定警告消息等级；输出模块，用于输出预警信息，所述预警信息包括紧急预警等级信息和警告消息等级信息。
24.可以理解的是，上述实施例中，冷质量m包括磁体、液氦容器以及液氦的质量；拉杆冷端连接液氦容器，暖端连接真空容器，拉杆冷端温度tl约等于液氦容器外表温度，拉杆暖端温度tn约等于真空容器的外表温度；拉杆受到的拉力为检测到的拉力，即冷质量重力、低温运行时的冷缩力、运输或冲击加速度带来的力(磁体存在某个方向的加速度时，拉杆上力的变化)和预紧力的总和。
25.通过基于实时冷质量与预设冷质量之间的关系设定预设拉力f；基于实时拉力与预设拉力之间的关系设定紧急预警等级；基于拉杆的长度l与预设长度的关系设定修正系数对所述紧急预警等级进行修正，提高对紧急预警等级确定的准确性；通过基于温差应力与预设温差应力的关系设定警告消息等级，提高设定警告消息等级的准确性。通过紧急预警等级信息和警告消息等级信息，实现对拉杆的断裂的提前预警，避免拉杆突然断裂影响超导磁体工作。
26.在一些具体实施例中，基于实时冷质量与预设冷质量之间的关系设定预设拉力f时；预先设定预设冷质量矩阵m0，设定m0（m1,m2,m3,m4），其中，m1为第一预设冷质量，m2为第二预设冷质量，m3为第三预设冷质量，m4为第四预设冷质量，其中m1＜m2＜m3＜m4；预先设定预设拉力矩阵f0，设定f0（f1,f2,f3,f4），其中，f1为第一预设拉力，f2为第二预设拉力，f3为第三预设拉力，f4为第四预设拉力，且f1＜f2＜f3＜f4；根据所述冷质量m与各预设冷质量之间的关系设定预设拉力f：当m＜m1时，选定所述第一预设拉力f1作为预设拉力f；当m1≤m＜m2时，选定所述第二预设拉力f2作为预设拉力f；当m2≤m＜m3时，选定所述第三预设拉力f3作为预设拉力f；当m3≤m＜m4时，选定所述第四预设拉力f4作为预设拉力f。
27.可以理解的是，上述实施例中，通过对各种类型型号的超导磁体进行数据分析，确定冷质量m与拉杆受到的拉力之间的关系为冷质量m越大，拉杆受到的拉力越大。根据所述冷质量m与各预设冷质量之间的关系设定预设拉力f，提高预设拉力f确定的准确性。
28.具体的，预先设定预设冷质量矩阵m0，设定m0（1,2,3,4），其中，1为第一预设冷质量，2为第二预设冷质量，3为第三预设冷质量，4为第四预设冷质量，其中1＜2＜3＜4，单位为吨；预先设定预设拉力矩阵f0，设定f0（3000,6000,9000,12000），其中，3000为第一预设拉力，6000为第二预设拉力，9000为第三预设拉力，12000为第四预设拉力，且3000＜6000＜9000＜12000，单位，n；根据所述冷质量m与各预设冷质量之间的关系设定预设拉力f：当m＜1时，选定所述第一预设拉力3000作为预设拉力f；当1≤m＜2时，选定所述第二预设拉力6000作为预设拉力f；当2≤m＜3时，选定所述第三预设拉力9000作为预设拉力f；当3≤m＜4时，选定所述第四预设拉力12000作为预设拉力f。
29.需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本技术所提出的一种具体实现方式，本领域技术人员可根据实际情况选择其他预先设定预设冷质量矩阵m0和预设拉力f0，这并不影响本技术的保护范围。
30.在一些具体实施例中，基于实时拉力与预设拉力之间的关系设定紧急预警等级时；预先设定预设拉力矩阵f0，设定f0=（f1,f2,f3,f4），其中，f1为第一预设拉力，f2为第二预设拉力，f3为第三预设拉力，f4为第四预设拉力，其中f1＜f2＜f3＜f4；预先设定预设紧急预警等级矩阵g0，设定g0=（g1,g2,g3,g4），其中，g1为第一预设紧急预警等级，g2为第二预设紧急预警等级，g3为第三预设紧急预警等级，g4为第四预设紧急预警等级，且g1＜g2＜g3＜g4；根据实时拉力f与各预设拉力之间的关系设定紧急预警等级g：当f=f1时，选定所述第一预设紧急预警等级g1作为紧急预警等级g；当f=f2时，选定所述第二预设紧急预警等级g2作为紧急预警等级g；当f=f3时，选定所述第三预设紧急预警等级g3作为紧急预警等级g；当f=f4时，选定所述第四预设紧急预警等级g4作为紧急预警等级g。
31.可以理解的是，上述实施例中，根据实时拉力f与各预设拉力之间的关系设定紧急预警等级g，提高了紧急预警等级g设定的准确性。
32.需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本技术所提出的一种具体实现方式，本领域技术人员可根据实际情况选择其他预先设定预设拉力矩阵f0和紧急预警等级矩阵g0，这并不影响本技术的保护范围。
33.在一些具体实施例中，基于拉杆的长度l与预设拉杆长度的关系设定修正系数对所述紧急预警等级进行修正时；预先设有预设拉杆长度矩阵l0，对于所述预设拉杆长度矩阵l0，设定l0（l1，l2，l3，l4），其中，l1为第一预设拉杆长度，l2为第二预设拉杆长度，l3为第三预设拉杆长度，l4为第四预设拉杆长度，且l1＜l2＜l3＜l4；预先设有预设修正系数矩阵ai，对于所述预设修正系数矩阵ai，设定ai（a1，a2，a3,a4），其中，a1为第一预设修正系数，a2为第二预设修正系数，a3为第三预设修正系数,a4为第四预设修正系数，且a1＜a2＜a3＜a4；根据所述拉杆的长度l与各预设拉杆长度之间的关系选定第i预设修正系数对紧急预警等级g进行修正，其中i=1,2,3,4；当l＜l1时，选定所述第一预设修正系数a1对紧急
预警等级g进行修正，修正后的紧急预警等级为g*a1；当l1≤l＜l2时，选定所述第二预设修正系数a2对紧急预警等级g进行修正，修正后的紧急预警等级为g*a2；当l2≤l＜l3时，选定所述第三预设修正系数a3对紧急预警等级g进行修正，修正后的紧急预警等级为g*a3；当l3≤l＜l4时，选定所述第四预设修正系数a4对紧急预警等级g进行修正，修正后的紧急预警等级为g*a4。
34.可以理解的是，上述实施例中，根据所述拉杆的长度l与各预设拉杆长度之间的关系选定第i预设修正系数对紧急预警等级g进行修正，进一步提高设定紧急预警等级g的准确性。
35.具体的，因为拉伸断裂的过程包括弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩（破坏）阶段四个阶段；因此预设修正系数随着拉伸断裂阶段的加深而增大，其中屈服阶段、强化阶段和颈缩（破坏）阶段的修正系数大于1。若l在2-8mm范围内，其5mm为屈服阶段的开始，对此预先设有预设拉杆长度矩阵l0，对于所述预设拉杆长度矩阵l0，设定l0（2mm，5mm，7mm，8mm），其中，2mm为第一预设拉杆长度，5mm为第二预设拉杆长度，7mm为第三预设拉杆长度，8mm为第四预设拉杆长度，且2mm＜5mm＜7mm＜8mm；预先设有预设修正系数矩阵ai，对于所述预设修正系数矩阵ai，设定ai（0.9，1，1.1,1.2），其中，0.9为第一预设修正系数，1为第二预设修正系数，1.1为第三预设修正系数,1.2为第四预设修正系数，且0.9＜1＜1.1＜1.2；根据所述拉杆的长度l与各预设拉杆长度之间的关系选定第i预设修正系数对紧急预警等级g进行修正，其中i=1,2,3,4；当l＜2mm时，选定所述第一预设修正系数0.9对紧急预警等级g进行修正，修正后的紧急预警等级为g*0.9；当2mm≤l＜5mm时，选定所述第二预设修正系数1对紧急预警等级g进行修正，修正后的紧急预警等级为g*1；当5mm≤l＜7mm时，选定所述第三预设修正系数1.1对紧急预警等级g进行修正，修正后的紧急预警等级为g*1.1；当7mm≤l＜8mm时，选定所述第四预设修正系数1.2对紧急预警等级g进行修正，修正后的紧急预警等级为g*1.2。
36.需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本技术所提出的一种具体实现方式，本领域技术人员可根据实际情况选择其他预设拉杆长度矩阵l0和预设修正系数矩阵ai，这并不影响本技术的保护范围。
37.在一些具体实施例中，基于温差应力与预设温差应力的关系设定警告消息等级时；预先设定预设温差应力矩阵w0，设定w0=（w1,w2,w3,w4），其中，w1为第一预设温差应力，w2为第二预设温差应力，w3为第三预设温差应力，w4为第四预设温差应力，其中w1＜w2＜w3＜w4；预先设定预设警告消息等级矩阵y0，设定y0=（y1,y2,y3,y4），其中，y1为第一预设警告消息等级，y2为第二预设警告消息等级，y3为第三预设警告消息等级，y4为第四预设警告消息等级，且y1＜y2＜y3＜y4；根据温差应力w与各预设温差应力之间的关系设定警告消息等级y：当w＜w1时，选定所述第一预设警告消息等级y1作为警告消息等级y；当w1≤w＜w2时，选定所述第二预设警告消息等级y2作为警告消息等级y；当w2≤w＜w3时，选定所述第三预设警告消息等级y3作为警告消息等级y；当w3≤w＜w4时，选定所述第四预设警告消息等级y4作为警告消息等级y。
38.可以理解的是，上述实施例中，预设温度范围为冷质量和拉杆均会产生冷收缩的温度，因真空容器强度足够，拉杆安装位置几乎没有变化，必然导致拉杆在低温时被拉伸，
产生冷缩力，冷缩力包括由冷质量收缩而引起的拉杆应力;拉杆自身的冷缩应力，因为冷质量形变较小，此部分冷缩力可忽略。所以对拉杆的冷缩力进行计算获取温差应力，根据温差应力w与各预设温差应力之间的关系设定警告消息等级y可以提高设定警告消息等级y的准确性。
39.需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本技术所提出的一种具体实现方式，本领域技术人员可根据实际情况选择其他预设温差应力矩阵w0和预设警告消息等级矩阵y0，这并不影响本技术的保护范围。
40.在一些具体实施例中，所述处理模块还用于基于低温时间与预设低温时间的关系设定修正系数对所述警告消息等级进行修正；基于所述拉杆冷端温度tl与预设低温的关系设定低温预警；基于所述拉杆暖端温度tn与预设高温之间的关系设定高温预警。
41.可以理解的是，上述实施例中，基于所述拉杆冷端温度tl与预设低温的关系设定低温预警，对液氦容器的工作状态进行预警；基于所述拉杆暖端温度tn与预设高温之间的关系设定高温预警，对真空容器的工作状态进行预警。
42.在一些具体实施例中，基于低温时间与预设低温时间的关系设定修正系数对所述警告消息等级进行修正时；预先设有预设低温时间矩阵t0，对于所述预设低温时间矩阵t0，设定t0（t1，t2，t3，t4），其中，t1为第一预设低温时间，t2为第二预设低温时间，t3为第三预设低温时间，t4为第四预设低温时间，且t1＜t2＜t3＜t4；预先设有预设修正系数矩阵bi，对于所述预设修正系数矩阵bi，设定bi（b1，b2，b3,b4），其中，b1为第一预设修正系数，b2为第二预设修正系数，b3为第三预设修正系数,b4为第四预设修正系数，且b1＜b2＜b3＜b4；根据所述低温时间t与各预设低温时间之间的关系选定第i预设修正系数对警告消息等级y进行修正，其中i=1,2,3,4；当t＜t1时，选定所述第一预设修正系数b1对警告消息等级y进行修正，修正后的警告消息等级为y*b1；当t1≤t＜t2时，选定所述第二预设修正系数b2对警告消息等级y进行修正，修正后的警告消息等级为y*b2；当t2≤t＜t3时，选定所述第三预设修正系数b3对警告消息等级y进行修正，修正后的警告消息等级为y*b3；当t3≤t＜t4时，选定所述第四预设修正系数b4对警告消息等级y进行修正，修正后的警告消息等级为y*b4。
43.可以理解的是，上述实施例中，冷缩力并非即刻便对拉杆起作用的，所以拉杆身处预设温度范围的时间越长，拉杆受冷缩力的影响越大，所以根据所述低温时间t与各预设低温时间之间的关系选定第i预设修正系数对警告消息等级y进行修正，提高警告消息等级y设定的准确性。
44.需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本技术所提出的一种具体实现方式，本领域技术人员可根据实际情况选择其他预先设定低温时间矩阵t0和预设修正系数矩阵bi，这并不影响本技术的保护范围。
45.在一些具体实施例中，所述信息获取模块包括拉力采集装置，所述拉力采集装置用于获取拉杆受到的拉力；温度检测装置，所述温度检测装置用于获取拉杆冷端温度tl和拉杆暖端温度tn；拉杆拉伸量测量装置，所述拉杆拉伸量测量装置用于获取拉杆的长度l。
46.可以理解的是，上述实施例中，拉力采集装置，温度检测装置和拉杆拉伸量测量装置均为现有技术。
47.在一些具体实施例中，所述拉杆为钛合金材料。
48.可以理解的是，上述实施例中，钛合金指的是多种用钛与其他金属制成的合金金属。钛合金的热强度高，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作，钛合金在150℃～500℃范围内仍有很高的比强度；低温性能好，钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能。低温性能好，间隙元素极低的钛合金，如ta7，在-253℃下还能保持一定的塑性。所以由钛合金材料制成拉杆可以满足拉杆的使用要求。
49.在一些具体实施例中，处理模块，还用于对所述拉杆的使用时间t进行统计，基于使用时间与预设时间的关系设定拉杆的报废时间。
50.可以理解的是，上述实施例中，拉杆的使用时间越长，出现断裂的可能性越大，因此基于使用时间与预设时间的关系设定拉杆的报废时间，降低拉杆断裂的可能性。
51.应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
52.本领域普通技术人员可以理解：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于超导磁体的拉杆紧急预警系统，其特征在于，包括：信息获取模块，用于获取基本特征信息，所述基本特征信息包括冷质量m、拉杆受到的拉力、拉杆冷端温度tl和拉杆暖端温度tn和拉杆的长度l；处理模块，用于基于所述基本特征信息进行数据分析；包括用于基于实时冷质量与预设冷质量之间的关系设定预设拉力f；基于实时拉力与预设拉力之间的关系设定紧急预警等级；基于拉杆的长度l与预设长度的关系设定修正系数对所述紧急预警等级进行修正；当冷质量运行处于预设温度范围时，采用近似计算的方法计算冷缩应力，并进行有限元分析计算温差应力；基于温差应力与预设温差应力的关系设定警告消息等级；输出模块，用于输出预警信息，所述预警信息包括紧急预警等级信息和警告消息等级信息。2.根据权利要求1所述的用于超导磁体的拉杆紧急预警系统，其特征在于，基于实时冷质量与预设冷质量之间的关系设定预设拉力f时；预先设定预设冷质量矩阵m0，设定m0（m1,m2,m3,m4），其中，m1为第一预设冷质量，m2为第二预设冷质量，m3为第三预设冷质量，m4为第四预设冷质量，其中m1＜m2＜m3＜m4；预先设定预设拉力矩阵f0，设定f0（f1,f2,f3,f4），其中，f1为第一预设拉力，f2为第二预设拉力，f3为第三预设拉力，f4为第四预设拉力，且f1＜f2＜f3＜f4；根据所述冷质量m与各预设冷质量之间的关系设定预设拉力f：当m＜m1时，选定所述第一预设拉力f1作为预设拉力f；当m1≤m＜m2时，选定所述第二预设拉力f2作为预设拉力f；当m2≤m＜m3时，选定所述第三预设拉力f3作为预设拉力f；当m3≤m＜m4时，选定所述第四预设拉力f4作为预设拉力f。3.根据权利要求2所述的用于超导磁体的拉杆紧急预警系统，其特征在于，基于实时拉力与预设拉力之间的关系设定紧急预警等级时；预先设定预设紧急预警等级矩阵g0，设定g0=（g1,g2,g3,g4），其中，g1为第一预设紧急预警等级，g2为第二预设紧急预警等级，g3为第三预设紧急预警等级，g4为第四预设紧急预警等级，且g1＜g2＜g3＜g4；根据实时拉力f与各预设拉力之间的关系设定紧急预警等级g：当f=f1时，选定所述第一预设紧急预警等级g1作为紧急预警等级g；当f=f2时，选定所述第二预设紧急预警等级g2作为紧急预警等级g；当f=f3时，选定所述第三预设紧急预警等级g3作为紧急预警等级g；当f=f4时，选定所述第四预设紧急预警等级g4作为紧急预警等级g。4.根据权利要求3所述的用于超导磁体的拉杆紧急预警系统，其特征在于，基于拉杆的长度l与预设拉杆长度的关系设定修正系数对所述紧急预警等级进行修正时；预先设有预设拉杆长度矩阵l0，对于所述预设拉杆长度矩阵l0，设定l0（l1，l2，l3，l4），其中，l1为第一预设拉杆长度，l2为第二预设拉杆长度，l3为第三预设拉杆长度，l4为第四预设拉杆长度，且l1＜l2＜l3＜l4；预先设有预设修正系数矩阵ai，对于所述预设修正系数矩阵ai，设定ai（a1，a2，a3,a4），其中，a1为第一预设修正系数，a2为第二预设修正系数，a3为第三预设修正系数,a4为第四预设修正系数，且a1＜a2＜a3＜a4；
根据所述拉杆的长度l与各预设拉杆长度之间的关系选定第i预设修正系数对紧急预警等级g进行修正，其中i=1,2,3,4；当l＜l1时，选定所述第一预设修正系数a1对紧急预警等级g进行修正，修正后的紧急预警等级为g*a1；当l1≤l＜l2时，选定所述第二预设修正系数a2对紧急预警等级g进行修正，修正后的紧急预警等级为g*a2；当l2≤l＜l3时，选定所述第三预设修正系数a3对紧急预警等级g进行修正，修正后的紧急预警等级为g*a3；当l3≤l＜l4时，选定所述第四预设修正系数a4对紧急预警等级g进行修正，修正后的紧急预警等级为g*a4。5.根据权利要求1所述的用于超导磁体的拉杆紧急预警系统，其特征在于，基于温差应力与预设温差应力的关系设定警告消息等级时；预先设定预设温差应力矩阵w0，设定w0=（w1,w2,w3,w4），其中，w1为第一预设温差应力，w2为第二预设温差应力，w3为第三预设温差应力，w4为第四预设温差应力，其中w1＜w2＜w3＜w4；预先设定预设警告消息等级矩阵y0，设定y0=（y1,y2,y3,y4），其中，y1为第一预设警告消息等级，y2为第二预设警告消息等级，y3为第三预设警告消息等级，y4为第四预设警告消息等级，且y1＜y2＜y3＜y4；根据温差应力w与各预设温差应力之间的关系设定警告消息等级y：当w＜w1时，选定所述第一预设警告消息等级y1作为警告消息等级y；当w1≤w＜w2时，选定所述第二预设警告消息等级y2作为警告消息等级y；当w2≤w＜w3时，选定所述第三预设警告消息等级y3作为警告消息等级y；当w3≤w＜w4时，选定所述第四预设警告消息等级y4作为警告消息等级y。6.根据权利要求5所述的用于超导磁体的拉杆紧急预警系统，其特征在于，所述处理模块还用于基于低温时间与预设低温时间的关系设定修正系数对所述警告消息等级进行修正；基于所述拉杆冷端温度tl与预设低温的关系设定低温预警；基于所述拉杆暖端温度tn与预设高温之间的关系设定高温预警。7.根据权利要求6所述的用于超导磁体的拉杆紧急预警系统，其特征在于，预先设有预设低温时间矩阵t0，对于所述预设低温时间矩阵t0，设定t0（t1，t2，t3，t4），其中，t1为第一预设低温时间，t2为第二预设低温时间，t3为第三预设低温时间，t4为第四预设低温时间，且t1＜t2＜t3＜t4；预先设有预设修正系数矩阵bi，对于所述预设修正系数矩阵bi，设定bi（b1，b2，b3,b4），其中，b1为第一预设修正系数，b2为第二预设修正系数，b3为第三预设修正系数,b4为第四预设修正系数，且b1＜b2＜b3＜b4；根据所述低温时间t与各预设低温时间之间的关系选定第i预设修正系数对警告消息等级y进行修正，其中i=1,2,3,4；当t＜t1时，选定所述第一预设修正系数b1对警告消息等级y进行修正，修正后的警告消息等级为y*b1；当t1≤t＜t2时，选定所述第二预设修正系数b2对警告消息等级y进行修正，修正后的
警告消息等级为y*b2；当t2≤t＜t3时，选定所述第三预设修正系数b3对警告消息等级y进行修正，修正后的警告消息等级为y*b3；当t3≤t＜t4时，选定所述第四预设修正系数b4对警告消息等级y进行修正，修正后的警告消息等级为y*b4。8.根据权利要求1所述的用于超导磁体的拉杆紧急预警系统，其特征在于，所述信息获取模块包括拉力采集装置，所述拉力采集装置用于获取拉杆受到的拉力；温度检测装置，所述温度检测装置用于获取拉杆冷端温度tl和拉杆暖端温度tn；拉杆拉伸量测量装置，所述拉杆拉伸量测量装置用于获取拉杆的长度l。9.根据权利要求1所述的用于超导磁体的拉杆紧急预警系统，其特征在于，所述拉杆为钛合金材料。10.根据权利要求1所述的用于超导磁体的拉杆紧急预警系统，其特征在于，处理模块，还用于对所述拉杆的使用时间t进行统计，基于使用时间与预设时间的关系设定拉杆的报废时间。

技术总结
本发明涉及超导磁体技术领域，公开了一种用于超导磁体的拉杆紧急预警系统，包括：信息获取模块，用于获取基本特征信息，处理模块，用于基于基本特征信息进行数据分析；基于实时冷质量与预设冷质量之间的关系设定预设拉力F；基于实时拉力与预设拉力之间的关系设定紧急预警等级；基于拉杆的长度L与预设长度的关系设定修正系数对紧急预警等级进行修正；当冷质量运行处于预设温度范围时计算冷缩应力，并计算温差应力，基于温差应力与预设温差应力的关系设定警告消息等级；输出模块，用于输出预警信息，预警信息包括紧急预警等级信息和警告消息等级信息。本发明对拉杆的断裂进行提前预警，避免拉杆突然断裂影响超导磁体工作。避免拉杆突然断裂影响超导磁体工作。避免拉杆突然断裂影响超导磁体工作。


技术研发人员：胡磊 马韬 戴少涛 伍锐 曾智斌 李超 刘显东
受保护的技术使用者：江西联创光电科技股份有限公司
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/5/24