本发明涉及应力测量，具体而言，涉及一种低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试装置及方法。
背景技术：
1、超导材料与磁体结构在极端复杂运行环境下的多场性能表征与分析对于超导磁体的设计和制备至关重要。研究超导磁体结构在极端多场下的电磁学、传热学和力学特性，以及它们之间的相互耦合效应和非线性效应等基础力学问题，是保证超导磁体结构安全运行的关键，也是当前国际超导技术研究的热点和难点课题。
2、目前，国内外大量实验室开展超导复合结构力学特性等效参数测量实验表征研究，大多局限在室温或液氮温度下开展，现有的设备多采用液氮或液氦浸泡的方式进行材料冷却，这种方式将不可避免地带来测量误差。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明实施例提供一种低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试装置及方法，主要目的是提高超导线圈结构力学性能测试的测试精度和扩大测量范围。
2、为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
3、一方面，本发明实施例提供了一种低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试装置，包括：
4、杜瓦容器；
5、控温组件，所述控温组件包括制冷机和加热器，所述制冷机包括冷屏、一级冷头和二级冷头，所述冷屏套设于所述杜瓦容器内，所述一级冷头与所述冷屏连接，所述二级冷头设置于所述冷屏内，所述加热器设置于所述二级冷头处；
6、压缩组件，所述压缩组件设置于所述冷屏内，并与所述二级冷头连接，所述压缩组件用于随温度变化而产生形变，以对待测超导线圈施加压力；
7、检测组件，所述检测组件设置于所述冷屏内，并分别与所述压缩组件和所述待测超导线圈连接，用于检测所述待测超导线圈的应变和所述压缩组件的应变值。
8、进一步地，所述压缩组件包括第一压头组件、第二压头组件和多个拉杆，所述第一压头组件和所述第二压头组件相对设置，多个拉杆连接于所述第一压头组件和所述第二压头组件之间；所述第一压头组件与所述二级冷头连接；
9、所述待测超导线圈放置于所述第一压头组件与所述第二压头组件之间；所述拉杆用于随温度的降低而缩短其长度，以带动所述第一压头组件和所述第二压头组件向所述待测超导线圈施加压力。
10、进一步地，所述第一压头组件包括第一压头和第一支撑板，所述第二压头组件包括第二压头和第二支撑板，所述第一支撑板和所述第二支撑板相对设置，所述第一支撑板包括朝向所述第二支撑板的第一表面，所述第二支撑板包括朝向所述第一支撑板的第二表面，所述第一压头连接于所述第一表面，所述第二压头连接于所述第二表面，且所述第一压头和所述第二压头相对设置；
11、所述待测超导线圈放置于所述第一压头与所述第二压头之间；
12、所述二级冷头与所述第一支撑板连接；
13、多个所述拉杆连接于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间；
14、所述第一压头和所述待测超导线圈之间设置有第一压力检测件，所述第二压头和所述待测超导线圈之间设置有第二压力检测件；
15、所述第一压头上设置有第一温度检测件，所述第二压头上设置有第二温度检测件。
16、进一步地，所述压缩组件还包括导冷热连接件，所述导冷热连接件的一端与所述第一支撑板连接，所述导冷热连接件的另一端与所述第二支撑板连接；
17、所述导冷热连接件为柔性件；
18、所述导冷热连接件包括第一导冷热连接件和第二导冷热连接件，所述第一导冷热连接件连接于所述第一支撑板和所述第二支撑板的一端，所述第二导冷热连接件连接于所述第一支撑板和所述第二支撑板的另一端。
19、进一步地，所述压缩组件还包括导向环，所述导向环的一端套接于所述第一压头的外部，所述导向环的另一端套接于所述第二压头的外部；
20、所述待测超导线圈设置于所述导向环的内部。
21、进一步地，所述压缩组件还包括多个第一锁紧螺母和多个第二锁紧螺母；
22、所述第一支撑板上开设有多个第一安装孔；所述第二支撑板上开设有多个第二安装孔，多个所述第二安装孔与多个所述第一安装孔一一对应；
23、所述拉杆包括第一端和第二端，所述第一端穿过所述第一安装孔并插入对应的所述第二安装孔中，并与所述第一锁紧螺母螺纹连接，所述第二端与所述第二锁紧螺母螺纹连接。
24、进一步地，所述的低温变/温环境下超导线圈结构力学性能测试装置还包括：
25、导冷板，所述二级冷头通过所述导冷板与所述第一压头组件连接。
26、进一步地，所述导冷板呈u形，所述导冷板包括相连接的第一支臂和第二支臂，所述第一支臂的外侧面与所述二级冷头连接，所述第二支臂的外侧面与所述第一压头组件连接；
27、所述第一支臂和所述第二支臂之间设置有容纳空间，所述加热器设置于 所述容纳空间中。
28、进一步地，检测组件包括样品应变片和多个拉杆应变片，多个所述拉杆应变片设置于所述拉杆上，用于检测所述拉杆的应变值，所述样品应变片设置于所述待测超导线圈上，用于检测所述待测超导线圈的应变值。
29、进一步地，所述样品应变片包括第一应变片和第二应变片，所述第一应变片的敏感栅方向与施压方向平行，所述第二应变片的敏感栅方向与所述施压方向垂直。
30、另一方面，本发明实施例提供了一种低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试方法，采用前述的低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试装置；
31、在所述待测超导线圈放置于所述压缩组件的情况下，控制所述制冷机运行；
32、在所述待测超导线圈的温度达到第一预设温度的情况下，控制所述制冷机停止；
33、控制所述加热器运行；
34、在所述待测超导线圈的温度升高的过程中，获取多个第二预设温度下所述待测超导线圈的第一应变值和所述压缩组件的拉杆的第二应变值；其中，多个所述第二预设温度中包括所述第一预设温度，相邻两个所述第二预设温度的差值为第一预设值；
35、根据所述第一应变值和所述第二应变值，确定所述待测超导线圈的弹性模量和泊松比。
36、进一步地，所述在所述待测超导线圈放置于所述压缩组件的情况下，控制所述制冷机运行之前，所述测试方法还包括：
37、调整所述压缩组件的第一锁紧螺母和第二锁紧螺母，以使所述检测组件的多个拉杆应变片的应变值的差值小于或等于第二预设值；
38、对所述检测组件的样品应变片和所述拉杆应变片清零。
39、借由上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：
40、本发明实施例提供的低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试装置中，控温组件的制冷机一级冷头与冷屏连接，二级冷头与压缩组件连接，加热器设置于二级冷头处，当制冷机启动时，一级冷头、冷屏和二级冷头可以实现为待测超导线圈提供低温环境，当加热器启动时，可以实现为待测超导线圈提供变温环境，而且，压缩组件能够随温度变化而产生形变，以对待测超导线圈施加压力，检测件可以检测待测超导线圈在受压时产生的应变和压缩组件的应变，从而实现低温或变温环境下对待测超导线圈的力学性能测试。
41、本发明实施例提供的低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试装置中，通过控温组件为待测超导线圈的性能测试提供低温或变温环境，摆脱了对低温液体如液氮或液氦的依赖，测量数据稳定且准确，提高了测试精度，扩大了测量范围，还可以适用于多种工况的现场测试；而且，采用能够随温度变化而产生形变的压缩组件对待测超导线圈施加压力，而非采用千斤顶等驱动机构对待测超导线圈施加压力，避免了驱动机构工作时带来的额外热量影响待测超导线圈的测试温度，进一步提高了测试精度。
1.一种低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试装置，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试装置，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试装置，其特征在于，
6.根据权利要求3所述的低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试装置，其特征在于，
7.根据权利要求2所述的低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试装置，其特征在于，还包括：
8.根据权利要求7所述的低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试装置，其特征在于，
9.根据权利要求2所述的低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试装置，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试装置，其特征在于，
11.一种低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试方法，其特征在于，采用如权利要求1至10中任意一项所述的低温变温环境下超导线圈结构力学性能测试装置；
12.根据权利要求11所述的测试方法，其特征在于，所述在所述待测超导线圈放置于所述压缩组件的情况下，控制所述制冷机运行之前，所述测试方法还包括：
