2021年9月15日，国际期刊《Instrumentation Science & Technology》在线发表了华北电力大学王银顺课题组的最新研究成果“Architectural configuration of a magnetic flux density amplifier composed of second-generation high temperature superconducting (2G HTS) 8-shaped rare earth-Ba-Cu-O (REBCO) loops”，提出了“8字形”高温超导闭环构架，利用超导闭环回路磁通守恒原理，揭示了超导闭环回路磁通分布动态特征，实现了无源磁通密度放大原理，为磁场实时精确测量提供新的原理和新方法。

磁通守恒是超导闭环回路的基本特征之一。传统的低温超导体是金属合金，无阻焊接技术比较成熟，但是由于高温超导材料本身的晶粒特性，无阻焊接成为高温超导技术的瓶颈之一。课题组依据现有商业化成熟高温超导带材工艺，提出超导闭环回路结构及加工工艺和“8-字形”超导回路构架以及无源磁通密度放大原理，并通过实验验证了该原理，该结构可用于实时磁场测量放大器件。

图1为提出的利用第二代高温超导带材设计加工“8-字型”超导闭合回路示意图；现有商业化高温超导带材截面一般宽度和厚度分别为4mm´0.1mm。该“8-字型”回路由不同半径的两个回路组成，小回路半径由超导带材最小弯曲半径确定，约5.5mm。两个回路的差异越大，磁通密度放大倍数越高。

图1商业化二代高温超导带材“8-字形”回路加工示意图

由于“8-字型”中，两个回路由大小两个回路构成，在大回路中通入磁通，总回路是超导回路，超导回路磁通守恒，感应出相反磁通的电流，在小回路中会产生与大回路相反的磁通，其磁通密度大于大回路的磁通密度，从而实现了无源实时磁通密度放大的方法和原理，该放大倍数主要取决于两个回路的截面之比。图2所示为磁通方法的实验结果。

图2磁通密度放大实验结果

研究创新提出高温超导闭合回路架构及工艺，攻克了高温超导无阻焊接的技术瓶颈，基于超导闭环回路磁通守恒原理，实现了无源实时磁通密度放大功能，研究结果为磁场实时测量提供了新的原理和方法。

该工作由华北电力大学王银顺课题组完成，博士研究生王佳雯为第一作者，王银顺教授为通讯作者，皮伟副教授参与了部分实验工作。该课题受到国家自然科学基金资助。