Die präzise Vermessung von Magnetfeldern ist eine zentrale Grundlage für die Entwicklung, Charakterisierung und Validierung moderner Magnetspulen, insbesondere im Umfeld supraleitender Systeme, kryogener Anwendungen und zukünftiger Fusionsanlagen. Für die Bewertung von Spulengeometrien, Feldqualität und Abweichungen Supraleitende Spulen ermöglichen hohe Stromdichten und starke Magnetfelder bei gleichzeitig geringen elektrischen Verlusten. Für ihren sicheren und zuverlässigen Betrieb ist jedoch das Verständnis von Quench Vorgängen von zentraler Bedeutung. Ein Quench beschreibt den lokalen oder globalen Übergang eines supraleitenden Leiters in den normalleitenden Zustand. Dabei können innerhalb kurzer Zeit elektrische Verluste, lokale Erwärmung, Spannungsanstiege und hohe thermomechanische Belastungen entstehen. Insbesondere bei kryogenen Temperaturen, hohen Strömen und komplexen Spulengeometrien ist eine frühzeitige Detektion und Analyse solcher Vorgänge entscheidend.

Ziel dieser Arbeit ist der Aufbau eines Teststands zur Analyse von Supraleiter Versagen unter kryogenen Bedingungen. Der Fokus liegt auf der Konzeption, Umsetzung und Inbetriebnahme eines experimentellen Aufbaus, mit dem Quench Ereignisse in supraleitenden Magnetspulen messtechnisch erfasst, ausgewertet und bewertet werden können. Dazu sollen geeignete Sensorik, Messhardware, Schutzkonzepte und Auswertemethoden untersucht, ausgewählt und in einen funktionsfähigen Versuchsaufbau überführt werden. Der Teststand soll eine nachvollziehbare Analyse von Spannungs, Temperatur und Stromverläufen ermöglichen und als Grundlage für die Bewertung von Quench Detektion und Schutzstrategien dienen.

Aufgabenstellung

• Einarbeitung in die physikalischen Grundlagen supraleitender Materialien, kryogener Magnetspulen und Quench Vorgänge
• Analyse der Anforderungen an einen Teststand zur Untersuchung von Quench Ereignissen unter kryogenen Randbedingungen
• Recherche und Bewertung geeigneter Messverfahren zur Detektion von Quench Vorgängen, insbesondere Spannungsabgriffe, Temperaturmessung und Stromüberwachung
• Konzeption des mechanischen, elektrischen und messtechnischen Aufbaus des Teststands
• Auswahl und Integration geeigneter Komponenten für Sensorik, Datenerfassung, elektrische Kontaktierung, Kryoumgebung und Schutzbeschaltung
• Entwicklung eines Mess und Auswertungskonzepts zur Erfassung relevanter Größen wie Spannung, Strom, Temperatur und zeitlicher Signalverläufe
• Umsetzung geeigneter Softwarefunktionen zur Messdatenerfassung, Visualisierung, Speicherung und Auswertung
• Entwicklung beziehungsweise Integration einer einfachen Logik zur Quench Erkennung auf Basis definierter Schwellenwerte oder Signalverläufe
• Durchführung erster Messungen zur Inbetriebnahme, Funktionsprüfung und Plausibilisierung des Teststands
• Analyse von Fehlerquellen, Messunsicherheiten und Einflussgrößen auf Detektionszeit, Signalqualität und Aussagekraft der Messergebnisse
• Bewertung möglicher Schutzmaßnahmen, zum Beispiel Stromabschaltung, Entladung über Widerstände oder kontrollierte Energieabfuhr
• Ableitung von Verbesserungsansätzen für Aufbau, Sensorik, Messstrategie und Auswertung
• Dokumentation des Teststands sowie Aufbereitung der Ergebnisse für die weitere Nutzung im Team

Anforderungen

• Gute Kenntnisse in Elektrotechnik, Mechatronik, Physik, Maschinenbau oder einem verwandten technischen Bereich
• Interesse an Supraleitung, Kryotechnik, Messtechnik und experimenteller Versuchsdurchführung
• Grundkenntnisse in elektrischer Messtechnik, elektromagnetischen Grundlagen und technischer Auswertung
• Gute Programmierkenntnisse, idealerweise in Python, C++, Matlab, LabVIEW oder einer vergleichbaren Umgebung
• Erfahrungen mit Sensorik, Datenerfassung, elektrischen Schaltungen, CAD oder experimentellen Aufbauten sind von Vorteil
• Strukturierte, eigenständige und sorgfältige Arbeitsweise sowie Teamfähigkeit
• Sehr gute Deutsch und/oder Englischkenntnisse in Wort und Schrift

Weitere Informationen

Weitere Informationen und Details sind bei den genannten Mitarbeitenden erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit aktuellem Notenauszug, relevanten Zeugnissen, Sprachnachweis bei nicht muttersprachlichem Deutsch oder Englisch sowie Lebenslauf per E Mail. Wir werden uns zeitnah rückmelden.