一种超导力学测试系统技术方案

本申请提供的超导力学测试系统，包括：真空箱、液氮杜瓦、真空泵、控制机柜和上位机，所述真空箱内设置有测试部件，所述测试部件可对超导磁悬浮力进行测量；所述液氮杜瓦及所述真空泵均与所述真空箱管道连接；所述控制机柜采用真空接插件与所述真空箱连接，用于将所述真空箱体内的测试部件的线路通过所述真空接插件引出；所述上位机电性连接所述控制机柜，所述上位机可以对所述测试部件的数据进行处理和保存，并对所述测试部件的参数进行设置和控制，以测量超导体和永磁体之间超导磁力，上述超导力学测试系统，将检测部件均放置在真空箱内，这种全封闭式的系统有效防止系统结冰，减小环境影响因素，减小密封难度，减小漏热量，提高测试系统的准确性和可靠性。高测试系统的准确性和可靠性。高测试系统的准确性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种超导力学测试系统


[0001]本申请涉及超导
，特别涉及一种超导力学测试系统。

技术介绍

[0002]20世纪八十年代，美国和中国分别报道了合成的钇钡铜氧化合物样品，其临界转变温度突破了液氮温区达到93K，使高温超导体走向了实际应用阶段。高温超导体同时具有迈斯纳效应和钉扎效应，让其成为可以实现无需外部控制的“自稳定悬浮”材料。因此，从轨道交通到电力能源，从生物医学到高能物理，高温超导技术的应用领域正在逐渐扩大，甚至成为约束可控核聚变装置中的重要技术手段。
[0003]超导体与外部磁场之间的相互作用力(以下简称“超导磁力”)，是超导体内部结构性质的宏观表现，也是材料实际应用时的设计基础。伴随着对超导体的研究不断深入，磁力测试设备的研制也在不断发展。
[0004]传统测试系统均在大气环境中完成测试，无法解决由于低温造成的结冰现象所带来的系统误差。结冰现象的发生一方面对传感器及驱动装置造成损害，另一方面导致无法测量小间隙时的超导磁力。除此之外，大气环境中的气流波动等因素对精密测量造成无法量化的影响。有文献中的设计将系统的测试部分放置在真空箱中，驱动装置及其他部分放置在大气环境里，减小了大气环境对测试部分的影响，但同时带来了驱动装置与测试部分之间密封的难题。此外，现有资料中的超导力学测试系统由于测试环境在大气里，不可避免的会引起结冰的现象，还会因为空气中的气流、温度梯度、温度波动、冰层厚度变化、冰层重量变化等因素造成测量的误差。即使有将测试系统的一部分放置在真空箱中的设计，也会给密封带来困难。/>
技术实现思路

[0005]鉴于此，有必要针对现有技术中存在的缺陷，提供一种可测量超导体和永磁体之间超导磁力的超导力学测试系统。
[0006]为解决上述问题，本申请采用下述技术方案：
[0007]本申请提供了一种超导力学测试系统，包括：真空箱(100)、液氮杜瓦(200)、真空泵(300)、控制机柜(400)和上位机(500)；其中：
[0008]所述真空箱(100)内设置有测试部件，所述测试部件可对超导磁悬浮力进行测量；所述液氮杜瓦(200)及所述真空泵(300)均与所述真空箱(100)管道连接；所述控制机柜(400)采用真空接插件与所述真空箱(100)连接，用于将所述真空箱(100)体内的测试部件的线路通过所述真空接插件引出；所述上位机(500)电性连接所述控制机柜(400)，所述上位机(500)可以对所述测试部件的数据进行处理和保存，并对所述测试部件的参数进行设置和控制。
[0009]在其中一些实施例中，所述真空箱(100)包括真空箱体(101)、以及设置于所述真空箱(100)体内的输液管(102)、力传感器(103)、永磁体样品架(104)、高温超导样品架
(105)、回温装置(106)、温控装置(107)、位移传感器(108)、直线滑台(109)及驱动电机(110)，所述永磁体样品架(104)用于盛放永磁体样品，所述高温超导样品架(105)用于盛放液氮和高温超导样品；
[0010]所述输液管(102)的上端从所述真空箱体(101)上法兰伸出并与所述液氮杜瓦(200)连接，其下端可将液氮输送至所述高温超导样品架(105)的内部，所述永磁体样品架(104)位于所述高温超导体样品架(105)的上方，所述力传感器(103)与所述永磁体样品架(104)连接，所述高温超导样品架(105)与所述真空箱体(101)的下法兰连接，所述真空箱体(101)的底部安装有所述回温装置(106)，所述回温装置(106)可加快箱体内部温度回复，所述驱动电机(110)连接设置于所述回温装置(106)上，所述直线滑台(109)套设于所述驱动电机(110)上，所述直线滑台(109)上还连接有所述力传感器(103)，所述温控装置(107)设置于所述力传感器(103)上，且靠近所述位移传感器(108)和所述驱动电机(110)附近，以保持部件工作在合理温区，所述位移传感器(108)可实时监测永磁体样品与高温超导样品的相对距离。
[0011]在其中一些实施例中，所述真空箱(100)为带有夹层的双层真空箱。
[0012]在其中一些实施例中，所述液氮杜瓦(200)与所述真空箱(100)采用低温输液管连接，所述低温输液管上配有阀门，以调节液氮的流量。
[0013]在其中一些实施例中，所述高温超导样品架(105)采用导热系数小的高分子无磁材料。
[0014]在其中一些实施例中，还包括设置于所述真空箱体(101)上的排气阀(111)。
[0015]在其中一些实施例中，还包括设置于所述真空箱体(101)上的压力表(112)，所述压力表(112)可实时监测真空箱体(101)内部的压力。
[0016]采用上述技术方案，本申请实现的技术效果如下：
[0017]本申请提供的超导力学测试系统，包括：真空箱(100)、液氮杜瓦(200)、真空泵(300)、控制机柜(400)和上位机(500)，所述真空箱(100)内设置有测试部件，所述测试部件可对超导磁悬浮力进行测量；所述液氮杜瓦(200)及所述真空泵(300)均与所述真空箱(100)管道连接；所述控制机柜(400)采用真空接插件与所述真空箱(100)连接，用于将所述真空箱(100)体内的测试部件的线路通过所述真空接插件引出；所述上位机(500)电性连接所述控制机柜(400)，所述上位机(500)可以对所述测试部件的数据进行处理和保存，并对所述测试部件的参数进行设置和控制，以测量超导体和永磁体之间超导磁力，上述超导力学测试系统，将检测部件均放置在真空箱内，这种全封闭式的系统有效防止系统结冰，减小环境影响因素，减小密封难度，减小漏热量，提高测试系统的准确性和可靠性。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请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，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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获得其他的附图。
[0019]图1为本申请实施例1提供的超导力学测试系统的结构示意图。
[0020]图2为本申请实施例2提供的真空箱的结构示意图。
[0021]图3为本申请实施例3提供的超导力学测试系统的步骤流程图。
具体实施方式
[0022]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0023]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“水平”、“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申请和简化描述，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申请的限制。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超导力学测试系统，其特征在于，包括：真空箱(100)、液氮杜瓦(200)、真空泵(300)、控制机柜(400)和上位机(500)；其中：所述真空箱(100)内设置有测试部件，所述测试部件可对超导磁悬浮力进行测量；所述液氮杜瓦(200)及所述真空泵(300)均与所述真空箱(100)管道连接；所述控制机柜(400)采用真空接插件与所述真空箱(100)连接，用于将所述真空箱(100)体内的测试部件的线路通过所述真空接插件引出；所述上位机(500)电性连接所述控制机柜(400)，所述上位机(500)可以对所述测试部件的数据进行处理和保存，并对所述测试部件的参数进行设置和控制。2.如权利要求1所述的超导力学测试系统，其特征在于，所述真空箱(100)包括真空箱体(101)、以及设置于所述真空箱(100)体内的输液管(102)、力传感器(103)、永磁体样品架(104)、高温超导样品架(105)、回温装置(106)、温控装置(107)、位移传感器(108)、直线滑台(109)及驱动电机(110)，所述永磁体样品架(104)用于盛放永磁体样品，所述高温超导样品架(105)用于盛放液氮和高温超导样品；所述输液管(102)的上端从所述真空箱体(101)上法兰伸出并与所述液氮杜瓦(200)连接，其下端可将液氮输送至所述高温超导样品架(105)的内部，所述永磁体样品架(104)位于所述高温超导体样品架的上方，所述力传感器(103)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：商晋，伍继浩，边星，龚领会，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：