[实用新型]一种大晶粒高温超导块材磁悬浮力测量装置

说明书

本实用新型公开了一种大晶粒高温超导块材磁悬浮力测量装置，包括支撑架、垂直移动机构、二维水平移动机构、三维力传感器、低温容器、数据采集系统和微机，支撑架包括上固定板和下固定板，上固定板与下固顶板之间的四角分别设有前后左右四根平行的立柱，垂直移动机构固设在上固定板，其包括步进电机和精密滚珠丝杠副，其丝杠螺母上固设升降套管，二维水平移动机构的底板固设在下固定板，三维力传感器设置在二维水平移动机构的顶部，三维力传感器与低温容器连接，固设超导样品的样品架螺接在低温容器底部，低温容器中盛装液体氮，数据采集系统输入端分别与垂直移动机构的步进电机和二维水平移动机构的步进电机连接，数据采集系统输出端与微机连接。

技术领域

本实用新型涉及一种大晶粒高温超导块材磁悬浮力测量装置。

背景技术

磁浮力与俘获磁场是表征块状超导材料特性的重要参数。虽然后者更能全面地反映材料的本征特性，但由于测试条件要求复杂，费用昂贵而不能作为材料地常规检测手段。相比之下，磁浮力地测量简单易行，而俘获磁场的测量要复杂得多，相比较之前的磁浮力测量装置，本专利设计了一种简单方便的三维磁悬浮力测量装置，简化了以前多维力测量的复杂结构，使用单个力传感器既可在不破坏样品的情况下对块材磁浮力，导向力等进行测量。

完全抗磁性和零电阻效应是超导材料的主要特征。当一个超导处于外界磁场中时，由于抗磁性和磁通钉扎效应的作用，在超导体内部将感应出屏蔽电流，又由于零电阻效应所致，屏蔽电流几乎不随时间衰减。在超导样品内持续流动的屏蔽电流产生的磁场与外磁场发生相互作用，从而产生超导磁悬浮现象。以超导磁悬浮现象为基础的超导磁悬浮技术在能源(飞轮储能)、交通(磁浮车)、机械工业(无摩擦轴承) 等诸多领域具有潜在的应用价值。

俘获磁场是超导材料在磁悬浮技术上应用的重要参数。不仅可以判断超导块材是否单畴，也可计算其磁浮力性能，甚至可以对超导块材的内部缺陷的程度进行简单推断。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供了一种测量简单方便的大晶粒高温超导块材磁悬浮力测量装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下设计方案：

一种大晶粒高温超导块材磁悬浮力测量装置，它包括支撑架、垂直移动机构、二维水平移动机构、三维力传感器、低温容器、数据采集系统和微机，该支撑架包括上固定板和下固定板，该上固定板与该下固顶板之间的四角分别设有前后左右四根平行的立柱，该垂直移动机构固设在上固定板，该垂直移动机构包括步进电机和精密滚珠丝杠副，该精密滚珠丝杠副的丝杠螺母上固设升降套管，该二维水平移动机构的底板固设在下固定板，该三维力传感器设置在该二维水平移动机构的顶部，该三维力传感器与该低温容器通过尼龙垫块连接，固设超导样品的样品架螺接在低温容器的底部，该低温容器中盛装液体氮，该数据采集系统输入端分别与该垂直移动机构的步进电机和该二维水平移动机构的步进电机连接，该数据采集系统输出端与微机连接。

在所述垂直移动机构的丝杠螺母与所述四根立柱之间设置导向装置，该导向装置包括升降板和分别对应地滑动安装在所述四根立柱上的导座，该升降板固连在各该导座与精密滚珠丝杠副的丝杠螺母之间，同时该升降板与所述升降套管连接。

所述垂直移动机构和所述二维水平移动机构分别匹配位移传感器。

所述二维水平移动机构的最大水平移动范围可大于100mm，所述垂直移动机构的移动距离大于100mm，所述步进电机驱动连接的丝杠的最小步进距离小于25微米。