[发明专利]一种用于Halbach阵列的永磁悬浮力检测装置

说明书

一种用于Halbach阵列的永磁悬浮力检测装置，包括万能试验机、与所述万能试验机的测试端连接的阵列测试夹块，阵列测试夹块内还设有一个用于固定Halbach阵列的Halbach阵列安置器。其中的Halbach阵列安置器利用不同磁体安装孔之间的阻隔，避免阵列中各永磁体磁相互作用引起磁体翻转，磕碰磁体，破坏磁路。再配合阵列测试夹块之间的插销，本发明能够避免测试过程中永磁体之间角度或间距变化而引起的阵列侧向偏移，消除错位。本发明的装置结构简单，制作成本低。并且，通过不同定位孔与定位凸起之间的组合，本发明还提供有多个角度上的自由度，可方便地进行磁力相关的测试。

技术领域

本发明涉及永磁悬浮技术领域，尤其涉及一种永磁悬浮力的检测装置。

背景技术

Halbach阵列是一种新型的永磁体排列方式，它将不同磁化方向的永磁体按照一定的顺序排列，利用特殊的磁体单元的排列，增强单位方向的场强，使Halbach阵列一边的磁场显著增强，而另一边的磁场显著减弱，以此得到在空间上更为理想的正弦分布的磁场。Halbach阵列的这种近乎理想的工程特性，使得该阵列仅利用很少的磁体便能产生足够强度的磁场。因此，Halbach阵列受到了学术界和工业界的广泛关注，在磁悬浮轨道交通领域、永磁电机领域以及医用领域展现出广阔的应用前景。

由Halbach阵列构成的悬挂式永磁悬浮列车，通过永磁体之间的相互作用力实现列车悬浮。运载该磁悬浮列车的轨道由需要不同磁化方向的永磁体按照一定的顺序组合，铺设而成。相较于常用的常导或低温超导列车系统，虽然Halbach阵列永磁悬浮系统对于永磁体的需求量较大，但是其仍然具备：原理简单，工程造价偏低，列车运动过程中对电能需求较少，对于温度等环境要求较低，且容易实现，等优势。因此，Halbach阵列构成的悬挂式永磁悬浮列车具备广泛的应用前景。

为保证Halbach永磁悬浮列车动力的稳定性、运行的平稳性以及应用其的磁悬浮列车的安全性，应用该技术时，不可避免地需要对不同牌号的永磁体所构成的Halbach阵列的永磁悬浮力大小进行精确的实验测试。相关的实验至少需要包括对单排阵列水平悬浮力的测定，或者对双排磁阵列在不同角度以及间隙时悬浮力的测定。这些实验测试数据对于永磁悬浮列车的研究具有重要的指导意义。

但是，目前匮乏适用于Halbach阵列的永磁悬浮力的检测装置。传统的测试装置，由于其不曾考虑Halbach永磁阵列本身的排布难度以及阵列角度或间隙变化对上、下磁阵列间侧向力的影响，很难将其应用于Halbach阵列的测试中。即使将其勉强用于Halbach阵列的测量，也大多需要为测试装置增加复杂的结构，造价成本较高。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于Halbach阵列的永磁悬浮力检测装置。该装置具有结构简单、操作方便等优点，能够快速有效的进行Halbach阵列的组装，完成不同形式、不同角度、不同间隙下永磁悬浮力的测试，有效避免了测试过程中因角度变化、间隙缩减造成的侧向力作用，保证测试数据的准确性。

具体而言，为实现上述目的，本发明提出一种用于Halbach阵列的永磁悬浮力检测装置，包括：万能试验机，所述万能试验机是一种集拉伸、弯曲、压缩、剪切、环刚度等功能于一体的材料试验机，主要用于金属、非金属材料力学性能试验；所述万能试验机的测试端连接有阵列测试夹块，所述阵列测试夹块内还设有Halbach阵列安置器；所述Halbach阵列安置器和所述阵列测试夹块均为无磁材料。其中，所述Halbach阵列安置器的一个侧面上设有两个以上的、向所述Halbach阵列安置器的内部延伸的磁体安装孔，所述磁体安装孔的数量及所述各磁体孔的形状均与所述Halbach阵列内的永磁体相匹配，所述磁体之间设有阻隔，所述磁体安装孔由阵列固定装置密封；所述阵列测试夹块包括相对设置的至少一对，所述各阵列测试夹块均包括：固定部与夹持部；所述夹持部用于夹持并固定所述Halbach阵列安置器；所述固定部设置于所述夹持部上远离所述Halbach阵列安置器的一端，用于与所述万能试验机连接；所述每一对阵列测试夹块之间均分别通过插销固定。