可變高磁場下高溫超導線圈磁懸浮特性測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超導磁懸浮領(lǐng)域，具體來講是一種高溫超導線圈磁懸浮力測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]超導體的溫度降低到特定的臨界溫度以下時電阻率突然消失的現(xiàn)象稱為超導體的零電阻效應(yīng)。由于零電阻效應(yīng)，用超導線材繞制的超導線圈可以承受很大的電流，從而產(chǎn)生很高磁場。在超導線圈內(nèi)持續(xù)流動的電流產(chǎn)生的磁場與外界磁場發(fā)生相互作用，從而產(chǎn)生超導磁懸浮現(xiàn)象。
[0003]高溫超導磁懸浮列車是高溫超導線圈在磁懸浮技術(shù)領(lǐng)域的重要應(yīng)用之一，設(shè)計研制高溫超導磁懸浮列車時，必須對高溫超導線圈的各種磁懸浮性能進行詳細的研究與測試。但現(xiàn)有的高溫超導磁懸浮測試裝置只能在永磁體背景磁場下測試高溫超導塊材的磁懸浮性能。而不能測試高溫超導磁懸浮列車的感應(yīng)可變背景磁場情況下的高溫超導線圈的磁懸浮性能，無法為高溫超導磁懸浮列車的設(shè)計研制提供可靠的磁懸浮性能試驗數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種測試高溫超導線圈磁懸浮力特性的裝置，該裝置能測試可變高磁場下高溫超導線圈的磁懸浮力性能；從而能為高溫超導磁懸浮列車的設(shè)計、研制，提供可靠的磁懸浮性能試驗數(shù)據(jù)。
[0005]本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是:一種測試高溫超導線圈磁懸浮力特性的裝置，其結(jié)構(gòu)特點是:
[0006]絕緣的支撐板通過豎直的支撐桿固定在杜瓦的頂部；支撐板上有伺服電機，伺服電機向下的電機軸依次通過導向桿、三軸力傳感器、傳力桿和高溫超導線圈相連；支撐板上的位移傳感器的傳感頭與導向桿相連；
[0007]所述的杜瓦中部設(shè)有室溫孔，室溫孔中擱置上部敞口的T型液氮容器，高溫超導線圈懸空置于T型液氮容器內(nèi)腔的中下部，高溫超導線圈的接線端通過電流引線與支撐板上的電流引線接線桿相連；
[0008]所述的杜瓦環(huán)繞室溫孔的腔壁上放置環(huán)型的超導磁體。
[0009]本發(fā)明的工作過程與原理如下:
[0010]通過伺服電機依次帶動導向桿、三軸力傳感器、傳力桿驅(qū)動高溫超導線圈向下移動，位移傳感器實時記錄高溫超導線圈下移的距離，至高溫超導線圈到達超導磁體中心時停止。向T型液氮容器注入液氮，直到電流引線完全浸入液氮。高溫超導線圈冷卻穩(wěn)定后，將電流引線接線桿連接外部直流電源，給高溫超導線圈通直流電，產(chǎn)生向下的磁場。然后給超導磁體通直流電，產(chǎn)生向上的磁場。向上的磁場和向下的磁場相互作用產(chǎn)生懸浮力，經(jīng)過傳力桿傳給三軸力傳感器，三軸力傳感器對高溫超導線圈受到的三個方向的力數(shù)據(jù)進行實時采集。改變超導磁體和高溫超導線圈通入的直流電的方向和大小，即可測出不同背景磁場下、不同高溫超導線圈電流情況下，高溫超導線圈在三個方向受到的力，從而完成高溫超導線圈的磁懸浮性能測試。
[0011]在伺服電機驅(qū)動高溫超導線圈運動的過程中，同時記錄高溫超導線圈受到的三個方向的力數(shù)據(jù)和高溫超導線圈下移的距離，則可測試出高溫超導線圈在動態(tài)移動過程中的磁懸浮性能。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0013]一、本發(fā)明裝置所提供的背景磁場由超導磁體產(chǎn)生，該磁體產(chǎn)生的磁場為可變磁場，可以通過控制電流來控制磁體產(chǎn)生任意大小和變化速率的背景磁場；并且測試的力是高溫超導線圈受到的懸浮力。它與高溫超導磁懸浮列車的背景磁場可變、感應(yīng)產(chǎn)生懸浮力的是高溫超導線圈的情形完全相同。也即它能測試可變高磁場下高溫超導線圈的磁懸浮力性能，從而能為高溫超導磁懸浮列車的設(shè)計、研制，提供可靠的磁懸浮性能試驗數(shù)據(jù)。
[0014]二、本發(fā)明的伺服電機可以控制導向桿下降速度，不僅可以測試高溫超導線圈靜態(tài)下的磁懸浮性能；還可以測試變速升降的動態(tài)條件下，高溫超導線圈的磁懸浮性能。
[0015]上述的傳力桿為高強度低熱收縮系數(shù)的非金屬材料制成。
[0016]當傳力桿浸入或伸出液氮容器時，傳力桿的熱脹冷縮小，可減少高溫超導線圈位移移動的誤差，使其測試結(jié)果更精確、可靠。
[0017]上述的電流引線為高溫超導電流引線。
[0018]位于液氮容器中的高溫超導電流引線處于超導狀態(tài)，電阻為零，不發(fā)熱?？捎行p少液氮容器中液氮的揮發(fā)，降低測試成本。
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實施例的裝置示意圖。
[0021]具體實施方法實施例
[0022]圖1示出，本發(fā)明的一種【具體實施方式】是，一種可變高磁場下高溫超導線圈磁懸浮特性測試裝置，其組成是:絕緣的支撐板1通過豎直的支撐桿2固定在杜瓦3的頂部；支撐板1上有伺服電機6，伺服電機6向下的電機軸依次通過導向桿6a、三軸力傳感器9、傳力桿10和高溫超導線圈13相連；支撐板1上的位移傳感器8的傳感頭與導向桿6a相連；
[0023]所述的杜瓦3中部設(shè)有室溫孔5，室溫孔5中擱置上部敞口的T型液氮容器11，高溫超導線圈13懸空置于T型液氮容器11內(nèi)腔的中下部，高溫超導線圈13的接線端通過電流引線12與支撐板1上的電流引線接線桿7相連；
[0024]所述的杜瓦3環(huán)繞室溫孔5的腔壁上放置環(huán)型的超導磁體4。
[0025]本例的傳力桿10為高強度低熱收縮系數(shù)的非金屬材料制成。
[0026]本例的電流引線12為高溫超導電流引線。
【主權(quán)項】
1.一種可變高磁場下高溫超導線圈磁懸浮特性測試裝置，其組成是: 絕緣的支撐板(1)通過豎直的支撐桿(2)固定在杜瓦(3)的頂部；支撐板(1)上有伺服電機(6)，伺服電機(6)向下的電機軸依次通過導向桿(6a)、三軸力傳感器(9)、傳力桿(10)和高溫超導線圈(13)相連；支撐板⑴上的位移傳感器⑶的傳感頭與導向桿(6a)相連； 所述的杜瓦(3)中部設(shè)有室溫孔(5)，室溫孔(5)中擱置上部敞口的T型液氮容器(11)，高溫超導線圈(13)懸空置于T型液氮容器(11)內(nèi)腔的中下部，高溫超導線圈(13)的接線端通過電流引線(12)與支撐板(1)上的電流引線接線桿(7)相連； 所述的杜瓦(3)環(huán)繞室溫孔(5)的腔壁上放置環(huán)型的超導磁體(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試高溫超導線圈磁懸浮力特性的裝置，其特征在于:所述的傳力桿(10)為高強度低熱收縮系數(shù)的非金屬材料制成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試高溫超導線圈磁懸浮力特性的裝置，其特征在于:所述的電流引線(12)為高溫超導電流引線。
【專利摘要】一種可變高磁場下高溫超導線圈磁懸浮特性測試裝置，其組成是：絕緣的支撐板通過支撐桿固定在杜瓦頂部；支撐板上有伺服電機，伺服電機向下的電機軸依次通過導向桿、三軸力傳感器、傳力桿和高溫超導線圈相連；支撐板上的位移傳感器的傳感頭與導向桿相連；杜瓦中部的室溫孔擱置上部敞口的T型液氮容器，高溫超導線圈置于T型液氮容器內(nèi)腔的中下部，高溫超導線圈的接線端通過電流引線與支撐板上的電流引線接線桿相連；杜瓦環(huán)繞室溫孔的腔壁上放置環(huán)型的超導磁體。該裝置能測試可變高磁場下高溫超導線圈的磁懸浮力性能；從而能為高溫超導磁懸浮列車的設(shè)計、研制，提供可靠的磁懸浮性能試驗數(shù)據(jù)。
【IPC分類】G01R33/12
【公開號】CN105372608
【申請?zhí)枴緾N201510981947
【發(fā)明人】羊新勝, 劉力源, 趙勇, 王剛, 張勇, 朱運鵬, 邱添
【申請人】西南交通大學
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月23日