[发明专利]高温超导块材捕获磁场测试装置及其测试方法

权利要求书

1.一种高温超导块材捕获磁场测试装置，包括机架(1)和位于机架(1) 底部固定安装的磁场源固定座(2)，其特征在于：机架(1)顶部设置有液氮杜 瓦容器的电控位移机构，机架(1)的侧面安装有驱动磁场传感器(12)的电控 位移台；所述液氮杜瓦容器的电控位移机构包括电机、驱动垂直位移的电动缸 (10)、电动缸(10)向下伸出的丝杆(8)、杜瓦瓶旋转机构(9)和分体式液氮 杜瓦容器，电机和电动缸固定在机架(1)顶部上方，分体式液氮杜瓦容器通过 杜瓦瓶旋转机构(9)上面的夹持器(7)连接和紧固，杜瓦瓶旋转机构(9)固 定安装在电动缸(10)的丝杆(8)上，杜瓦瓶旋转机构(9)由电机驱动；

所述分体式液氮杜瓦容器包括安装超导块材的小容量杜瓦(4)、保存和补充 液氮的大容量杜瓦(5)和液氮输送管(6)，小容量杜瓦(4)与大容量杜瓦(5) 之间通过液氮输送管(6)连接固定，液氮输送管(6)是小容量杜瓦(4)与大 容量杜瓦(5)之间的连通器；所述液氮输送管(6)由非金属隔热材料制成，中 间有连通孔。

2.根据权利要求1所述的一种高温超导块材捕获磁场测试装置，其特征在 于：所述电控位移台包括水平电控位移台(11)和杆状磁场传感器(12)，所述 水平电控位移台(11)上设置有承载重物的平台，杆状的磁场传感器(12)固定 在平台上。

3.根据权利要求1所述的一种高温超导块材捕获磁场测试装置，其特征在 于：所述磁场源固定座(2)设置有可更换的磁场源(3)，所述磁场源(3)采用 永久磁体或电磁体。

4.根据权利要求1所述的一种高温超导块材捕获磁场测试装置，其特征在 于：所述分体式液氮杜瓦容器由无磁非金属材料制成；

所述丝杆(8)由无磁铝合金或不锈钢制成；

所述夹持器(7)由无磁非金属材料制成；

所述机架(1)的材料采用无磁铝合金或不锈钢。

5.根据权利要求1所述的一种高温超导块材捕获磁场测试装置，其特征在 于：所述机架(1)采用II形或L形。

6.一种使用权利要求1所述的高温超导块材捕获磁场测试装置的测试方法， 其特征在于：所述磁场源(3)采用永久磁体时，测试步骤如下：

A、安装磁场源(3)

将选定的永久磁体安装在磁场源固定座(2)上，调整固定机构使永久磁体 的几何中心与固定座的几何中心重合；

B、测量磁场源的磁场

驱动磁场传感器测量磁场源的磁场强度及分布状态，产生并记录磁场源的测 试文件；

C、安装超导块材

将高温超导块材安装到分体式液氮杜瓦容器的小容量杜瓦(4)中，启动电 动缸(10)驱动，使超导块材垂直移动到磁场源(3)上方的指定位置；超导块 材移动到指定位置时，超导块材和磁场源之间的距离为冷却高度，根据测试需要 由试验者确定；

D、灌装液氮

将液氮由分体式液氮杜瓦容器的大容量杜瓦(5)缓慢灌入，对超导块材进 行冷却；冷却时间需要25-30分钟，根据超导块材的体积大小而定，超导块材体 积小所需冷却的时间短，反之冷却时间长，使超导块材完全进入超导态并在磁场 源(3)作用下产生捕获磁通；

E、撤去磁场源

电动缸(10)驱动提升分体式液氮杜瓦容器，使超导块材远离磁场源(30)； 松开磁场源固定座(2)，水平移去永磁体；

F、捕获磁场测试

启动测试软件，驱动磁场传感器(12)和电控位移机构配合运动，对超导块 材的捕获磁场进行3维扫描测试，产生并记录测试文件，所述测试文件包括数据 表和捕获磁场3维分布图形文件。

7.一种使用权利要求1所述的高温超导块材捕获磁场测试装置的测试方法， 其特征在于：所述磁场源(3)采用电磁体时，测试步骤如下：

A、安装磁场源(3)

将选定的电磁体安装在磁场源固定座(2)上，调整固定机构使电磁体的几 何中心与固定座的几何中心重合；

B、安装超导块材

将高温超导块材安装到分体式液氮杜瓦容器的小容量杜瓦(4)中，电动缸 (10)驱动使超导块材垂直移动到距离磁场源(3)上上方的指定位置；超导块 材移动到指定位置时，超导块材和磁场源之间的距离根据测试需要由试验者确 定；

C、灌装液氮

将液氮由分体式液氮杜瓦容器的大容量杜瓦(5)缓慢灌入，对超导块材进 行冷却；冷却时间需要25-30分钟，根据超导块材的体积大小而定，超导块材体 积小所需冷却的时间短，反之冷却时间长，使超导块材完全进入超导态并在磁场 源(3)作用下产生捕获磁通；

D、激励电磁体

接通电磁体电源，即给电磁铁通电，使电磁体充磁，同时测量电磁体的磁场 强度；

E、撤去磁场源(3)

断开电磁体电源，电动缸驱动提升分体式液氮杜瓦容器，使超导块材远离电 磁体线圈；松开磁场源固定座(2)，移去电磁体线圈；

F、捕获磁场测试

驱动磁场传感器(12)和电控位移机构配合运动，对超导块材的捕获磁场进 行3维扫描测试，产生并记录测试文件，所述测试文件包括数据表和捕获磁场3 维分布图形文件。