可变高磁场下高温超导线圈磁悬浮特性测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及超导磁悬浮领域，具体来讲是一种高温超导线圈磁悬浮力测试装置。
【背景技术】
[0002]超导体的温度降低到特定的临界温度以下时电阻率突然消失的现象称为超导体的零电阻效应。由于零电阻效应，用超导线材绕制的超导线圈可以承受很大的电流，从而产生很高磁场。在超导线圈内持续流动的电流产生的磁场与外界磁场发生相互作用，从而产生超导磁悬浮现象。
[0003]高温超导磁悬浮列车是高温超导线圈在磁悬浮技术领域的重要应用之一，设计研制高温超导磁悬浮列车时，必须对高温超导线圈的各种磁悬浮性能进行详细的研究与测试。但现有的高温超导磁悬浮测试装置只能在永磁体背景磁场下测试高温超导块材的磁悬浮性能。而不能测试高温超导磁悬浮列车的感应可变背景磁场情况下的高温超导线圈的磁悬浮性能，无法为高温超导磁悬浮列车的设计研制提供可靠的磁悬浮性能试验数据。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种测试高温超导线圈磁悬浮力特性的装置，该装置能测试可变高磁场下高温超导线圈的磁悬浮力性能；从而能为高温超导磁悬浮列车的设计、研制，提供可靠的磁悬浮性能试验数据。
[0005]本发明实现其发明目的所采用的技术方案是:一种测试高温超导线圈磁悬浮力特性的装置，其结构特点是:
[0006]绝缘的支撑板通过竖直的支撑杆固定在杜瓦的顶部；支撑板上有伺服电机，伺服电机向下的电机轴依次通过导向杆、三轴力传感器、传力杆和高温超导线圈相连；支撑板上的位移传感器的传感头与导向杆相连；
[0007]所述的杜瓦中部设有室温孔，室温孔中搁置上部敞口的T型液氮容器，高温超导线圈悬空置于T型液氮容器内腔的中下部，高温超导线圈的接线端通过电流引线与支撑板上的电流引线接线杆相连；
[0008]所述的杜瓦环绕室温孔的腔壁上放置环型的超导磁体。
[0009]本发明的工作过程与原理如下:
[0010]通过伺服电机依次带动导向杆、三轴力传感器、传力杆驱动高温超导线圈向下移动，位移传感器实时记录高温超导线圈下移的距离，至高温超导线圈到达超导磁体中心时停止。向T型液氮容器注入液氮，直到电流引线完全浸入液氮。高温超导线圈冷却稳定后，将电流引线接线杆连接外部直流电源，给高温超导线圈通直流电，产生向下的磁场。然后给超导磁体通直流电，产生向上的磁场。向上的磁场和向下的磁场相互作用产生悬浮力，经过传力杆传给三轴力传感器，三轴力传感器对高温超导线圈受到的三个方向的力数据进行实时采集。改变超导磁体和高温超导线圈通入的直流电的方向和大小，即可测出不同背景磁场下、不同高温超导线圈电流情况下，高温超导线圈在三个方向受到的力，从而完成高温超导线圈的磁悬浮性能测试。
[0011]在伺服电机驱动高温超导线圈运动的过程中，同时记录高温超导线圈受到的三个方向的力数据和高温超导线圈下移的距离，则可测试出高温超导线圈在动态移动过程中的磁悬浮性能。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0013]一、本发明装置所提供的背景磁场由超导磁体产生，该磁体产生的磁场为可变磁场，可以通过控制电流来控制磁体产生任意大小和变化速率的背景磁场；并且测试的力是高温超导线圈受到的悬浮力。它与高温超导磁悬浮列车的背景磁场可变、感应产生悬浮力的是高温超导线圈的情形完全相同。也即它能测试可变高磁场下高温超导线圈的磁悬浮力性能，从而能为高温超导磁悬浮列车的设计、研制，提供可靠的磁悬浮性能试验数据。
[0014]二、本发明的伺服电机可以控制导向杆下降速度，不仅可以测试高温超导线圈静态下的磁悬浮性能；还可以测试变速升降的动态条件下，高温超导线圈的磁悬浮性能。
[0015]上述的传力杆为高强度低热收缩系数的非金属材料制成。
[0016]当传力杆浸入或伸出液氮容器时，传力杆的热胀冷缩小，可减少高温超导线圈位移移动的误差，使其测试结果更精确、可靠。
[0017]上述的电流引线为高温超导电流引线。
[0018]位于液氮容器中的高温超导电流引线处于超导状态，电阻为零，不发热。可有效减少液氮容器中液氮的挥发，降低测试成本。
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
【附图说明】
[0020]图1为本发明实施例的装置示意图。
[0021]具体实施方法实施例
[0022]图1示出，本发明的一种【具体实施方式】是，一种可变高磁场下高温超导线圈磁悬浮特性测试装置，其组成是:绝缘的支撑板1通过竖直的支撑杆2固定在杜瓦3的顶部；支撑板1上有伺服电机6，伺服电机6向下的电机轴依次通过导向杆6a、三轴力传感器9、传力杆10和高温超导线圈13相连；支撑板1上的位移传感器8的传感头与导向杆6a相连；
[0023]所述的杜瓦3中部设有室温孔5，室温孔5中搁置上部敞口的T型液氮容器11，高温超导线圈13悬空置于T型液氮容器11内腔的中下部，高温超导线圈13的接线端通过电流引线12与支撑板1上的电流引线接线杆7相连；
[0024]所述的杜瓦3环绕室温孔5的腔壁上放置环型的超导磁体4。
[0025]本例的传力杆10为高强度低热收缩系数的非金属材料制成。
[0026]本例的电流引线12为高温超导电流引线。
【主权项】
1.一种可变高磁场下高温超导线圈磁悬浮特性测试装置，其组成是: 绝缘的支撑板(1)通过竖直的支撑杆(2)固定在杜瓦(3)的顶部；支撑板(1)上有伺服电机(6)，伺服电机(6)向下的电机轴依次通过导向杆(6a)、三轴力传感器(9)、传力杆(10)和高温超导线圈(13)相连；支撑板⑴上的位移传感器⑶的传感头与导向杆(6a)相连； 所述的杜瓦(3)中部设有室温孔(5)，室温孔(5)中搁置上部敞口的T型液氮容器(11)，高温超导线圈(13)悬空置于T型液氮容器(11)内腔的中下部，高温超导线圈(13)的接线端通过电流引线(12)与支撑板(1)上的电流引线接线杆(7)相连； 所述的杜瓦(3)环绕室温孔(5)的腔壁上放置环型的超导磁体(4)。2.根据权利要求1所述的一种测试高温超导线圈磁悬浮力特性的装置，其特征在于:所述的传力杆(10)为高强度低热收缩系数的非金属材料制成。3.根据权利要求1所述的一种测试高温超导线圈磁悬浮力特性的装置，其特征在于:所述的电流引线(12)为高温超导电流引线。
【专利摘要】一种可变高磁场下高温超导线圈磁悬浮特性测试装置，其组成是：绝缘的支撑板通过支撑杆固定在杜瓦顶部；支撑板上有伺服电机，伺服电机向下的电机轴依次通过导向杆、三轴力传感器、传力杆和高温超导线圈相连；支撑板上的位移传感器的传感头与导向杆相连；杜瓦中部的室温孔搁置上部敞口的T型液氮容器，高温超导线圈置于T型液氮容器内腔的中下部，高温超导线圈的接线端通过电流引线与支撑板上的电流引线接线杆相连；杜瓦环绕室温孔的腔壁上放置环型的超导磁体。该装置能测试可变高磁场下高温超导线圈的磁悬浮力性能；从而能为高温超导磁悬浮列车的设计、研制，提供可靠的磁悬浮性能试验数据。
【IPC分类】G01R33/12
【公开号】CN105372608
【申请号】CN201510981947
【发明人】羊新胜, 刘力源, 赵勇, 王刚, 张勇, 朱运鹏, 邱添
【申请人】西南交通大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月23日