专利名称：一种μm级超导丝材低温下光电联合测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及超导材料测量技术，具体地，涉及一种μ m级超导丝材低温下光电联合测量系统。
背景技术：
铌钛(NbTi)超导复合丝，属于多尺度复合材料，主要由纯NbTi超导丝和铜基组成；其中，纯NbTi超导丝的量级为μπι级。在现有的技术中，对μ m级丝材的测量，一般将引伸计直接夹在纯超导细丝上进行测量。通常，因为常规引伸计的质量远大于纯NbTi超导丝的质量，会拉拽ym级细丝，使其弯曲，从而极大的影响对μ m级超导丝材实验测量的角度。具体地，在现有技术中，对于μπι级超导丝材的测量有大致两种不同的方法一种是基于电学原理的应变计测量法，另一种是基于光学原理的光学探测器测量法。但是，这两种方法只适合在常温下进行，在极低温区下(如77Κ)，这两种方法测量均存在一定的误差。另外，引伸计夹到μ m级细丝上，引伸计的刀口很容易将超导细丝切断，造成实验无法进行。综上所述，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下缺陷(1)测量角度准确性差常规引伸计的质量远大于纯NbTi超导丝的质量，会拉拽 ym级细丝，使其弯曲，从而极大的影响对μ m级超导丝材实验测量的角度；(2)实验可靠性低引伸计夹到Pm级细丝上，引伸计的刀口很容易将超导细丝切断，造成实验无法进行；(3)低温下测量误差大在极低温区下(如77K)，基于电学原理的应变计测量法、 与基于光学原理的光学探测器测量法，均存在一定的误差。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种μ m级超导丝材低温下光电联合测量系统，以实现测量角度准确性好、实验可靠性高与低温下测量误差小的优点。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种ym级超导丝材低温下光电联合测量系统，包括去除铜基的μπι级纯超导丝材，以及分别与所述μπι级纯超导丝材配合设置的Pm级超导丝材光学测量装置、及μ m级超导丝材电学测量装置。进一步地，所述μ m级超导丝材光学测量装置，包括用于为所述μπι级纯超导丝材提供低温环境的低温箱；可移动式设在Pm级纯超导丝材上、且用于标记ym级纯超导丝材上任意两点位置的第一吸光靶与第二吸光靶；以及可随所述第一吸光靶与第二吸光靶移动，且用于记录μπι级纯超导丝材任意两点在低温下拉伸时的相对位移、并计算出μπι级纯超导丝材的拉伸应变量的光学探测器；在所述低温箱上，设有用于光学探测器的光束透过的玻璃窗。进一步地，所述第一吸光靶与第二吸光靶均为黑色吸光靶。
进一步地，所述μ m级超导丝材电学测量装置，包括用于提供低温环境与一对曲面刀口的低温引伸计，以及固定套接在μ m级纯超导丝材两端的一对铜套；所述低温引伸计通过一对曲面刀口，与μ m级纯超导丝材的一对铜套接触。进一步地，所述低温引伸计为4. 2K低温电阻应变计。本发明各实施例的μ m级超导丝材低温下光电联合测量系统，由于包括去除铜基的μm级纯超导丝材，以及分别与μm级纯超导丝材配合设置的μm级超导丝材光学测量装置、及μ m级超导丝材电学测量装置；可以将μ m级超导丝材光学测量装置与μ m级超导丝材电学测量装置同时装配在同一个实验系统中，实现在低温下运用这两种测量方法对试样(即μ m级纯超导丝材)进行同时测量，将基于两种不同原理的测量结果进行对比，分析，从而消除单一方法测量而产生的系统误差；从而可以克服现有技术中测量角度准确性差、实验可靠性低与低温下测量误差大的缺陷，以实现测量角度准确性好、实验可靠性高与低温下测量误差小的优点。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中图1为根据本发明μ m级超导丝材低温下光电联合测量系统中μ m级超导丝材光学测量装置的工作原理示意图；图2为根据本发明μ m级超导丝材低温下光电联合测量系统中μ m级超导丝材电学测量装置的工作原理示意图。结合附图，本发明实施例中附图标记如下1-光束；2-光学探测器；3-玻璃窗；4-吸光靶；5-低温箱；6- μ m级纯超导丝材； 7-低温引伸计；8-铜套；9-刀口。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。根据本发明实施例，提供了一种μ m级超导丝材低温下光电联合测量系统。如图 1和图2所示，本实施例包括去除铜基的μ m级纯超导丝材6，以及分别与ym级纯超导丝材6配合设置的μm级超导丝材光学测量装置、及μm级超导丝材电学测量装置。在上述实施例中，上述ym级超导丝材光学测量装置，包括用于为ym级纯超导丝材6提供低温环境的低温箱5 ；可移动式设在μ m级纯超导丝材6上、且用于标记μ m级纯超导丝材6上任意两点位置的第一吸光靶4与第二吸光靶4 ；以及可随第一吸光靶4与第二吸光靶4移动，且用于记录μ m级纯超导丝材6任意两点在低温下拉伸时的相对位移、并计算出μ m级纯超导丝材6的拉伸应变量的光学探测器2 ；在低温箱5上，设有用于光学探测器2的光束(如光束1)透过的玻璃窗3。这里，上述第一吸光靶4与第二吸光靶4均为黑色吸光靶。在上述实施例中，运用光学探测器2，可以记录μ m级纯超导丝材6任意指定两个点在低温下的拉伸时相对位移情况，从而可以计算出μ m级纯超导丝材6的拉伸应变量，光学探测器2的优点在于不需要补偿方式，低温环境对其基本没有影响。由于低温下，光学探测器2不能够很好的检测到试样(即μ m级纯超导丝材6)，因此，在样品待测两点上贴有黑色吸光靶4，这样就可以使光学探测器2在低温下，随着黑色吸光靶的移动而移动，进而准确的测量μ m级纯超导丝材6的拉伸应变量。在上述实施例中，上述μ m级超导丝材电学测量装置，包括用于提供低温环境与一对曲面刀口 9的低温引伸计7，以及固定套接在μ m级纯超导丝材6两端的一对铜套8 ； 低温引伸计7通过一对曲面刀口 9，与μ m级纯超导丝材6的一对铜套8接触。这里，上述低温引伸计7为4. I低温电阻应变计。 在上述实施例中，与现有技术相比，对低温弓丨伸计7的刀口 9进行了改造，即，将低温引伸计7的刀口 9由原来的平面改造成曲面，这样会大大的减少刀口 9对μ m级超导丝材的破坏程度；与此同时，在实验过程中，可以将μ m级超导丝材的样品两端进行改造，即， 将μ m级超导丝材两端运用一对铜套8固定，由于铜套8的刚度很大，这样可以进一步减小刀口 9对μ m级超导丝材的破坏程度；同时，也可以保证对μ m级超导丝材测量的角度。在上述实施例中，首次将这两种方法(低温应变计测量法和光学探测器2测量法) 同时装配在同一个实验系统中，可以实现在低温下运用这两种方法对试样进行同时测量， 将基于两种不同原理的测量结果进行对比，分析，从而消除单一方法测量而产生的系统误差，首次实现对μ m级纯超导丝材6的光电联合测量，更准确的测量ym级纯超导丝材6的形变。为了达到上述目的，可以在同一台装置上同时配有两种测量仪器来测量样品的形变量，并且，两种测量仪器是基于不同测量原理的，在测量中，这两种测量仪器是可以任意切换的，因此真正实现μ m级纯超导丝材6的光电联合测量。综上所述，本发明各实施例的Pm级超导丝材低温下光电联合测量系统，由于包括去除铜基的μm级纯超导丝材，以及分别与μm级纯超导丝材配合设置的μm级超导丝材光学测量装置、及μ m级超导丝材电学测量装置；可以将μ m级超导丝材光学测量装置与 μ m级超导丝材电学测量装置同时装配在同一个实验系统中，实现在低温下运用这两种测量方法对试样(即μ m级纯超导丝材)进行同时测量，将基于两种不同原理的测量结果进行对比，分析，从而消除单一方法测量而产生的系统误差；从而可以克服现有技术中测量角度准确性差、实验可靠性低与低温下测量误差大的缺陷，以实现测量角度准确性好、实验可靠性高与低温下测量误差小的优点。最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种_级超导丝材低温下光电联合测量系统，其特征在于，包括去除铜基的,级纯超导丝材，以及分别与所述^^3级纯超导丝材配合设置的级超导丝材光学测量装置、 及/I簿级超导丝材电学测量装置。
2.根据权利要求1所述的_级超导丝材低温下光电联合测量系统，其特征在于，所述级超导丝材光学测量装置，包括用于为所述级纯超导丝材提供低温环境的低温箱；可移动式设在_级纯超导丝材上、且用于标记—级纯超导丝材上任意两点位置的第一吸光靶与第二吸光靶；以及可随所述第一吸光靶与第二吸光靶移动，且用于记录·级纯超导丝材任意两点在低温下拉伸时的相对位移、并计算出_级纯超导丝材的拉伸应变量的光学探测器；在所述低温箱上，设有用于光学探测器的光束透过的玻璃窗。
3.根据权利要求2所述的师级超导丝材低温下光电联合测量系统，其特征在于，所述第一吸光靶与第二吸光靶均为黑色吸光靶。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的级超导丝材低温下光电联合测量系统，其特征在于，所述只》!级超导丝材电学测量装置，包括用于提供低温环境与一对曲面刀口的低温引伸计，以及固定套接在^^级纯超导丝材两端的一对铜套；所述低温引伸计通过一对曲面刀口，与,级纯超导丝材的一对铜套接触。
5.根据权利要求4所述的_级超导丝材低温下光电联合测量系统，其特征在于，所述低温引伸计为4. 2K低温电阻应变计。
全文摘要
本发明公开了一种μm级超导丝材低温下光电联合测量系统，包括去除铜基的μm级纯超导丝材，以及分别与所述μm级纯超导丝材配合设置的μm级超导丝材光学测量装置、及μm级超导丝材电学测量装置。本发明所述μm级超导丝材低温下光电联合测量系统，可以克服现有技术中测量角度准确性差、实验可靠性低与低温下测量误差大等缺陷，以实现测量角度准确性好、实验可靠性高与低温下测量误差小的优点。
文档编号G01B7/16GK102278949SQ20111019907
公开日2011年12月14日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者关明智, 周又和, 王省哲 申请人:兰州大学