一种观察超导体发生超导转变的实验装置的制作方法

本发明涉及超导体超导转变的研究技术，特别涉及一种观察超导体发生超导转变的实验装置。

背景技术：

目前，一般采用综合物性测量系统ppms测量电阻随温度的变化情况或采用超导量子干涉仪squid测量抗磁效应来观察超导体发生超导转变的现象，但这两种仪器价格昂贵，操作复杂，实际应用比较困难。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种观察超导体发生超导转变的实验装置，有效的克服了现有技术的缺陷。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种观察超导体发生超导转变的实验装置，包括腔体结构，上述腔体结构上设有四个连通其内部的接口，且四个接口分别为a口、b口、c口和d口；安全阀，上述安全阀与上述a口密封连接并连通；电连接接头，上述电连接接头密封安装在上述b口处；抽真空及压力维持机构，上述抽真空及压力维持机构与上述c口密封连接并连通，用于对整个漏率检测装置抽真空并控制维持压力；连接管，上述连接管为两端开口的管体，其一端与上述d口密封连接并连通，另一端安装有用于安装超导体的置放架；导电件，上述导电件穿过上述腔体结构和连接管的内部，其两端分别与上述电连接接头和超导体电连接；实验筒，上述实验筒为一端敞口的筒体，其套设于上述置放架外，上述实验筒为一端敞口与上述连接管的另一端密封连接并连通。

本发明的有益效果是：结构设计简单、合理，操作使用方便，整个装置成本低，能够有效的研究观察超导体超导转变的状况。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，上述腔体结构为四通管件。

采用上述进一步方案的有益效果是其为市面上通用件，使用灵活、方便。

进一步，上述电连接接头为真空航插。

采用上述进一步方案的有益效果是使用方便、灵活，利于导电件信号的采集与传输。

进一步，上述抽真空及压力维持机构为真空角阀。

采用上述进一步方案的有益效果是使用方便、灵活。

进一步，上述连接管为不锈钢管。

采用上述进一步方案的有益效果是耐腐蚀性好，经久耐用。

进一步,上述实验筒和连接管均为圆管状结构，上述实验筒的敞口端外围以及上述连接管的另一端端部的外围分别设有相对应的法兰，两个上述法兰相互密封连接。

采用上述进一步方案的有益效果是设计合理，利于实验筒与连接管的良好密封连接。

进一步，上述置放架包括放置板和多根连杆，上述放置板间隔设置于上述连接管另一端，多根上述连杆间隔设置，且一端分别与上述放置板可拆卸连接，另一端分别与上述连接管的另一端端部的法兰可拆卸连接，上述超导体安装于上述放置板上。

采用上述进一步方案的有益效果是结构设计简单，利于超导体的良好放置。

进一步，上述连杆均为环氧棒。

采用上述进一步方案的有益效果是利于超导体的良好隔热，降低液氮低温快速传到对其转化的影响。

进一步，多根上述连杆均匀间隔的围设于上述超导体的四周，并分别与上述连接管另一端端部的法兰垂直连接。

采用上述进一步方案的有益效果是结构紧凑，利于超导体的平稳放置，及置物架与连接管的牢固连接。

附图说明

图1为本发明的观察超导体发生超导转变的实验装置的结构示意图；

图2为本发明的观察超导体发生超导转变的实验装置中真空角阀的结构示意图。

图3为本发明的观察超导体发生超导转变的实验装置中连接管的结构示意图；

图4为本发明的观察超导体发生超导转变的实验装置中实验筒的结构示意图；

图5为本发明的观察超导体发生超导转变的实验装置中实验筒的一端的平面结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、腔体结构，2、安全阀，3、电连接接头，4、抽真空及压力维持机构，5、连接管，6、置放架，7、超导体，8、导电件，9、实验筒，11、第二kf卡箍，12、第二kf卡箍，13、第二kf卡箍，14、第二kf卡箍，41、抽真空接口，42、密封档板旋钮，51、液氦杜瓦法兰盘，61、放置板，62、连杆，91、定位缺口，92、螺栓孔，93、密封槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例：如图1所示，本实施例的观察超导体发生超导转变的实验装置包括腔体结构1，上述腔体结构1上设有四个连通其内部的接口，且四个接口分别为a口、b口、c口和d口；安全阀2，上述安全阀2与上述a口密封连接并连通；电连接接头3，上述电连接接头3密封安装在上述b口处；抽真空及压力维持机构4，上述抽真空及压力维持机构4与上述c口密封连接并连通，用于对整个漏率检测装置抽真空并控制维持压力；连接管5，上述连接管5为两端开口的管体，其一端与上述d口密封连接并连通，另一端安装有用于安装超导体7的置放架6；导电件8，上述导电件8穿过上述腔体结构1和连接管5的内部，其两端分别与上述电连接接头3和超导体7电连接；实验筒9，上述实验筒9为一端敞口的筒体，其套设于上述置放架6外，上述实验筒9为一端敞口与上述连接管5的另一端密封连接并连通。

实验前，按上述结构将各个配件装配好，并预先将超导体7安装在置放架6上，并使其与电连接接头3通过导电件8电连接，并将电连接接头3通过电路连接实验室常用源表(数字源表)、万用表等设备，并将实验室常用源表(数字源表)或万用表等设备与上位机(电脑)连接通讯，之后按下述步骤进行检测：

步骤一、通过抽真空及压力维持机构4对整个腔体结构1及连接管5和实验筒9抽真空处理；

步骤二、将实验筒9由液氦杜瓦管口放入，并完全浸没于液氮内，并将管口密封；

步骤三、通过电连接接头3将导电件8中的信号引出，用四线法测量超导体7的电阻；

步骤四、随着超导体7不断被液氦冷却，实测的电阻数据由源表(数字源表)或万用表等设备导入上位机，由上位机处观察超导体7的电阻值的变化情况，当某一时刻电阻值突然变为零时，即超导体11发生了超导转变。

上述连接管5的外周上偏上部的位置固定套设有与液氦杜瓦管口的法兰相匹配的液氦杜瓦法兰盘51，该液氦杜瓦法兰盘51与液氦杜瓦管口的法兰通过贯穿二者的多个螺栓紧密连接，二者之间夹设有用于提高密封性的密封圈。

较佳的，上述腔体结构1为四通管件，其为市场上通用件，使用比较方便、灵活。

上述a口以及上述安全阀2的一端接口处分别设有相匹配的第一kf接口，两个第一kf接口通过套设于二者外部的第一kf卡箍11相互密封连接并连通，第一kf卡箍11与两个第一kf接口配合紧密，能使得a口与安全阀2之间装配比较快捷、方便，密封性能也较佳。

较佳的，上述电连接接头3为真空航插，利于超导体7电阻变化的检测机线路的接/引线。

上述真空航插与b口连接的一端以及b口处分别设有相匹配的第二kf接口，两个第二kf接口通过套设于二者外部的第二人kf卡箍12相互密封连接并连通，第二kf卡箍12与两个第二kf接口配合紧密，能使得b口与真空航插之间装配比较快捷、方便，密封性能也较佳。

较佳的，上述抽真空及压力维持机构4为真空角阀，其能够方便的对整个装置内部抽真空，并且在抽真空完毕后方便进行调节保持。

上述c口以及上述真空角阀与上述c口连接的接口处分别设有第三kf接口，两个第三kf接口通过套设于二者外部的第三kf卡箍13相互密封连接并连通，第三kf卡箍13与两个第三kf接口配合紧密，能使得c口与真空角阀之间装配比较快捷、方便，密封性能也较佳。

真空角阀的结构如图1和2所示，其一端具有一个接口(该接口为第三kf接口)，其侧壁上具有一个与接口成90°设置的抽真空接口41(该抽真空接口也可以是kf接口)，其另一端设有用于转动打开或关闭抽真空接口41的密封档板旋钮42(真空角阀内必然有与密封档板旋钮42连接的密封档板，通过密封档板旋钮42拧动密封档板转动来调节抽真空接口41的开闭状态)

较佳的，上述连接管5为不锈钢管，具体为，不锈钢薄壁管，其结构强度良好，不易腐蚀，经久耐用。

如图1和3所示，上述d口以及上述连接管5的一端管口处分别第四kf接口，两个第四kf接口通过套设于二者外部的第四kf卡箍14相互密封连接并连通，第四kf卡箍14与两个第四kf接口配合紧密，能使得d口与连接管5之间装配比较快捷、方便，密封性能也较佳。

较佳的，如图3和4所示，上述实验筒9和连接管5均为圆管状结构，上述实验筒9的敞口端外围以及上述连接管5的另一端端部的外围分别设有相对应的法兰，两个上述法兰相互密封连接，该设计利于二者之间的快捷拆装，并且连接时密封性良好。

需要说明的是：如图5所示，上述两个法兰的外边沿处分别沿周向间隔设有多个一一对应且规格一致的定位缺口91以及多个一一对应的螺栓孔92，当两个法兰对接后(对接好时定位缺口91一一对应并沿实验筒9或/和连接管5的轴向重合)，之后两个法兰对应的螺栓孔92之间分别通过贯穿二者的螺栓连接固定即可。

如图5所示，为了提高两个法兰连接的密封性，在实验筒9敞口端法兰靠近另一个法兰的一面内侧开设有圆环状的密封槽93，该密封槽93内嵌装有突出法兰面的密封圈，如此，两个法兰在通过螺栓紧固后能够在密封圈的密封作用下使得连接管5和实验筒9密封连接。

更佳的，上述置放架6包括放置板61和多根连杆62，上述放置板61间隔设置于上述连接管5另一端，多根上述连杆62间隔设置，且一端分别与上述放置板61可拆卸连接，另一端分别与上述连接管5的另一端端部的法兰可拆卸连接，上述超导体7安装于上述放置板61上，置放架6结构设计简单，能够确保放置板61对超导体7的平稳放置。

更佳的，多根上述连杆62均匀间隔的围设于上述超导体7的四周，并分别与上述连接管5另一端端部的法兰垂直连接，多跟连杆62分布在同一个圆周上，且该圆周与实验筒9或者连接管5均同轴设置，其分布均匀，能够起到对放置板61稳定的支撑及连接作用。

需要特别说明的是：连接管5的外径小于实验筒9的外径，也就是说连接管5法兰的内圈直径大于实验筒9法兰内圈的直径，两个法兰外圈直径相等，在两个法兰对接时，连接管5法兰不与实验筒9及其上法兰重合的部分贯穿设有与上述连杆62一一对应的螺孔，放置板61上同样设有与连杆62一一对应的螺孔，每根连杆62的两端外周均设有外螺纹，连杆62的两端分别与对应的螺孔螺纹连接。

在装配置放架6时，先将连杆62一端与放置板61上的螺孔一一对应的旋合，之后，将连杆62另一端分别与连接管5法兰的螺孔一一对应的旋合，之后套装好实验筒9，将两个法兰完成装配固定即可。

最佳的，上述连杆62均为环氧棒，银连杆62围设于超导体7四周，所以能够起到对超导体7良好的隔热作用，确保超导变化的良好进行。

上述导电件8为市面上通用的漆包线。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。