[发明专利]块状高温超导体俘获磁场测量装置及方法

权利要求书

1.一种块状高温超导体俘获磁场测量装置，其特征在于，其包括机架1，垂直移动机构2，二维水平移动机构3，驱动及数据采集系统4，低温样品容器5，充磁用磁体6和霍尔元件7；

该垂直移动机构2固定在机架1上，充磁用磁体6或霍尔元件7固定于该垂直移动机构2上；

该二维水平移动机构3固定在机架1上，并位于垂直移动机构2的下方，低温样品容器5固定于该二维水平移动机构3上；

该垂直移动机构2和二维水平移动机构3分别与驱动及数据采集系统4连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述垂直移动机构2由步进电机21、精密滚珠丝杠22和具有滑动导向槽的导柱23构成；该精密滚珠丝杠22一端连接步进电机21，另一端连接该充磁用磁体6或霍尔元件7。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述二维水平移动机构3包括一个样品支架；该样品支架由具有滑动导向槽的第一导柱36和第二导柱37组成，两个导柱相互垂直；该第一导柱36上设置第一步进电机32和第一精密滚珠丝杠34；该第二导柱37上设置第二步进电机33和第二精密滚珠丝杠35；低温样品容器5固定于第一导柱36上，与第一精密滚珠丝杠34连接，该精密滚珠丝杠34的另一端连接第一步进电机32，由该精密滚珠丝杠34牵引，该低温样品容器5沿该第一导柱36作水平移动；该第一导柱36连接第二精密滚珠丝杠35，该第二精密滚珠丝杠35的另一端连接第二步进电机33，由该第二精密滚珠丝杠35牵引，第一导柱36沿该第二导柱37作水平移动。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动及数据采集系统4包括输出信号采集及显示单元和整体装置的驱动及控制单元。

5.一种应用权利要求1-4中任一项所述的装置测量块状高温超导体俘获磁场的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

A.首先将超导材料进行充磁，并固定在盛有液氮的低温样品容器5中，该低温样品容器5固定在二维水平移动机构3上；

B.将霍尔元件固定于垂直移动机构上，通过驱动垂直移动机构2的步进电机21确定霍尔元件与超导样品之间的距离；

C.控制两个步进电机32、33，使样品相对与霍尔元件做水平运动；

D.采集水平方向的坐标值及霍尔元件的测量数据；

E.以采集到的数据作图即可得到超导样品的俘获场数据及磁场分布图。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤A的充磁操作采用外部磁场，或通过所述垂直移动机构2带动磁体与超导材料接近，冷却超导材料至液氮温度后对超导材料进行充磁。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述装置的最大水平扫描范围为150mm×150mm，垂直移动距离为100mm，最小步进距离为25微米。

8.应用权利要求1-4中任一项所述的装置测量磁性材料表面磁场与磁场分布的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

A.首先将磁性材料样品固定在二维水平移动机构3上；

B.将霍尔元件固定于垂直移动机构上，通过驱动垂直移动机构2的步进电机21确定霍尔元件与磁性材料样品之间的距离；

C.控制两个步进电机32、33，使样品相对与霍尔元件做水平运动；

D.采集水平方向的坐标值及霍尔元件的测量数据；

E.以采集到的数据作图即可得到磁性材料样品的表面磁场与磁场分布图。