[发明专利]一种超导磁悬浮系统的磁屏蔽装置及方法

说明书

本发明公开了属于重力测试领域的一种超导磁悬浮系统的磁屏蔽装置及方法；装置中超导磁悬浮系统、内屏蔽层和本体加热器均封装于真空腔中，超导磁悬浮系统通过环氧支撑骨架竖直悬挂于真空腔封盖下方，且本体加热器固定于超导磁悬浮系统旁，用于控制磁悬浮球和内屏蔽层的温度，内屏蔽层通过其底部的内屏蔽层底部螺孔栓接于超导磁悬浮系统外围；外屏蔽层通过真空腔外壳底部的外屏蔽层底部螺孔将其栓接于真空腔外壳的外围，外屏蔽层和真空腔外壳置于液氦中。同时还提供了磁屏蔽方法。本发明装置结构简单，方法简便，可以有效的抑制外界磁场的干扰，为超导磁悬浮系统提供稳定的工作环境。

技术领域

本发明属于重力测试技术领域，具体涉及一种超导磁悬浮系统的磁屏蔽装置及方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，科学研究的测量与测试过程中经常需要用到高精密的测量仪器，而超导磁悬浮系统，由于其能耗小，无摩擦损耗，因而具有长期的稳定性，利用其研制的高精度测量仪器，具有稳定性好、能耗小、灵敏度高等特点，在大地测量等领域具有很重要的应用。

为保障超导磁悬浮系统的稳定性，其运行环境的磁场干扰必须被抑制，因此需要对其进行磁屏蔽，以防止外部磁场对其测量精度造成影响。磁屏蔽的方式一般包括主动屏蔽和被动屏蔽，主动屏蔽就是在已经预知干扰信号的情况下，通过施加一与之相反的信号，使其相互抵消，从而达到消除干扰的目的；另一种就是我们经常用到的被动屏蔽，通过使用磁导率较高的软磁材料，将测量部分与外界环境磁场隔开，使测量部分不受外界磁场的干扰。

地球的磁场虽然很微弱，但它无时无刻不在发生着变化，由于超导磁悬浮系统在大地测量中高精度的要求，即使对于地磁场的微小变化也会很敏感，因此必须对地磁场进行屏蔽，通常地磁场需要被抑制其百分之一以下。

因此公开了一种超导磁悬浮系统的磁屏蔽装置，本磁屏蔽装置针对超导磁悬浮的特点以及超导体的完全抗磁性，利用外层为高磁导率材料，内层为超导材料相结合的屏蔽方式，屏蔽性能将比单一材料大幅提升，足以保证超导磁悬浮系统的稳定性，并且结构简单，容易实现。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种超导磁悬浮系统的磁屏蔽装置，其特征在于，主要包括：超导磁悬浮系统、内屏蔽层、环氧支撑骨架、真空腔封盖、真空腔外壳、真空腔、外屏蔽层和本体加热器，其中真空腔外壳为圆柱形筒状结构，真空腔封盖固接于真空腔外壳的上端开口外，真空腔封盖和真空腔外壳围成真空腔；

超导磁悬浮系统、内屏蔽层和本体加热器均封装于真空腔中，超导磁悬浮系统通过环氧支撑骨架竖直悬挂于真空腔封盖下方，且本体加热器固定于超导磁悬浮系统旁，用于控制磁悬浮球和内屏蔽层的温度，内屏蔽层通过其底部的内屏蔽层底部螺孔栓接于超导磁悬浮系统外围；外屏蔽层通过真空腔外壳底部的外屏蔽层底部螺孔将其栓接于真空腔外壳的外围，外屏蔽层和真空腔外壳置于液氦中。

所述内屏蔽层为圆柱形筒状结构，且厚度为1-5mm，层数为一层或多层；磁悬浮系统位于内屏蔽层高度的1/2以下。

所述外屏蔽层为圆柱形筒状结构，且厚度为1-2mm，层数为一层或多层；磁悬浮系统位于外屏蔽层高度的1/4以下。

所述外屏蔽层的屏蔽效能SE40dB，其中：

式中：μ_r为无限长圆柱屏蔽筒的相对磁导率，且μ_r1，R为屏蔽体半径，t为无限长圆柱筒厚度，且t＝b-a，a为无限长圆柱筒的内半径，b为无限长圆柱筒的外半径。

所述超导磁悬浮系统包括上下两个悬浮线圈、上电容极板、下电容极板、中电容极板、磁悬浮球、上屏蔽环、下屏蔽环，其中上下悬浮线圈安装于超导磁悬浮系统的顶部和底部内，且上下悬浮线圈的中心分别装有上屏蔽环和下屏蔽环，上电容极板、中电容极板和下电容极板由上至下顺序安装于上下悬浮线圈之间，且上电容极板、下电容极板和中电容极板中部留有一个用于盛放磁悬浮球的球腔。