[发明专利]高温超导体与永磁体交互作用力测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种高温超导体与永磁体交互作用力测试装置及其测试方法，属于超导领域。该测试装置包括超导永磁悬浮组件、永磁体组件、高温超导体组件和数据采集处理单元，超导永磁悬浮组件包括底座、用于安装在底座上且坡度可调的直线永磁轨道以及用于悬浮在直线永磁轨道上的杜瓦部，永磁体组件包括用于安装在杜瓦部上、且具有第一平面的第一支架以及用于放置在第一平面上的永磁体；高温超导体组件包括第二支架、用于安装在第二支架上的二维移动可调单元、用于安装在二维移动可调单元上的开放杜瓦以及用于放置在开放杜瓦内的高温超导体；数据采集处理单元包括用于采集第一杜瓦位移的位移检测传感器和用于与位移检测传感器连接的上位机。

技术领域

本发明涉及超导领域，具体涉及一种分米级距离上高温超导体与永磁体交互作用力测试装置及测试方法。

背景技术

由于永磁体所产生的静磁场随空间距离的增加而迅速衰减，为获得较强的交互作用力，对高温超导体磁通钉扎效应的自稳定特性的传统应用研究主要侧重于近距离交互作用。其典型的应用包括高温超导永磁悬浮列车、高温超导磁浮轴承、高温超导电机等。

除近距离交互作用应用外，高温超导磁通钉扎自稳定特性非常适用于航天器的在轨装配及组群姿态维持等方面的应用。然而，要实现其在空间领域的具体应用，必须测量高温超导体与磁体在分米级距离上交互作用特性，从而为其空间操控应用提供可行性依据。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明旨在提供一种在分米级距离上高温超导体与永磁体交互作用力测试装置及测试方法。

为了达到上述发明创造的目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种分米级距离上高温超导体与永磁体交互作用力测试装置，其包括超导永磁悬浮组件、永磁体组件、高温超导体组件和数据采集处理单元，超导永磁悬浮组件包括底座、用于安装在底座上且坡度可调的直线永磁轨道以及用于悬浮在直线永磁轨道上的杜瓦部，杜瓦部包括具有液氮注入口的第一杜瓦和位于第一杜瓦内的第一超导块；永磁体组件包括用于安装在杜瓦部上、且具有第一平面的第一支架以及用于放置在第一平面上的永磁体；高温超导体组件包括第二支架、用于安装在第二支架上的二维移动可调单元、用于安装在二维移动可调单元上的开放杜瓦以及用于放置在开放杜瓦内的高温超导体，高温超导体与永磁体相配合；数据采集处理单元包括用于采集第一杜瓦位移的位移检测传感器和用于与位移检测传感器连接的上位机。

进一步地，直线永磁轨道的一端与底座铰接，另一端通过第一可调部件调节直线永磁轨道的坡度，第一可调部件包括丝杆、位于底座上且可沿直线永磁轨道方向滑动的楔形滑块和安装在底座上、且与直线永磁轨道的另一端配合的导向块，丝杆一端贯穿导向块后与楔形滑块螺纹连接，丝杆的另一端设置有把手部，丝杆轴线始终与坡度为零时的直线永磁轨道方向平行。

进一步地，杜瓦部还包括具有液氮注入口的第二杜瓦和位于第二杜瓦内的第二超导块，第一支架安装在第一杜瓦和第二杜瓦上。

进一步地，二维移动可调单元包括两根Y轴滑轨和用于安装在第二支架上的两根X轴滑轨，X轴滑轨上安装有X轴滑块，两根Y轴滑轨通过承载架与两个X轴滑块连接，Y轴滑轨上安装有Y轴滑块，两个Y轴滑块上安装有用于安装开放杜瓦的平台架，安装后的开放杜瓦位于平台架外，X轴滑块和Y轴滑块上安装有锁紧固定件。

进一步地，第一支架的垂直高度大于等于1m。

另一方面，提供一种本方案设计的测试装置的测试方法，其包括：

S1、调节直线永磁轨道的坡度为0°，之后向液氮注入口注入液氮使得杜瓦部和永磁体组件悬浮于直线永磁轨道上；