[发明专利]一种超导磁悬浮重力信号测量装置

权利要求书

1.一种超导磁悬浮重力信号测量装置，其特征在于，所述装置包括：

悬浮超导体，包括管状结构和中空的盘状结构；所述管状结构穿过所述盘状结构的空心部分；

径向支承管，位于所述管状结构的内部，沿所述管状结构的轴向分布，且贯穿所述管状结构；

径向线圈束，位于所述径向支承管的内部，沿所述径向支承管的轴向分布，且贯穿所述径向支承管，用于为所述悬浮超导体提供径向支承刚度；

轴向线圈组，位于所述盘状结构的轴向下侧，且环绕在所述管状结构的外侧，用于为所述悬浮超导体提供轴向支承刚度；

位移检测机构，位于所述盘状结构的外侧，且与所述盘状结构之间具有空隙，用于检测所述悬浮超导体在轴向方向上的位移量；所述位移量用于计算所述悬浮超导体所处区域的重力信号的变化量。

2.根据权利要求1所述的超导磁悬浮重力信号测量装置，其特征在于，所述位移检测机构包括：

上检测电极，位于所述盘状结构的轴向上侧，且与所述盘状结构的上表面具有空隙；所述上检测电极与所述盘状结构构成第一电容；

下检测电极，位于所述盘状结构的轴向下侧，且与所述盘状结构的下表面具有空隙；所述下检测电极与所述盘状结构构成第二电容；

中检测电极，位于所述盘状结构的周向外侧，与所述盘状结构同轴，且与所述盘状结构的周向外表面具有空隙；所述中检测电极与所述盘状结构构成第三电容；

所述悬浮超导体在轴向方向上的位移量根据所述第一电容的电容值、所述第二电容的电容值及所述第三电容的电容值确定。

3.根据权利要求2所述的超导磁悬浮重力信号测量装置，其特征在于，所述轴向线圈组包括：

上轴向线圈，位于所述下检测电极的轴向下侧，环绕在所述管状结构的外侧，且与所述管状结构之间具有空隙；

下轴向线圈，位于所述上轴向线圈的轴向下侧，环绕在所述管状结构的外侧，且与所述管状结构之间具有空隙。

4.根据权利要求1所述的超导磁悬浮重力信号测量装置，其特征在于，所述装置还包括：

屏蔽机构，用于屏蔽外部磁场；所述悬浮超导体、所述径向支承管、所述轴向线圈组及所述位移检测机构均位于所述屏蔽机构的内部，且所述径向线圈束在轴向方向上贯穿所述屏蔽机构。

5.根据权利要求4所述的超导磁悬浮重力信号测量装置，其特征在于，所述屏蔽机构包括：

屏蔽筒主体；所述悬浮超导体、所述径向支承管、所述轴向线圈组及所述位移检测机构均位于所述屏蔽筒主体的内部；

屏蔽筒上盖，与所述屏蔽筒主体相匹配；所述屏蔽筒主体的底部中心处及所述屏蔽筒上盖的顶部中心处对称开设有圆孔；所述径向线圈束依次穿过所述屏蔽筒上盖顶部的圆孔、所述径向支承管和所述屏蔽筒主体底部的圆孔。

6.根据权利要求1所述的超导磁悬浮重力信号测量装置，其特征在于，所述管状结构为中空的圆柱形；所述盘状结构为圆环形；所述管状结构的周向外表面与所述盘状结构的周向内表面焊接在一起。

7.根据权利要求2所述的超导磁悬浮重力信号测量装置，其特征在于，所述上检测电极及所述下检测电极的大小相同，且均为中空的圆盘形；所述中检测电极为圆环形。

8.根据权利要求1所述的超导磁悬浮重力信号测量装置，其特征在于，所述悬浮超导体和所述径向支承管均由纯铌材料加工而成。

9.根据权利要求2所述的超导磁悬浮重力信号测量装置，其特征在于，所述上检测电极、所述中检测电极和所述下检测电极均由铝材料加工而成。

10.根据权利要求3所述的超导磁悬浮重力信号测量装置，其特征在于，所述上轴向线圈、所述下轴向线圈和所述径向线圈束均由铌-钛超导体或纯铌超导线绕制而成。