[实用新型]液氮温区超导磁通变换器

说明书

本实用新型涉及一种高临界温度超导磁通变换器，尤其是工作在液氮温区的磁通变换器，    它与量子干涉仪配用，作为超导量子干涉仪（SQUID）磁强计的主要部件，可以用来进行地质勘测和生物磁场的测量。

以往的量子干涉仪和磁通变换器由低温超导材料制做，只能在液氦环境温度下工作。如由美国物理研究所（American  Institute  of  physics）1978，John  P.WIKSW，jr所报导的有关SQUID二次微商磁强计的文章，其中作为磁强计探测回路的磁通变换器，由不同构形的线圈和连接接头构成，可适用于磁强计，一次和二次梯度计。但是，这些线圈的材料是采用低温超导材料，其连接接头有多种方式。但这些连接方式都不能适用于高Tc超导材料。线圈只能在液氦环境下工作，而液氦制备复杂，价格昂贵，限制了磁通变换器的广泛使用。

随着近年来高Tc超导材料的研制。使许多测量和测量器件有可能不需要在低温环境下工作，而可以在较高温度，如液氮温度下工作。本实用新型所研制的磁通变换器采用高Tc超导线材以及一种新的超导端线连接头，成功地制备出由Y系或Bi系Tl系超导线材制做的超导探测线圈，从而使SQUID磁强计有可能在液氮温度（77K）下工作，使超导器件在实用化方面前进了一大步。

本实用新型的目的是：设计一种用高Tc超导线材制成的液氮温区超导磁通变换器，并提出一种新的，有效的用于磁通变换器的超导端线连接方式。

本实用新型设计的磁通变换器应由绕制在支架上的超导线圈和超导端线连接头组成。超导线圈的构成和匝数可以根据需要选定。使用的材料为由银管包覆法生产的钇（Y）系或铊（Tl）系或铋（Bi）系超导线材。绕制成一定构形的线圈后超导线的两个端头用冷压法压合。使线圈构成闭合的超导回路。

附图1表示利用本实用新型的超导端线接头的构形。

附图2表示利用本实用新型的超导磁通变换器构成的一次梯度计，二次梯度计以及磁强计等实施例的示意图。

参见附图1，示意表示超导端线接头的连接结构。超导接头是整个磁通变换器能否形成超导回路的关键。本实用新型提出的超导端线接头的基本结构是：超导线材a是由超导芯1和外围的银管2构成，首先将超导线材a的一端的端面a₁加工成其面法线N与线材a的纵轴成一个斜角θ，如θ＝15－45度。同样，使线材a的另一端端面a₂也加工成使其面法线N与线材a的纵轴成一个相同斜角θ， （如图1－1）并且使线材a在对接时其端面a₁和a₂能平行对合，（如图1－2）。最后将如图1－2所示的平行对合的线材接点部分外围用银片b复裹，（如图1－3）。将被复裹的接头部分在压力机上压合，经过烧结后就制成性能很好的的超导连接接头。如果在接头上填充超导粉末将使连接效果更好。

超导线圈绕制在作为骨架用的氧化铝陶瓷管（φ10－30mm）上，经过热处理的样品在材料相应的烧结制度下处理后，赋予材料超导性能，并最终形成所需的闭合超导回路。

下面结合附图2－1，2－2，2－3简述本实用新型的超导磁通变换器用于一次梯度计，二次梯度计以及磁强计的实施例。

附图2－1，表示一种普通磁强计的磁通变换器的结构图，其中超导线圈A，B匝数相同方向相反，由如铋系超导线材绕成，用图1所示结构的连接接头E将线圈A和B的两端连接，    两线圈的中心距为90mm，线圈A，B的长度约为100mm，直径约为25mm。绕制后的磁通变换器经在空气中830－840℃  50－100小时烧结炉冷后即形成具有高温超导性能的器件。

附图2－2，简示二次梯度磁强计的磁通变换器的结构。其中，A，B，C和D分别为超导线圈，E为超导端线连接接头。线圈A，B之间距约为100mm，线圈B和D之间距为100mm，线圈C位于线圈B和D之中间，线圈B，C，D的直径约为25mm，线圈A的直径约为15mm，线圈A和线圈C同向，线圈B和线圈D同向。使用与附图1相同的线材。

附图2－3简示又一种简单磁强计的磁通变换器的结构。其中，线圈A与连接接头E之间距约为100mm，线圈A的直径约为15mm。

上述不同构成线圈的试样架均采用氧化铝管，管外表面有相互平行的沟槽和表面轴向的导线槽，它们的走线方式分别如图2－1，2－2，及2－3所示。如图2－1中，A，B两线圈各五匝，反串在E点连接处闭合构成超导回路。

由本实用新型构成的超导磁通变换器在液氮温区内具有性能稳定，灵敏度高，连接简便以及价格低廉等优点，可以广泛地用于测量一个空间二次微商的磁场，以及用于人体的心磁图，肺磁图以及脑磁图等测量方面，具有一定的实用意义和价值。