CN103822724A - 一种超导实验用的温度探头固定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超导实验用的温度探头固定装置,采用一种特制的伸缩杆(2),其一端利用锁紧件(1)固定在待测样品吊装承重杆上并能上下滑动和左右转动,另一端是装有温度探头的热沉(3)。探头安装数量根据测量需求可自由调整,同时部件可通过滑动、转动和伸缩进行三维方向的运动,使探头的测量位置可以灵活调整,实现对超导带材或超导磁体任意位置的多点测温。在被测样品与部件热沉接触的表面上涂有导热硅脂,增大接触面积提高了测量准确性,同时测量完成后可将硅脂移除对测量样品不造成任何损伤。
Description
技术领域
本发明属于低温温度传感器(探头)固定装置,具体涉及一种超导磁体或超导带材实验中温度探头固定装置结构技术领域。
背景技术
近几年来超导技术迅速发展,在电工、交通、医疗、工业、国防和科学实验室等高技术领域体现出了重要现实意义和巨大发展前景。超导技术的发展离不开低温测量技术的发展,低温温度探头通常基于某些物理量与温度之间的关系制造而成,目前国际上发展的先进低温温度探头可以精确测量到绝对零度附近mK级甚至μK级的温度。
超导带材和超导磁体的通流实验是超导电力技术研究中最基础的实验,如今传统液氮浸泡冷却下的实验数据已无法满足实际超导装置的设计需求,出现了传导冷却型的低温试验平台用以研究超导带材或超导磁体样品在特定温度下的通流特性。传导冷却超导实验中样品的温度测量是至关重要的环节,需要在测试样品上布置单个或多个温度探头以对其运行温度进行监测。实际工程用的超导装置通常采用低温胶将温度探头粘合在被测部位,而精度高且抗磁性好的低温温度探头往往价格昂贵,对于超导实验如果采用胶粘的安装方法是很不经济的。因此在保证一定测量准确度的前提下,从提高超导实验的经济性出发,有必要采取措施使得低温探头可以方便安装并能重复利用。
发明内容
本发明的目标是实现超导实验用低温温度传感器的方便可靠安装以及重复利用,提出了一种超导实验用的温度探头安装结构。
本发明的目的是通过如下技术方案来实现的。
一种超导实验用的温度探头固定装置,本发明特征在于,包括一根伸缩杆和连接在伸缩杆尾端的锁紧件,在伸缩杆的头端安装有温度探头的热沉;其中,
伸缩杆1由不少于一级的套管组成,在第一级套管上开设有引线绕放槽;采用螺钉穿过前一级套管的螺孔与下一级套管的长槽口把相邻两级套管锁紧固定;
锁紧件为一矩形连接块连接一圆形筒体,在圆形筒体外侧加工带连接孔的连接块;圆形筒体的筒体内腔为主安装孔;
热沉为一矩形体,在矩形体正面开设有圆形凹槽和与圆形凹槽连通的引线槽;在矩形体正面还开设有铆接螺孔并通过其将薄铜片铆接在矩形体正面;在矩形体正侧面开设有与伸缩杆连接的连接孔。
本发明的特征在于,采用一种特制的伸缩杆,其一端利用锁紧件固定在待测样品吊装承重杆上并能上下滑动和左右转动,另一端是装有温度探头的热沉。探头安装数量根据测量需求可自由调整,同时部件可通过滑动、转动和伸缩进行三维方向的运动,使探头的测量部位可以灵活调整,实现对超导带材或超导磁体任意位置的单点或多点测温。在被测样品与热沉接触的表面上涂有导热硅脂,增大接触面积提高了测量准确性,测量完成后可将硅脂移除对测量样品不造成任何损伤。
本发明由锁紧件、伸缩杆、热沉三个零件组装而成。锁紧件由低温钢制成,装在待测样品吊装承重杆上并能垂直移动和水平转动,通过紧固螺丝使其牢靠固定在选定的位置。伸缩杆由多级钢制中空套管构成,套管级数可根据所应用的实验装置尺寸进行设定,套管上对应位置开了长槽口以及螺丝孔,螺钉穿过外层套管的螺丝孔和内层套管的长槽口可将相邻两级套管固定,这使伸缩杆在一定长度范围内连续可调;为保证伸缩杆调整不受探头引线长度制约,因此在套管上开有一段凹槽用于绕放延长引线,使引线有一定的可调裕度。热沉为正方体高纯铜,导热率高,热沉上表面开有圆形凹槽,温度探头安放在凹槽内,其间隙用低温导热硅脂填满,在提供良好导热性的同时导热硅脂在低温下会变硬以提供支撑和保护;探头引线通过与圆形凹槽相连的引线槽引出,同样槽内间隙用硅脂填满用以隔绝外界传入热量从而消除其对温度探头测量的干扰;为进一步保护探头亦可在热沉上表面加盖一块薄铜片并用螺钉压紧。由于硅脂在常温下容易移除,因此温度探头的更换十分方便。
本发明的有益效果是,具有结构简单、可靠性好的优点,在超导实验中的应用不受待测样品的限制,同时安装简单并可以对温度探头进行重复利用。
附图说明
图1为伸缩杆零件示意图。
图2为锁紧零件示意图。
图3为热沉零件示意图。
图4为温度探头固定装置的安装示意图,其中图4(a)为超导磁体实验时的安装示意图,图4(b)为超导带材实验时的安装示意图。
图5为本发明组装结构示意图。
具体实施方式
实施方式见图1,图2,图3,图4,图5一种超导实验用的温度探头固定装置,本发明特征在于,包括一根伸缩杆1和连接在伸缩杆1尾端的锁紧件2,在伸缩杆2的头端安装有温度探头的热沉3;其中,
伸缩杆1由不少于一级的套管组成,在第一级套管上开设有引线绕放槽1-1;采用螺钉穿过前一级套管的螺孔1-2与下一级套管的长槽口1-3把相邻两级套管锁紧固定
锁紧件2为一矩形连接块2-1连接一圆形筒体2-2,在圆形筒体2-2外侧加工带连接孔的连接块2-3;圆形筒体2-2的筒体内腔为主安装孔2-4;
热沉3为一矩形体,在矩形体正面开设有圆形凹槽3-1和与圆形凹槽3-1连通的引线槽3-2;在矩形体正面还开设有铆接螺孔3-3并通过其将薄铜片3-4铆接在矩形体正面;在矩形体正侧面开设有与伸缩杆连接的连接孔3-5。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图对本发明具体实施例进行进一步详细说明。
图1为三级可调伸缩杆结构,级数可根据实验需要进行调整。第一级套管1-4的长度为50mm、直径为8mm,每个后级套管的长度较其前一级套管短5mm、直径小1mm。在第一级套管上开有15mm长引线绕放槽1-1,调整好长度后,过长的引线绕放在槽1-1中并用低温胶布做暂时固定方便下次调整,将螺钉穿过前级套管的螺孔1-2与下级套管的长槽口1-3把相邻两级套管锁紧固定。
将钢材加工成如图2所示的锁紧件,图中主安装孔2-4的尺寸根据实验装置的承重杆的直径确定,螺钉通过螺孔2-5将零件锁紧在选定的位置,连接板2-1用于锁紧件与伸缩杆的连接。
加工边长15mm正方体高纯铜块如图3所示,3-1为探头主体安装的5mm圆形凹槽,3-2为与圆凹槽11相连的0.8mm宽引线槽,3-5为与伸缩杆连接孔,孔径由伸缩杆最末级套管的尺寸确定。将温度探头的测量主体部分放入槽3-2中,探头引线由槽3-2引出,用导热硅脂将槽内空隙填满,将薄铜片3-4通过螺孔3-3铆在热沉上表面。
图4为部件安装的示意图,将上述3个零件对接组装后得到温度探头固定装置4,5为吊装承重杆,固定装置4的数量可根据实际测量需求增加或减少,在被测样品与部件热沉接触的表面涂上导热硅脂,通过调整4的位置和长度实现对超导磁体6和超导带材7上选定点的温度进行测量。
Claims (1)
1.一种超导实验用的温度探头固定装置,其特征在于,包括一根伸缩杆(1)和连接在伸缩杆(1)尾端的锁紧件(2),在伸缩杆(2)的头端安装有温度探头的热沉(3);其中,
伸缩杆(1)由不少于一级的套管组成,在第一级套管上开设有引线绕放槽(1-1);采用螺钉穿过前一级套管的螺孔(1-2)与下一级套管的长槽口(1-3)把相邻两级套管锁紧固定
锁紧件(2)为一矩形连接块(2-1)连接一圆形筒体(2-2),在圆形筒体(2-2)外侧加工带连接孔的连接块(2-3);圆形筒体(2-2)的筒体内腔为主安装孔(2-4);
热沉(3)为一矩形体,在矩形体正面开设有圆形凹槽(3-1)和与圆形凹槽(3-1)连通的引线槽(3-2);在矩形体正面还开设有铆接螺孔(3-3)并通过其将薄铜片(3-4)铆接在矩形体正面;在矩形体13正侧面开设有与伸缩杆连接的连接孔(3-5)。
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