CN204925367U - 用于带场磁测量的样品操纵杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于带场磁测量的样品操纵杆。现有的样品操纵杆均不能实现在诸如电场和光场之类的外场条件下的样品磁特性测量。本实用新型的样品操纵杆具有连接头、连接到连接头的延伸杆、以及连接到延伸杆的样品杆。延伸杆具有从其一端延伸到另一端的第一空心通道。两根导线或者至少一根光纤可以通过第一空心通道从连接头一侧延伸到样品杆一侧，以用于向安装在样品杆上的样品施加电场或光场。本实用新型的样品操纵杆能用于诸如振动样品磁强计和超导量子干涉器之类的磁测量设备。

Description

用于带场磁测量的样品操纵杆

技术领域

本实用新型总体上涉及磁测量领域，更特别地，涉及一种用于带场磁测量的样品操纵杆，其适于在诸如电场或光场之类的外场条件下对样品进行磁性测量。

背景技术

振动样品磁强计(VSM)是一种用于测量材料的磁特性的常用设备。图1示出振动样品磁强计的结构示意图。如图1所示，振动样品磁强计100包括彼此相对的一对磁体110a和110b，其在图1中示出为电磁体。磁体110a和110b分别具有磁芯112a和112b，其一般由软磁材料制成，以用于增强由电磁体110a和110b产生的磁场。磁芯112a和112b每个都具有圆锥台形状的极头，以用于约束磁力线，增强所产生的磁场，并且有利于在极头之间产生均匀的磁场。通过调整两个极头之间的间距，可以调整磁场的大小。

振动样品磁强计100还包括用于提供振动的致动器120。样品操纵杆130的一端可以连接到致动器120，另一端可以安装有样品140，并且样品操纵杆130的长度适合于将样品140置于由电磁铁对110a和110b产生的均匀磁场中。样品操纵杆130一般由具有一定弹性的非磁金属形成。运行时，致动器120产生振动，通过样品操纵杆130而使样品140在磁场中做小幅度的等幅振动。样品140在磁场中被磁化，其本身具有一定的磁矩。由于样品140的振动，使得其附近的磁场发生变化。设置在样品140附近的感应线圈(未示出)可以感测到这种磁场变化，进而测得样品140的磁矩。

此外，许多其它磁测量设备，例如超导量子干涉器(SQUID)，也使用类似的样品操纵杆，以将样品置于预定测量位置，并且使样品进行运动(例如匀速移动或者振动等)以测量样品的磁特性。

此类设备的一个重要缺陷是，其不能实现一些特殊条件下的磁测量。例如，随着科学的发展，已经发现了诸如磁光耦合、磁电耦合等一些有趣的物理现象。为了研究这些物理现象，需要在特定的外场条件下，例如光场条件或电场条件下，测量材料的磁特性。然而，由于空间局限性，一般很难向样品施加电场或光场。例如，对于振动样品磁强计100而言，样品140置于磁芯112a和112b之间的狭小空间中；对于超导量子干涉器而言，样品置于超导环中，并且置于能够实现超导的极低温度环境中。因此，一般难以向样品施加电场或光场，从而难以测量样品在外场条件下的磁特性。

实用新型内容

本实用新型的一个方面在于提供一种样品操纵杆，其能够实现在外场条件下的样品磁特性测量。

根据一示范性实施例，一种用于带场磁测量的样品操纵杆，所述样品操纵杆包括：用于连接到致动器的连接头；延伸杆，其具有从其一端延伸到另一端的第一空心通道，并且所述延伸杆的一端连接到所述连接头；用于安装样品的样品杆，所述样品杆连接到所述延伸杆的另一端；以及第一导线和第二导线，它们从所述连接头一侧穿过所述延伸杆的第一空心通道延伸到所述样品杆一侧以用于连接到安装在所述样品杆上的样品。

在一些示例中，所述连接头具有第二空心通道，所述第二空心通道与所述第一空心通道相连通，并且所述第一导线和所述第二导线依次穿过所述第二空心通道和所述第一空心通道延伸到所述样品杆一侧。

在一些示例中，所述延伸杆的两端附近的侧壁上具有通孔，所述第一导线和所述第二导线通过所述通孔穿过所述延伸杆的第一空心通道延伸到所述样品杆一侧。

在一些示例中，所述连接头包括：用于连接到致动器的连接盘；以及从所述连接盘延伸的突出部，所述突出部能插入到所述延伸杆的第一空心通道中以连接到所述延伸杆。

在一些示例中，所述样品杆包括具有外螺纹的连接端部，所述延伸杆的所述另一端具有内螺纹，从而所述样品杆能够可拆卸地连接到所述延伸杆。

在一些示例中，所述样品杆的连接端部具有第三空心通道，所述第三空心通道与所述延伸杆的第一空心通道相连通以使得所述第一导线和所述第二导线能够穿过所述第三空心通道延伸到安装在所述样品杆上的样品附近。

在一些示例中，所述第一导线和所述第二导线的在所述连接头一侧的末端连接到插头。

根据另一示范性实施例，一种用于带场磁测量的样品操纵杆包括：用于连接到致动器的连接头；延伸杆，其具有从其一端延伸到另一端的第一空心通道，并且所述延伸杆的一端连接到所述连接头；用于安装样品的样品杆，所述样品杆连接到所述延伸杆的另一端；以及至少一根光纤，其从所述连接头一侧穿过所述延伸杆的第一空心通道延伸到所述样品杆一侧以用于向安装在所述样品杆上的样品施加光场。

在一些示例中，所述连接头具有第二空心通道，所述第二空心通道与所述第一空心通道相连通，并且所述至少一根光纤依次穿过所述第二空心通道和所述第一空心通道延伸到所述样品杆一侧。

在一些示例中，所述样品杆的与所述延伸杆相连的连接端部具有第三空心通道，所述第三空心通道与所述延伸杆的第一空心通道相连通以使得所述至少一根光纤能够穿过所述第三空心通道延伸到安装在所述样品杆上的样品附近。

在根据本实用新型的样品操纵杆中，导线或者光纤能够通过延伸杆中的第一空心通道延伸到安装在样品杆上的样品附近，从而能够向样品施加电场或光场。因此，本实用新型的样品操纵杆能用于实现诸如电场和光场之类的外场条件下的样品磁特性测量。

附图说明

图1示出现有技术的振动样品磁强计的结构示意图。

图2示出根据本实用新型一实施例的样品操纵杆的分解视图。

图3示出根据本实用新型另一实施例的样品操纵杆的分解视图。

图4示出根据本实用新型另一实施例的样品操纵杆的分解视图。

图5示出根据本实用新型另一实施例的样品操纵杆的分解视图。

具体实施方式

下面将参照附图来描述本实用新型的一些示范性实施例。为了说明的清楚和完整，下面的示范性实施例中提供了一些特定细节。应理解的是，本实用新型不限于这些特定细节，而是可以有许多修改和变化。

图2示出根据本实用新型一实施例的样品操纵杆200。如图2所示，样品操纵杆200包括连接头210、延伸杆220和样品杆230。

连接头210可用于连接到致动器(未示出)。致动器可以提供振动运动或者匀速移动，以带动样品操纵杆200以及样品操纵杆200上的样品一起运动，进而实现磁测量。如图2所示，连接头210可包括用于连接到致动器的连接盘211和从连接盘211延伸出来的突出部212。在图2所示的实施例中，连接盘211和突出部212均可具有圆形形状。具体而言，连接盘211可以具有圆柱形状，突出部211可以具有圆锥台形状。连接盘211可以通过各种方式可拆卸地连接到致动器。例如，如图所示，连接盘211中可嵌入有多个永磁体214，从而可以磁性吸附到致动器。在另一些实施例中，连接盘211还可以通过卡扣结构、螺纹结构等可拆卸地连接到致动器。连接头210本身可以由非磁材料形成，例如，诸如铝、铜之类的非磁金属和诸如塑料之类的非磁绝缘体。

延伸杆220可以连接到连接头210，并且具有预定的长度以将样品244置于预定位置，例如磁铁的极头之间的均匀磁场中。如图2所示，延伸杆220可以具有空心圆柱或圆锥台结构，其具有从其一端延伸到另一端的第一空心通道221。连接头210的突出部212可以插入到延伸杆220的一端的第一空心通道221中，通过过盈配合而使两者彼此连接。在一些实施例中，还可以使用胶水例如502胶水而将两者彼此固定连接。在另一些实施例中，还可以通过其它方式，例如利用螺纹结构，来连接延伸杆220和连接头210两者。延伸杆220的另一端可以包括有连接端部222，其内壁可以形成有内螺纹。连接端部222可以通过例如胶水固定连接到延伸杆220的主体部分。延伸杆220的主体部分例如可以由碳纤维材料形成，而连接端部222可以由耐低温的材料诸如塑料形成，以避免在低温条件下(例如在SQUID设备中)开裂。在另一些实施例中，延伸杆220也可以具有一体结构，内螺纹可以直接形成在该一体结构的末端的内壁中。

延伸杆220的连接端部222可用于连接样品杆230。具体而言，样品杆230可包括连接端部231和固定连接到连接端部231的样品舟233。连接端部231同样可以由耐低温的材料诸如塑料形成，以避免在低温条件下开裂。在一些实施例中，延伸杆220的连接端部222和样品杆230的连接端部231可以由相同的材料形成。连接端部231可以具有外螺纹，以用于连接到延伸杆220的连接端部222。样品舟233可以由非磁材料形成，诸如石英、铜、铝等。样品244可以安装到样品舟233上。

在图2所示的实施例中，连接头210还具有贯穿其的第二空心通道213。例如，第二空心通道213可以延伸穿过连接盘211和突出部212，直到与延伸杆220的第一空心通道221相连通。此外，样品杆230的连接端部232也具有贯穿其的第三空心通道232，其也与延伸杆220的第一空心通道221相连通。

如图2所示，样品操纵杆200还包括第一导线241和第二导线242。第一导线241和第二导线242可以穿过连接头210中的第二空心通路213、延伸杆220的第一空心通路221以及样品杆230的连接端部231中的第三空心通路232而延伸到安装在样品舟233上的样品244附近。第一导线241和第二导线242可以连接到样品244，从而向样品244施加预定电场。第一导线241和第二导线242的另一端可以连接到插头243，进而可以连接到电源电路(未示出)。虽然未示出，但是插头243可以穿过致动器上的通孔而连接到电源电路，以避免第一导线241和第二导线242影响连接头210和致动器之间的连接。由于导线具有柔性，所以第一导线241和第二导线242不会影响样品操纵杆200的运动，例如振动。

在图2所示的实施例中，由于在样品操纵杆200上设置了第一至第三空心通道221、213和232，使得第一导线241和第二导线242可以方便地穿过样品操纵杆200，连接到样品舟233上的样品244，从而能够方便地进行电场下的磁特性测量。此外，由于样品操纵杆200包括连接头210、延伸杆220和样品杆230这三部分，所以能够容易地更换受损部件，而且，还能够仅使用样品杆230来方便地进行样品安装操作。

图3示出根据本实用新型另一实施例的样品操纵杆300的分解视图。在图3中，与图2所示的样品操纵杆200相同的部分用相同的附图标记指示，这里将省略对其的重复描述。

参照图3，连接头210上没有形成第二空心通路213，样品杆230的连接端部231上也没有形成第三空心通路232。替代地，在延伸杆220的靠近连接头210的末端附近的侧壁上形成有第一通孔223，并且在延伸杆220的靠近样品杆230的末端附近的侧壁上形成有第二通孔224。从而，第一导线241和第二导线242可以第一通孔223、第一空心通路221和第二通孔224延伸到安装在样品舟233上的样品244附近。

样品操纵杆300的其他方面与样品操纵杆200相同，此处不再赘述。

除了图2和图3所示的设计之外，本领域技术人员可以容易理解的是，还能将样品操纵杆200和300进行各方面的结合。例如，在一些实施例中，可以在连接头210上形成第二空心通路213，在延伸杆220的靠近样品杆230一侧的末端附近的侧壁上形成第二通孔224，使得第一导线241和第二导线242可以通过第二空心通路213、第一空心通路221和第二通孔224延伸到安装在样品舟233上的样品244附近。在另一些实施例中，可以在样品杆230的连接端部231中形成第三空心通路232，在延伸杆220的靠近连接头210一侧的末端附近的侧壁上形成第一通孔223，使得第一导线241和第二导线242可以通过第一通孔223、第一空心通路221和第三空心通路232延伸到安装在样品舟233上的样品244附近。其他结合方式也是可行的。

图4示出根据本实用新型另一实施例的样品操纵杆400的分解视图。在图4中，与图2所示的样品操纵杆200相同的部分用相同的附图标记指示，这里将省略对其的重复描述。

参照图4，代替第一导线241和第二导线242，至少一根光纤251穿过连接头210中的第二空心通道213、延伸杆220中的第一空心通道221和样品杆230的连接端部231中的第三空心通道232延伸到安装在样品舟233上的样品244附近。光纤251的一端可以连接到接头253，进而可以连接到其他光路以接收光场。光纤251的另一端可以对着样品244固定到样品舟233上，从而能够向样品244施加光场。于是，可以在光场下测量样品244的磁特性。

样品操纵杆400的其他方面与样品操纵杆200相同，此处不再赘述。

图5示出根据本实用新型另一实施例的样品操纵杆500的分解视图。在图5中，与图3所示的样品操纵杆300相同的部分用相同的附图标记指示，这里将省略对其的重复描述。

参照图5，代替第一导线241和第二导线242，至少一根光纤251穿过延伸杆220的第一通孔223、第一空心通路221和第二通孔224延伸到安装在样品舟233上的样品244附近。光纤251的一端可以连接到接头253，进而可以连接到其他光路以接收光场。光纤251的另一端可以对着样品244固定到样品舟233上，从而能够向样品244施加光场。于是，可以在光场下测量样品244的磁特性。

样品操纵杆500的其他方面与样品操纵杆300相同，此处不再赘述。

除了图4和图5所示的设计之外，本领域技术人员可以容易理解的是，还能将样品操纵杆400和500进行各方面的结合。例如，在一些实施例中，可以在连接头210上形成第二空心通路213，在延伸杆220的靠近样品杆230一侧的末端附近的侧壁上形成第二通孔224，使得光纤251可以通过第二空心通路213、第一空心通路221和第二通孔224延伸到安装在样品舟233上的样品244附近。在另一些实施例中，可以在样品杆230的连接端部231中形成第三空心通路232，在延伸杆220的靠近连接头210一侧的末端附近的侧壁上形成第一通孔223，使得光纤251可以通过第一通孔223、第一空心通路221和第三空心通路232延伸到安装在样品舟233上的样品244附近。其他结合方式也是可行的。

上面已经参照特定实施例描述了本实用新型，但是应理解，在不脱离本实用新型的思想和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种变化。本实用新型的范围由所附权利要求书及其等价物定义。

Claims (10)

1.一种用于带场磁测量的样品操纵杆，其特征在于，所述样品操纵杆包括：

用于连接到致动器的连接头；

延伸杆，其具有从其一端延伸到另一端的第一空心通道，并且所述延伸杆的一端连接到所述连接头；

用于安装样品的样品杆，所述样品杆连接到所述延伸杆的另一端；以及

第一导线和第二导线，它们从所述连接头一侧穿过所述延伸杆的第一空心通道延伸到所述样品杆一侧以用于连接到安装在所述样品杆上的样品。

2.如权利要求1所述的样品操纵杆，其特征在于，所述连接头具有第二空心通道，所述第二空心通道与所述第一空心通道相连通，并且所述第一导线和所述第二导线依次穿过所述第二空心通道和所述第一空心通道延伸到所述样品杆一侧。

3.如权利要求1所述的样品操纵杆，其特征在于，所述延伸杆的两端附近的侧壁上具有通孔，所述第一导线和所述第二导线通过所述通孔穿过所述延伸杆的第一空心通道延伸到所述样品杆一侧。

4.如权利要求1所述的样品操纵杆，其特征在于，所述连接头包括：

用于连接到致动器的连接盘；以及

从所述连接盘延伸的突出部，所述突出部能插入到所述延伸杆的第一空心通道中以连接到所述延伸杆。

5.如权利要求1所述的样品操纵杆，其特征在于，所述样品杆包括具有外螺纹的连接端部，所述延伸杆的所述另一端具有内螺纹，从而所述样品杆能够可拆卸地连接到所述延伸杆。

6.如权利要求5所述的样品操纵杆，其特征在于，所述样品杆的连接端部具有第三空心通道，所述第三空心通道与所述延伸杆的第一空心通道相连通以使得所述第一导线和所述第二导线能够穿过所述第三空心通道延伸到安装在所述样品杆上的样品附近。

7.如权利要求1所述的样品操纵杆，其特征在于，所述第一导线和所述第二导线的在所述连接头一侧的末端连接到插头。

8.一种用于带场磁测量的样品操纵杆，其特征在于，所述样品操纵杆包括：

用于连接到致动器的连接头；

延伸杆，其具有从其一端延伸到另一端的第一空心通道，并且所述延伸杆的一端连接到所述连接头；

用于安装样品的样品杆，所述样品杆连接到所述延伸杆的另一端；以及

至少一根光纤，其从所述连接头一侧穿过所述延伸杆的第一空心通道延伸到所述样品杆一侧以用于向安装在所述样品杆上的样品施加光场。

9.如权利要求8所述的样品操纵杆，其特征在于，所述连接头具有第二空心通道，所述第二空心通道与所述第一空心通道相连通，并且所述至少一根光纤依次穿过所述第二空心通道和所述第一空心通道延伸到所述样品杆一侧。

10.如权利要求8所述的样品操纵杆，其特征在于，所述样品杆的与所述延伸杆相连的连接端部具有第三空心通道，所述第三空心通道与所述延伸杆的第一空心通道相连通以使得所述至少一根光纤能够穿过所述第三空心通道延伸到安装在所述样品杆上的样品附近。