CN212623028U - 迈斯纳效应试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的迈斯纳效应试验装置包括壳体、基板、升降机构、永磁体、试件托盘和待测试件。壳体内部形成容置空间，容置空间用于提供待测试件的超导态工作环境。升降机构包括固定端和升降杆，升降杆能够相对于固定端升降。永磁体固定设置于基板上，待测试件固定设置于试件托盘上，升降杆的自由端伸入到容置空间内，基板、试件托盘分别连接于升降杆，使得试件托盘与基板之间的间距可调。其易于理解，结构简单，操作便捷，并能够精准模拟迈斯纳效应试验。
Description
技术领域
本实用新型涉及超导技术领域，特别是涉及一种迈斯纳效应试验装置。
背景技术
迈斯纳效应是超导体从一般状态相变至超导态的过程中对磁场的排斥现象，于1933年时被瓦尔特·迈斯纳与罗伯特·奥克森菲尔德在量度超导锡及铅样品外的磁场时发现，在有磁场的情况下，样品被冷却至它们的超导相变温度以下。在相变温度以下时，样品几乎抵消掉所有里面的磁场。他们只是间接地探测到这个效应；因为超导体的磁通量守恒，当里面的场减少时，外面的场就会增加。这一实验最早证明超导体不只是完美的导电体，并为超导态提供一个独特的定义性质。由此，迈斯纳效应是指，当一个磁体和一个处于超导态的超导体相互靠近时，磁体的磁场会使超导体表面中出现超导电流。此超导电流在超导体内部形成的磁场，恰好和磁体的磁场大小相等，方向相反。这两个磁场抵消，使超导体内部的磁感应强度为零，B＝0，即超导体排斥体内的磁场。然而，现有技术中尚没有用于模拟迈斯纳效应的试验装置。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种迈斯纳效应试验装置，该试验装置能够用于对处于超导态的高温超导试件在不同磁场强度环境下所产生的不同迈斯纳效应进行深入的研究，从而更加适于实用。
为了达到上述目的，本实用新型提供的迈斯纳效应试验装置的技术方案如下：
本实用新型提供的迈斯纳效应试验装置包括壳体(19)、基板(13)、升降机构(21)、永磁体(15)、试件托盘(16)和待测试件(14)，
所述壳体(19)内部形成容置空间(22)，所述容置空间(22)用于提供所述待测试件(14)的超导态工作环境；
所述升降机构(21)包括固定端(3)和升降杆(20)，所述升降杆(20) 能够相对于所述固定端(3)升降；
所述永磁体(15)固定设置于所述基板(13)上，
所述待测试件(14)固定设置于所述试件托盘(16)上，
所述升降杆(20)的自由端伸入到所述容置空间(22)内，所述基板(13)、试件托盘(16)分别连接于所述升降杆(20)，使得所述试件托盘(16)与所述基板(13)之间的间距可调。
本实用新型提供的迈斯纳效应试验装置还可采用以下技术措施进一步实现。
作为优选，
所述基板(13)固定连接于所述升降杆(20)，所述试件托盘(16)相对于所述壳体(19)静止，所述试件托盘(16)与所述升降杆(20)构成移动副，
或者，
所述试件托盘(16)固定连接与所述升降杆(20)，所述基板(13)相对于所述壳体(19)静止，所述基板(13)与所述升降杆(20)构成移动副。
作为优选，所述迈斯纳效应试验装置还包括第一密封轴承(8)，
所述壳体(19)包括底板(5)和面罩(18)，
所述面罩(18)固定连接于所述底板(5)，使得于所述面罩(18)和底板 (5)之间形成所述容置空间(22)；
所述底板(5)上设有第一穿设孔，所述第一密封轴承(8)设置于所述第一穿设孔内，所述升降杆(20)通过所述第一密封轴承(8)伸入到所述容置空间(22)内。
作为优选，所述迈斯纳效应试验装置还包括抽真空装置(1)、抽真空管路 (6)、降温介质储罐(4)、降温介质输入管路(9)和降温介质输出管路(10)，
所述抽真空装置(1)通过所述抽真空管路(6)与所述容置空间(22)连通，
所述基板(13)由导热材质制成，所述基板(13)上设有降温介质通道(17)，所述降温介质通道(17)的一端与所述降温介质输入管路(9)连通，所述降温介质通道(17)的另一端与所述降温介质输出管路(10)连通。
作为优选，
所述降温介质通道(17)呈螺旋形布设，
或者，
所述降温介质通道(17)呈同心圆形布设，相邻两同心圆之间彼此连通。
作为优选，所述基板(13)上设有凹槽，所述永磁体(15)嵌设于所述凹槽内。
作为优选，所述迈斯纳效应试验装置还包括旋转动力原动件(2)、主动齿轮(11)和从动齿轮(12)，
所述主动齿轮(11)通过其芯孔固定连接于所述旋转动力原动件(2)的输出轴，
所述从动齿轮(12)通过其芯孔固定连接于所述升降杆(20)，
所述主动齿轮(11)与所述从动齿轮(12)之间啮合。
作为优选，所述主动齿轮(11)、从动齿轮(12)处于所述容置空间(22) 的外部。
作为优选，所述迈斯纳效应试验装置还包括第二密封轴承(7)，
所述底板(5)上设有第二穿设孔，所述第二密封轴承(7)设置于所述第二穿设孔内，所述旋转动力原动件(2)的输出轴伸入到所述容置空间(22)内，使得所述主动齿轮(11)、从动齿轮(12)处于所述容置空间(22)的内部。
作为优选，所述面罩(18)由透明材质制成。
本实用新型提供的迈斯纳效应试验装置在应用过程中，由于永磁体15固定设置于基板13上，待测试件14固定设置于试件托盘16上，基板13、试件托盘 16分别连接于升降杆20，使得试件托盘16与基板13之间的间距可调，在此基础上，容置空间22能够为待测试件14提供超导态工作环境，也就是说，试验过程中，待测试件14相当于处于超导态的超导体，而随着升降杆20的动作，当试件托盘16与基板13之间的间距可调，也就是说，能够通过升降杆20的动作使得固定设置在基板13上的永磁体15能够采取向待测试件14靠近的工作状态，因此，本实用新型提供的迈斯纳效应试验装置能够该试验装置能够用于对处于超导态的高温超导试件在不同磁场强度环境下所产生的不同迈斯纳效应进行深入的研究。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
附图1为本实用新型实施例提供的迈斯纳效应试验装置的典型结构示意图；
附图2为本实用新型实施例提供的迈斯纳效应试验装置在试验过程中通过试件托盘16和基板13之间的间距改变待测试件14与永磁体15之间的直线距离及夹角的过程示意图(其中，与该动作无关的部件未示出)；
图3为本实用新型实施例提供的迈斯纳效应试验装置中应用的降温介质通道17呈螺旋形布设的结构示意图。
具体实施方式
有鉴于此，本实用新型提供了一种迈斯纳效应试验装置，该试验装置易于理解，结构简单，操作便捷，从而更加适于实用。
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种迈斯纳效应试验装置，该试验装置易于理解，结构简单，操作便捷，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。
实施例一
参见附图1，本实用新型实施例一提供的迈斯纳效应试验装置包括壳体19、基板13、升降机构21、永磁体15、试件托盘16和待测试件14。壳体19内部形成容置空间22，容置空间22用于提供待测试件14的超导态工作环境。升降机构21包括固定端3和升降杆20，升降杆20能够相对于固定端3升降。永磁体15固定设置于基板13上，待测试件14固定设置于试件托盘16上，升降杆 20的自由端伸入到容置空间22内，基板13、试件托盘16分别连接于升降杆20，使得试件托盘16与基板13之间的间距可调。
本实用新型实施例一提供的迈斯纳效应试验装置在应用过程中，由于永磁体15固定设置于基板13上，待测试件14固定设置于试件托盘16上，基板13、试件托盘16分别连接于升降杆20，使得试件托盘16与基板13之间的间距可调，在此基础上，容置空间22能够为待测试件14提供超导态工作环境，也就是说，试验过程中，待测试件14相当于处于超导态的超导体，而随着升降杆20的动作，当试件托盘16与基板13之间的间距可调，也就是说，能够通过升降杆20 的动作使得固定设置在基板13上的永磁体15能够采取向待测试件14靠近的工作状态，因此，本实用新型实施例一提供的迈斯纳效应试验装置能够用于对处于超导态的高温超导试件在不同磁场强度环境下所产生的不同迈斯纳效应进行深入的研究。
其中，参见附图2，试件托盘16固定连接于升降杆20，基板13相对于壳体19静止，基板13与升降杆20构成移动副。在这种情况下，试件托盘16固定连接于升降杆20，也就是说，试件托盘16能够随着升降杆20的升降运动而进行升降运动，例如，在附图2中，试件托盘16首先从位置16a向下运动到位置16b，进一步，试件托盘16再从位置16b向下继续运动到位置16c，此时，待测试件14首先从位置14a向下运动到位置14b，进一步，试件托盘16再从位置14b向下继续运动到位置14c，在这一运动过程中，待测试件14与永磁体15 之间的直线距离逐渐缩短，因此，能够模拟待测试件14与永磁体15逐渐靠近的动作。
其中，迈斯纳效应试验装置还包括第一密封轴承8。壳体19包括底板5和面罩18，面罩18固定连接于底板5，使得于面罩18和底板5之间形成容置空间22。底板5上设有第一穿设孔，第一密封轴承8设置于第一穿设孔内，升降杆20通过第一密封轴承8伸入到容置空间22内。在这种情况下，密封轴承8 能够保证升降杆20的运动性能，同时，还能保证升降杆20与底板15之间的密封性能，本实施例中，该第一密封轴承为第一磁流体密封轴承。
其中，迈斯纳效应试验装置还包括抽真空装置1、抽真空管路6、降温介质储罐4、降温介质输入管路9和降温介质输出管路10。抽真空装置1通过抽真空管路6与容置空间22连通，基板13由导热材质制成，基板13上设有降温介质通道17，降温介质通道17的一端与降温介质输入管路9连通，降温介质通道 17的另一端与降温介质输出管路10连通。在这种情况下，通过抽真空装置1能够营造容置空间22内的真空状态，通过降温介质储罐4、降温介质输入管路9、降温介质输出管路10和降温介质通道17，能够给基板13降温，进而通过基板 13在容置空间22内实现降温，从而为待测试件14提供超导态工作环境。
其中，如图3所示，本实用新型实施例一提供的迈斯纳效应试验装置中个，降温介质通道17呈螺旋形布设，在这种情况下，由于降温介质与基板13的接触面积较大，能够更好地实现基板13的降温。
其中，基板13上设有凹槽，永磁体15嵌设于凹槽内，在这种情况下，能够使得永磁体15与基板13之间的安装更加便捷。
其中，迈斯纳效应试验装置还包括旋转动力原动件2、主动齿轮11和从动齿轮12。主动齿轮11通过其芯孔固定连接于旋转动力原动件2的输出轴，从动齿轮12通过其芯孔固定连接于升降杆20，主动齿轮11与从动齿轮12之间啮合。本实施例中，旋转动力原动件2是旋转电机，通过给旋转电机上电，能够驱动旋转电机输出轴旋转运动，主动齿轮11随旋转电机输出轴同步旋转运动，再通过主动齿轮11与从动齿轮12之间的啮合，带动从动齿轮12旋转，进一步地，带动升降杆20旋转，此时，由于试件托盘16固定连接于升降杆20，因此，试件托盘16随升降杆20同步旋转，进而带动待测试件14以升降杆20为圆心做圆周运动，从而进一步改变待测试件14与永磁体15之间的间距，模拟待测试件14靠近或者远离永磁体15的动作。
其中，主动齿轮11、从动齿轮12处于容置空间22的外部(图中未示出)。在这种情况下，由于主动齿轮11与从动齿轮12之间啮合摩擦产生的热量发生于容置空间22的外部，因此，无需在容置空间22内应用应用降温介质抵消该部分热量。
其中，面罩18由透明材质制成。本实施例中，面罩18由玻璃制成，在这种情况下，能够更加便利地观察到容置空间22内部的试验情况。
实施例二
与本实用新型实施例一提供的迈斯纳效应试验装置不同，在本实用新型实施例二提供的迈斯纳效应试验装置中，基板13固定连接于升降杆20，试件托盘 16相对于壳体19静止，试件托盘16与升降杆20构成移动副。本实用新型实施例二的工作原理与本实用新型实施例一的工作原理雷同，只是此时随升降杆20 升降的部件替换为基板13，其他原理此处不再赘述。
实施例三
与本实用新型实施例一提供的迈斯纳效应试验装置不同，在本实用新型实施例三提供的迈斯纳效应试验装置中，降温介质通道17呈同心圆形布设，相邻两同心圆之间彼此连通。在这种情况下，由于降温介质与基板13的接触面积较大，能够更好地实现基板13的降温。
实施例四
与本实用新型实施例一提供的迈斯纳效应试验装置不同，在本实用新型实施例四提供的迈斯纳效应试验装置中，还包括第二密封轴承7。底板5上设有第二穿设孔，第二密封轴承7设置于第二穿设孔内，旋转动力原动件2的输出轴伸入到容置空间22内，使得主动齿轮11、从动齿轮12处于容置空间22的内部。在这种情况下，由于主动齿轮11与从动齿轮12之间啮合摩擦产生的热量发生于容置空间22的内部，因此，容置空间22内还需要应用降温介质抵消该部分热量。
尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种迈斯纳效应试验装置，其特征在于，包括壳体(19)、基板(13)、升降机构(21)、永磁体(15)、试件托盘(16)和待测试件(14)，
所述壳体(19)内部形成容置空间(22)，所述容置空间(22)用于提供所述待测试件(14)的超导态工作环境；
所述升降机构(21)包括固定端(3)和升降杆(20)，所述升降杆(20)能够相对于所述固定端(3)升降；
所述永磁体(15)固定设置于所述基板(13)上，
所述待测试件(14)固定设置于所述试件托盘(16)上，
所述升降杆(20)的自由端伸入到所述容置空间(22)内，所述基板(13)、试件托盘(16)分别连接于所述升降杆(20)，使得所述试件托盘(16)与所述基板(13)之间的间距可调。
2.根据权利要求1所述的迈斯纳效应试验装置，其特征在于，
所述基板(13)固定连接于所述升降杆(20)，所述试件托盘(16)相对于所述壳体(19)静止，所述试件托盘(16)与所述升降杆(20)构成移动副，
或者，
所述试件托盘(16)固定连接与所述升降杆(20)，所述基板(13)相对于所述壳体(19)静止，所述基板(13)与所述升降杆(20)构成移动副。
3.根据权利要求1所述的迈斯纳效应试验装置，其特征在于，还包括第一密封轴承(8)，
所述壳体(19)包括底板(5)和面罩(18)，
所述面罩(18)固定连接于所述底板(5)，使得于所述面罩(18)和底板(5)之间形成所述容置空间(22)；
所述底板(5)上设有第一穿设孔，所述第一密封轴承(8)设置于所述第一穿设孔内，所述升降杆(20)通过所述第一密封轴承(8)伸入到所述容置空间(22)内。
4.根据权利要求1所述的迈斯纳效应试验装置，其特征在于，还包括抽真空装置(1)、抽真空管路(6)、降温介质储罐(4)、降温介质输入管路(9)和降温介质输出管路(10)，
所述抽真空装置(1)通过所述抽真空管路(6)与所述容置空间(22)连通，
所述基板(13)由导热材质制成，所述基板(13)上设有降温介质通道(17)，所述降温介质通道(17)的一端与所述降温介质输入管路(9)连通，所述降温介质通道(17)的另一端与所述降温介质输出管路(10)连通。
5.根据权利要求4所述的迈斯纳效应试验装置，其特征在于，
所述降温介质通道(17)呈螺旋形布设，
或者，
所述降温介质通道(17)呈同心圆形布设，相邻两同心圆之间彼此连通。
6.根据权利要求1所述的迈斯纳效应试验装置，其特征在于，所述基板(13)上设有凹槽，所述永磁体(15)嵌设于所述凹槽内。
7.根据权利要求3所述的迈斯纳效应试验装置，其特征在于，还包括旋转动力原动件(2)、主动齿轮(11)和从动齿轮(12)，
所述主动齿轮(11)通过其芯孔固定连接于所述旋转动力原动件(2)的输出轴，
所述从动齿轮(12)通过其芯孔固定连接于所述升降杆(20)，
所述主动齿轮(11)与所述从动齿轮(12)之间啮合。
8.根据权利要求7所述的迈斯纳效应试验装置，其特征在于，所述主动齿轮(11)、从动齿轮(12)处于所述容置空间(22)的外部。
9.根据权利要求7所述的迈斯纳效应试验装置，其特征在于，还包括第二密封轴承(7)，
所述底板(5)上设有第二穿设孔，所述第二密封轴承(7)设置于所述第二穿设孔内，所述旋转动力原动件(2)的输出轴伸入到所述容置空间(22)内，使得所述主动齿轮(11)、从动齿轮(12)处于所述容置空间(22)的内部。
10.根据权利要求3所述的迈斯纳效应试验装置，其特征在于，所述面罩(18)由透明材质制成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022160381.3U CN212623028U (zh) | 2020-09-27 | 2020-09-27 | 迈斯纳效应试验装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN202022160381.3U CN212623028U (zh) | 2020-09-27 | 2020-09-27 | 迈斯纳效应试验装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN212623028U true CN212623028U (zh) | 2021-02-26 |
Family
ID=74701618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202022160381.3U Active CN212623028U (zh) | 2020-09-27 | 2020-09-27 | 迈斯纳效应试验装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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2020
- 2020-09-27 CN CN202022160381.3U patent/CN212623028U/zh active Active
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