RU154801U1

RU154801U1 - INSTALLATION FOR RESEARCH OF ELECTROPHYSICAL PROPERTIES OF HIGH-TEMPERATURE SUPERCONDUCTIVE MATERIALS

Info

Publication number: RU154801U1
Application number: RU2014148924/28U
Authority: RU
Inventors: Юрий Владимирович Кулаев; Павел Александрович Курбатов; Екатерина Павловна Курбатова; Валерий Александрович Матвеев; Владимир Александрович Маевский; Олег Николаевич Молоканов; Михаил Александрович Сысоев
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2015-09-10

Abstract

Установка для исследования физических свойств высокотемпературных сверхпроводников в неоднородном локальном магнитном поле, содержащая криостат с жидким азотом для охлаждения высокотемпературного сверхпроводящего образца, основание для крепления образца, систему, состоящую из постоянных магнитов, мотор-редуктор, отличающаяся тем, что магнитная система выполнена из двух полюсов, состоящих из высококоэрцитивных постоянных магнитов, составленных в виде структур Хальбаха, где центральная часть магнита намагничена по оси, а боковые магниты - по радиусу, основание для крепления образца выполнено из немагнитного материала, содержит компенсирующие катушки Гельмгольца, расположенные в трех плоскостях, координатное устройство, обеспечивающее перемещение датчика тесламетра по трем осям, средства измерений магнитного момента и полного транспортного тока в испытуемых образцах.Installation for studying the physical properties of high-temperature superconductors in an inhomogeneous local magnetic field, containing a cryostat with liquid nitrogen for cooling a high-temperature superconducting sample, a base for fixing the sample, a system consisting of permanent magnets, a gear motor, characterized in that the magnetic system is made of two poles consisting of highly coercive permanent magnets composed in the form of Halbach structures, where the central part of the magnet is magnetized along the axis, and the side filaments - along the radius, the base for attaching the sample is made of non-magnetic material, contains Helmholtz compensating coils located in three planes, a coordinate device that moves the teslameter sensor along three axes, measuring instruments for magnetic moment and total transport current in the tested samples.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для измерения магнитных и механических величин, а конкретно к установкам для исследования электрофизических свойств высокотемпературных сверхпроводящих (ВТСП) материалов. Технический результат заключается в увеличении информативности получаемых данных измерений параметров магнитных полей при испытаниях образцов из ВТСП материалов, позволяющих разделить влияние и определить основные параметры транспортных токов и намагниченности.The proposed technical solution relates to devices for measuring magnetic and mechanical quantities, and specifically to installations for studying the electrophysical properties of high temperature superconducting (HTSC) materials. The technical result consists in increasing the information content of the obtained measurement data of the magnetic field parameters during testing of samples from HTSC materials, allowing to share the influence and determine the main parameters of transport currents and magnetization.

Известен аналог патент на полезную модель №123973 «Установка для исследования физических и магнитных свойств высокотемпературных сверхпроводников». В состав установки входит центратор образца, помещенный в криостат. Образец располагается в центраторе над катушкой, создающей магнитное поле. Держатель образца соединен с электронными весами и электродвигателем, функцией которого является приведение образца ВТСП во вращение. Также в установке предусмотрено наличие датчика для измерения магнитного поля в зазоре между образцом и катушкой. Датчик имеет возможность перемещения параллельно зазору при помощи шагового двигателя. Установка позволяет производить измерение магнитного поля в зазоре между катушкой и неподвижным ВТСП образцом, а также значение силы, действующей на неподвижный и вращающейся с заданной частотой образец ВТСП материала.Known analogue patent for utility model No. 123973 "Installation for the study of the physical and magnetic properties of high-temperature superconductors". The setup includes a sample centralizer placed in a cryostat. The sample is located in the centralizer above the coil, which creates a magnetic field. The sample holder is connected to an electronic balance and an electric motor, the function of which is to bring the HTSC sample into rotation. Also, the installation provides a sensor for measuring the magnetic field in the gap between the sample and the coil. The sensor has the ability to move parallel to the gap using a stepper motor. The setup allows the measurement of the magnetic field in the gap between the coil and a fixed HTSC sample, as well as the value of the force acting on a sample of a HTSC material fixed and rotating at a given frequency.

В процессе измерения образец помещают в измерительную камеру (криостат), заполненную криоагентом. Перевод образца в сверхпроводящее состояние производится в отсутствии магнитного поля (режим ZFC), далее включается катушка и образец начинает левитировать. В этот момент производится измерение электромагнитной силы, действующей на образец. Датчик для измерения магнитного поля перемещается в зазоре при помощи шагового двигателя по линии, измеряя распределение магнитного поля между катушкой и образцом ВТСП материала. При включении приводного двигателя образец начинает вращаться с заданной частотой относительно катушки, что позволяет произвести измерение зависимости электромагнитной силы от частоты вращения образца.During the measurement process, the sample is placed in a measuring chamber (cryostat) filled with a cryoagent. The sample is transferred to the superconducting state in the absence of a magnetic field (ZFC mode), then the coil is turned on and the sample begins to levitate. At this moment, the electromagnetic force acting on the sample is measured. The sensor for measuring the magnetic field moves in the gap with the help of a stepper motor along the line, measuring the distribution of the magnetic field between the coil and the sample of HTSC material. When the drive motor is turned on, the sample begins to rotate at a predetermined frequency relative to the coil, which makes it possible to measure the dependence of the electromagnetic force on the speed of the sample.

Недостатками данной установки являются: невозможность измерения магнитного поля во всей плоскости зазора между образцом и катушкой, отсутствие средств компенсации геомагнитного поля, а также средств измерений магнитного момента испытуемых образцов и полного транспортного тока. Кроме того, к недостаткам можно отнести неравномерное распределение магнитного поля в образце, созданное катушкой с током.The disadvantages of this setup are: the impossibility of measuring the magnetic field in the entire plane of the gap between the sample and the coil, the lack of means for compensating the geomagnetic field, as well as measuring instruments for the magnetic moment of the tested samples and the total transport current. In addition, the disadvantages include the uneven distribution of the magnetic field in the sample created by the current coil.

Известен аналог (прототип) патент на полезную модель №134332 «Установка для исследования физических процессов, происходящих в высокотемпературных сверхпроводниках в неоднородном локальном магнитном поле». В состав данной установки входит криостат для охлаждения сверхпроводника, постоянные магниты на ферромагнитном основании для создания магнитного поля, основание для крепления образца ВТСП, а также устройство для измерения вращающего момента, действующего на образец. Процесс измерения заключается в охлаждении образца в режиме FC (охлаждение в магнитном поле) и последующем вращении постоянных магнитов относительно своей оси при помощи мотор-редуктора при этом измеряется зависимость электромагнитного момента, действующего на образец, от угла поворота магнитной системы и определяется момент срыва. Измеренные данные в последующем позволяют определить критический ток, силу пиннинга и коэффициент вязкого трения образца.Known analogue (prototype) patent for utility model No. 134332 "Installation for the study of physical processes occurring in high-temperature superconductors in an inhomogeneous local magnetic field." This installation includes a cryostat for cooling a superconductor, permanent magnets on a ferromagnetic base to create a magnetic field, a base for attaching a HTSC sample, and a device for measuring the torque acting on the sample. The measurement process consists in cooling the sample in FC mode (cooling in a magnetic field) and the subsequent rotation of the permanent magnets about its axis using a gear motor, while measuring the dependence of the electromagnetic moment acting on the sample on the angle of rotation of the magnetic system and determining the breakdown moment. The measured data subsequently makes it possible to determine the critical current, pinning force, and coefficient of viscous friction of the sample.

Недостатками данной конструкции являются: наличие ферромагнитных деталей в магнитной системе, что вносит погрешности при измерении, за счет появления в них областей намагниченности с неизвестными параметрами; невозможность создания магнитных полей с магнитной индукцией более 1 Τ и высокой степени однородности из-за расположения постоянных магнитов только с одной стороны от образца. Кроме того, отсутствуют система компенсации геомагнитных полей, а также средства для измерений распределений магнитной индукции с температурной компенсацией в области низких температур, магнитного момента испытуемых образцов, полного транспортного тока. Указанные недостатки прототипа не позволяют увеличить точность и информативность измерений, а также создавать сильные магнитные поляThe disadvantages of this design are: the presence of ferromagnetic parts in the magnetic system, which introduces measurement errors due to the appearance of magnetization regions with unknown parameters in them; the impossibility of creating magnetic fields with magnetic induction of more than 1 Τ and a high degree of uniformity due to the location of permanent magnets on only one side of the sample. In addition, there is no compensation system for geomagnetic fields, as well as tools for measuring the distribution of magnetic induction with temperature compensation in the low temperature region, the magnetic moment of the test samples, and the total transport current. These disadvantages of the prototype do not allow to increase the accuracy and information content of the measurements, as well as create strong magnetic fields

Технической задачей полезной модели является повышение точности и информативности измерений.The technical task of the utility model is to increase the accuracy and information content of measurements.

Технический эффект, возникающий при реализации поставленной технической задачи состоит в обеспечении однородного регулируемого магнитного поля в зоне измерения, не зависящего от магнитного состояния образца, а также в обеспечении возможности высокоточного измерения магнитного поля во всех точках в плоскости зазора в большом диапазоне магнитных индукций и достигается тем, что в известной установке для исследования физических свойств высокотемпературных сверхпроводников в неоднородном локальном магнитном поле, содержащей криостат с жидким азотом для охлаждения высокотемпературного сверхпроводящего образца, основание для крепления образца, систему состоящую из постоянных магнитов, мотор-редуктор, согласно полезной модели, магнитная система выполнена из двух полюсов, состоящих из высококоэрцитивных постоянных магнитов, составленных в виде структур Хальбаха, где центральная часть магнита намагничена по оси, а боковые магниты - по радиусу, основание для крепления образца выполнено из немагнитного материала, содержит компенсирующие катушки Гельмгольца, расположенные в трех плоскостях, координатное устройство, обеспечивающее перемещение датчика тесламетра по трем осям, средства измерений магнитного момента и полного транспортного тока в испытуемых образцах.The technical effect arising from the implementation of the technical task is to provide a uniform adjustable magnetic field in the measurement zone, independent of the magnetic state of the sample, as well as to ensure the possibility of high-precision measurement of the magnetic field at all points in the plane of the gap in a wide range of magnetic inductions and is achieved by that in a known installation for studying the physical properties of high-temperature superconductors in an inhomogeneous local magnetic field containing a cryostat liquid nitrogen for cooling a high-temperature superconducting sample, the base for mounting the sample, a system consisting of permanent magnets, a geared motor, according to a utility model, the magnetic system is made of two poles consisting of highly coercive permanent magnets made up of Halbach structures, where the central part of the magnet magnetized along the axis, and side magnets - along the radius, the base for mounting the sample is made of non-magnetic material, contains Helmholtz compensating coils, located s in three planes, the coordinate device providing teslametra displacement sensor along the three axes, means of measuring the magnetic moment of the vehicle and complete the current in the test samples.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема установки для исследования электрофизических свойств высокотемпературных сверхпроводящих (ВТСП) материалов.In FIG. 1 is a schematic diagram of a setup for studying the electrophysical properties of high-temperature superconducting (HTSC) materials.

На фиг. 2. показано направление намагниченности постоянных магнитов, составляющих полюс магнитной системы (вид сбоку)In FIG. 2. shows the direction of magnetization of the permanent magnets that make up the pole of the magnetic system (side view)

На фиг. 3 показано направление намагниченности постоянных магнитов, составляющих полюс магнитной системы (вид сверху).In FIG. Figure 3 shows the direction of magnetization of the permanent magnets that make up the pole of the magnetic system (top view).

На фиг. 4 представлено распределение магнитной индукции в средней части зазора между магнитами, где располагается испытуемый образец.In FIG. 4 shows the distribution of magnetic induction in the middle of the gap between the magnets, where the test sample is located.

На фиг. 5 приведены градуировочные зависимости магнитной индукции от расстояния между полюсами магнитной системыIn FIG. Figure 5 shows the calibration dependences of magnetic induction on the distance between the poles of the magnetic system

На фиг. 6 показана линия интегрирования измеренных значений магнитной индукции при измерении полного тока.In FIG. Figure 6 shows the line of integration of the measured values of the magnetic induction when measuring the total current.

На фиг. 7 показано расположение датчика силы.In FIG. 7 shows the location of the force sensor.

В состав установки для исследования электрофизических свойств высокотемпературных сверхпроводящих (ВТСП) материалов (фиг. 1) входят: основание для крепления образца 1, на котором закреплены три взаимно ортогональных пары катушек Гельмгольца 2 для компенсации внешних магнитных полей. На основании 1 также закреплена плита 3 из немагнитного материала, к которой присоединяются направляющие рельсы 4. По рельсам 4 передвигаются платформы с закрепленными на них постоянными магнитами 5, создающие в области испытуемого образца однородное магнитное поле с регулируемой магнитной индукцией до 1.5 Тл. Между полюсами магнитной системы 5 помещается образец ВТСП материала 6, находящийся в криостате 7. Через криостат 7 прокачивается жидкий азот при помощи рефрижераторной установки замкнутого цикла 8. Измерение магнитной индукции осуществляется при помощи трехкоординатного позиционирующего устройства 9, на котором закреплен зонд 10 тесламетра. Регулирование магнитной индукции осуществляется перемещением платформ с помощью шагового двигателя 11 и винтовой трансмиссии. Измерение результирующего магнитного момента транспортных токов и намагниченности осуществляется при помощи специальных измерительных катушек Гельмгольца, подключенных к измерителю магнитного потока (веберметру). Измерение полного тока в кольцевых образцах производится путем интегрирования значений напряженности магнитного поля на линии проходящей через внутреннее отверстие образца и криостата. Для измерений действующих на образец сил применены датчики через которые криостат закреплен на неподвижном основании. В состав установки также входит компьютер, выполняющий функции управления, сбора и обработки данных измерений.The structure for studying the electrophysical properties of high-temperature superconducting (HTSC) materials (Fig. 1) includes: a base for mounting sample 1, on which three mutually orthogonal pairs of Helmholtz coils 2 are fixed to compensate for external magnetic fields. On the base 1, a plate 3 of non-magnetic material is also fixed, to which the guide rails 4 are attached. Platforms with permanent magnets 5 are mounted on the rails 4, creating a uniform magnetic field in the region of the test sample with adjustable magnetic induction up to 1.5 T. A sample of the HTSC material 6 is placed between the poles of the magnetic system 5, located in the cryostat 7. Liquid nitrogen is pumped through the cryostat 7 using a closed loop refrigeration unit 8. Magnetic induction is measured using a three-coordinate positioning device 9, on which the teslameter probe 10 is mounted. The regulation of magnetic induction is carried out by moving the platforms using a stepper motor 11 and a helical transmission. The measurement of the resulting magnetic moment of transport currents and magnetization is carried out using special Helmholtz measuring coils connected to a magnetic flux meter (webermeter). The total current in ring samples is measured by integrating the values of the magnetic field strength on the line passing through the internal hole of the sample and cryostat. For measurements of the forces acting on the sample, sensors were used through which the cryostat is fixed on a fixed base. The structure of the installation also includes a computer that performs the functions of control, collection and processing of measurement data.

Для создания магнитного поля применена магнитная система, состоящая из двух высококоэрцитивных постоянных магнитов из сплава NdFeB с остаточной магнитной индукцией 1,35 Тл (фиг. 2). Элементы из магнитомягкого материала в конструкции отсутствуют, так как испытуемый образец из ВТСП материала создает собственное магнитное поле, которое может изменить магнитное состояние деталей из магнитомягкого материала и тем самым, изменит внешнее магнитное поле. Этот эффект приводит к значительным погрешностям в определении электрофизических свойств материала испытуемых образцов.To create a magnetic field, a magnetic system was used, consisting of two highly coercive permanent magnets from an NdFeB alloy with a residual magnetic induction of 1.35 T (Fig. 2). Elements of soft magnetic material are absent in the design, since the test sample of HTSC material creates its own magnetic field, which can change the magnetic state of parts of soft magnetic material and thereby change the external magnetic field. This effect leads to significant errors in determining the electrophysical properties of the material of the tested samples.

С целью создания однородных магнитных полей с большим значением магнитной индукции постоянные магниты составлены в виде структур Хальбаха (фиг. 3), где центральная часть магнита намагничена по оси, а боковые магниты - по радиусу. Распределение магнитной индукции в средней части зазора между магнитами, где располагается испытуемый образец, приведено на фиг. 4. Зависимость магнитной индукции в центре зазора от расстояния между магнитами показано на фиг. 5. Параметры представленной магнитной системы удовлетворяют требованиям установки для исследования электрофизических свойств высокотемпературных сверхпроводящих (ВТСП) материалов. Регулирование магнитной индукции производится с помощью изменения расстояния между магнитами. Закрепленные на платформах постоянные магниты перемещаются по направляющим рельсам с помощью шагового двигателя и винтовой трансмиссии. Рельсы и винтовая трансмиссия воспринимают возникающие усилия взаимодействия магнитов, достигающие 6400 Н. Возможно или симметричное относительно образца перемещение магнитов или перемещение только одного магнита. Положение магнитов задается и фиксируется программой компьютера или оператором.In order to create uniform magnetic fields with a large value of magnetic induction, the permanent magnets are composed in the form of Halbach structures (Fig. 3), where the central part of the magnet is magnetized along the axis and side magnets - along the radius. The distribution of magnetic induction in the middle of the gap between the magnets where the test sample is located is shown in FIG. 4. The dependence of magnetic induction in the center of the gap on the distance between the magnets is shown in FIG. 5. The parameters of the presented magnetic system satisfy the requirements of the installation for studying the electrophysical properties of high-temperature superconducting (HTSC) materials. Magnetic induction is controlled by changing the distance between the magnets. Permanent magnets mounted on the platforms are moved along the guide rails using a stepper motor and a helical transmission. Rails and a helical transmission perceive the arising forces of interaction of magnets, reaching 6400 N. It is possible either to move magnets symmetrical with respect to the sample or to move only one magnet. The position of the magnets is set and fixed by a computer program or by an operator.

Измерение магнитной индукции осуществляется магнитометром, имеющим зонды с преобразователями Холла, ориентированными таким образом, чтобы иметь возможность выполнять измерения всех трех компонент вектора магнитной индукции. Измерительный прибор оснащается системой автоматической компенсации температурной нестабильности преобразователя Холла в диапазоне температур от 40 до 300°К. Измеренные значения магнитной индукции сохраняются в памяти подключенного к прибору компьютера вместе с координатами центра датчика.Magnetic induction is measured by a magnetometer having probes with Hall transducers oriented so as to be able to measure all three components of the magnetic induction vector. The measuring device is equipped with a system for automatically compensating for the temperature instability of the Hall transducer in the temperature range from 40 to 300 ° K. The measured values of the magnetic induction are stored in the memory of the computer connected to the device along with the coordinates of the center of the sensor.

Трехкоординатная система позиционирования зонда управляется компьютером по заранее заданной программе перемещений, реализуемой тремя шаговыми двигателями с винтовой механической трансмиссией или вручную.The three-coordinate probe positioning system is controlled by a computer according to a predetermined displacement program implemented by three stepper motors with a helical mechanical transmission or manually.

Компенсация геомагнитного поля производится тремя парами катушек Гельмгольца, расположенных в трех координатных плоскостях. Питание катушек осуществляется от трех независимых источников постоянного тока. Диаметр катушек 1200 мм, расстояние между ними 600 мм. Настройка системы производится при отсутствии постоянных магнитов перед проведением испытаний образцов из ВТСП материалов. Датчик измерителя магнитной индукции располагается в центре криостата последовательно в трех координатных плоскостях. Токи в катушках Гельмгольца регулируются таким образом, чтобы получить нулевые показания измерителя магнитной индукции по каждой координатной оси.Compensation of the geomagnetic field is carried out by three pairs of Helmholtz coils located in three coordinate planes. The coils are powered by three independent DC sources. The diameter of the coils is 1200 mm, the distance between them is 600 mm. The system is tuned in the absence of permanent magnets before testing samples of HTSC materials. The sensor of the magnetic induction meter is located in the center of the cryostat sequentially in three coordinate planes. The currents in the Helmholtz coils are regulated in such a way as to obtain zero readings of the magnetic induction meter on each coordinate axis.

Измерение суммарного магнитного момента производится специальными измерительными катушками Гельмгольца, которые имеют диаметр не менее 10l, где l - наибольший линейный размер образца и расстояние между катушками равное радиусу катушек. Обе катушки соединяются последовательно и подключаются к измерителю магнитного потока (веберметру). Измерение суммарного магнитного момента исследуемого образца из ВТСП материала производится помещением образца с криокамерой в центральную область катушек. Для этого катушки надвигаются на криокамеру. Измеренное веберметром потокосцепление катушек прямо пропорционально суммарному магнитному моменту транспортных токов и намагниченности в направлении оси катушек Гельмгольца m=Ψ/(μ₀k), где m - суммарный магнитный момент; Ψ - измеренное значение потокосцепления; k - постоянная катушек Гельмгольца.The total magnetic moment is measured by special Helmholtz measuring coils, which have a diameter of at least 10 l, where l is the largest linear size of the sample and the distance between the coils is equal to the radius of the coils. Both coils are connected in series and connected to a magnetic flux meter (webermeter). The measurement of the total magnetic moment of the test sample from HTSC material is carried out by placing the sample with a cryochamber in the central region of the coils. For this, coils are pushed onto the cryochamber. The flux linkage of the coils measured by the webmeter is directly proportional to the total magnetic moment of the transport currents and the magnetization in the direction of the axis of the Helmholtz coils m = Ψ / (μ ₀ k), where m is the total magnetic moment; Ψ is the measured value of flux linkage; k is the constant of the Helmholtz coils.

Измерение полного тока выполняется для образцов с внутренним отверстием. Полный ток равен криволинейному интегралу от напряженности магнитного поля по замкнутому контуру, охватывающему этот ток. Поскольку в условиях эксперимента обычно используемый для этих измерений пояс Роговского не применим, то определение полного тока производится непосредственным интегрированием измеренной напряженности магнитного поля на протяженной линии, проходящей через внутреннее отверстие образца (см. фиг. 6)Total current measurement is performed for samples with an internal hole. The total current is equal to the curvilinear integral of the magnetic field strength over a closed circuit covering this current. Since under the experimental conditions the Rogowski belt commonly used for these measurements is not applicable, the total current is determined by directly integrating the measured magnetic field strength over an extended line passing through the internal hole of the sample (see Fig. 6)

, где H_x - проекция напряженности магнитного поля на линию АВ. Длина линии АВ выбирается из условия h≥15l, что обеспечивает погрешность вычислений полного тока не хуже 1%.

where H _x is the projection of the magnetic field on the line AB. The length of the line AB is selected from the condition h≥15l, which provides an error in the calculation of the total current not worse than 1%.

Напряженность магнитного поля измеряется магнитометром, данные с которого фиксируются в компьютере и интегрируются.The magnetic field strength is measured by a magnetometer, the data from which is recorded in a computer and integrated.

Измерение действующих на образец сил осуществляется датчиками сил, установленными между опорной площадкой и криостатом (фиг. 7). На фиг. 7 показаны: криостат 1; опорная площадка 2; датчики сил 3 (8 шт.).The forces acting on the sample are measured by force sensors installed between the support platform and the cryostat (Fig. 7). In FIG. 7 shows: cryostat 1; reference platform 2; force sensors 3 (8 pcs.).

Порядок работыOperating procedure

Установка позволяет производить исследования образцов из ВТСП материала как в режиме перевода в сверхпроводящее состояние без магнитного поля (ZFC), так и в режиме заданного внешнего поля (FC). Согласно принятой нумерации на фиг. 1. Перед началом работы производится компенсация геомагнитного поля регулировкой токов в компенсирующих катушках Гельмгольца 2.The setup allows the study of samples from HTSC material both in the mode of transition to the superconducting state without a magnetic field (ZFC) and in the mode of a specified external field (FC). According to the accepted numbering in FIG. 1. Before starting work, the geomagnetic field is compensated by adjusting the currents in the compensating Helmholtz coils 2.

В режиме ZFC постоянные магниты 5 с помощью привода с механической трансмиссией 11 разводятся на расстояние не менее 1 м друг от друга. Криостат 7 с образцом подключается к системе охлаждения. После выдержки времени для заполнения системы жидким азотом и охлаждения образца (не менее 5 мин.) установка готова к исследованиям по требуемой программе.In ZFC mode, the permanent magnets 5 are driven by a drive with a mechanical transmission 11 at a distance of at least 1 m from each other. Cryostat 7 with a sample is connected to the cooling system. After holding the time for filling the system with liquid nitrogen and cooling the sample (at least 5 minutes), the installation is ready for research on the required program.

В режиме FC постоянные магниты 5 с помощью привода с механической трансмиссией 11 фиксируются на расстоянии, соответствующем требуемой магнитной индукции в образце по градуировочной зависимости (фиг. 5). Криостат 7 с образцом 4 подключается к системе охлаждения 8. После выдержки времени для заполнения системы жидким азотом и охлаждения образца (не менее 5 мин.) установка готова к исследованиям по требуемой программе.In FC mode, the permanent magnets 5 are fixed by means of a drive with a mechanical transmission 11 at a distance corresponding to the required magnetic induction in the sample according to the calibration curve (Fig. 5). The cryostat 7 with sample 4 is connected to the cooling system 8. After holding the time for filling the system with liquid nitrogen and cooling the sample (at least 5 minutes), the installation is ready for research according to the required program.

Claims

Installation for studying the physical properties of high-temperature superconductors in an inhomogeneous local magnetic field, containing a cryostat with liquid nitrogen for cooling a high-temperature superconducting sample, a base for fixing the sample, a system consisting of permanent magnets, a gear motor, characterized in that the magnetic system is made of two poles consisting of highly coercive permanent magnets composed in the form of Halbach structures, where the central part of the magnet is magnetized along the axis, and the side filaments - along the radius, the base for attaching the sample is made of non-magnetic material, contains Helmholtz compensating coils located in three planes, a coordinate device that moves the teslameter sensor along three axes, measuring instruments for magnetic moment and total transport current in the tested samples.