[發(fā)明專利]高溫超導(dǎo)綜合實驗儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110361400.1
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102426812A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙杰
• 申請（專利權(quán)）人: 趙杰
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種物理實驗儀器，尤其是指一種高溫超導(dǎo)綜合實驗儀。

背景技術(shù)

根據(jù)固體物理理論，實際的金屬材料由于存在雜質(zhì)和缺陷對電子運動的散射，在溫度趨向絕對零度時，金屬的電阻率將趨近一個定值，稱為剩余電阻率。但是，1911年荷蘭物理學(xué)家昂尼斯發(fā)現(xiàn)，利用液氦把汞冷卻到4．2?K左右時，水銀的電阻率突然由正常的剩余電阻率值減少到接近零。近20多年，美中科學(xué)家又分別獨立地發(fā)現(xiàn)了Y－Ba－Cu－O體系超導(dǎo)體，電阻急劇下降的轉(zhuǎn)折溫度為92?K以上，在液氮溫區(qū)，這些起始轉(zhuǎn)折溫度高于液氮溫度77K的氧化物超導(dǎo)體稱為高溫超導(dǎo)體。

超導(dǎo)電性的應(yīng)用十分廣泛，超導(dǎo)材料現(xiàn)已應(yīng)用在高能物理、電力工程、電子技術(shù)、生物磁學(xué)、航空航天、醫(yī)療診斷、超導(dǎo)磁懸浮列車、超導(dǎo)微波器件等領(lǐng)域。因此，近些年來高溫超導(dǎo)實驗項目已經(jīng)進入各高校的物理實驗中來，實驗內(nèi)容主要是測量超導(dǎo)材料的電阻與溫度的關(guān)系曲線。2011年9月北京航空航天大學(xué)出版社出版的趙杰主編的《大學(xué)基礎(chǔ)物理實驗》一書中第119-122頁，就公開了一種國內(nèi)銷售量很大的一種高溫超導(dǎo)實驗儀。但是公知的高溫超導(dǎo)實驗儀使用不方便，超導(dǎo)材料每次實驗要焊接兩次、易于損壞，并且可做的實驗內(nèi)容偏少，液氮損失較多，當(dāng)液氮過多時還會滲透入測量氣室，使實驗失敗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高溫超導(dǎo)綜合實驗儀，它既可以定量研究超導(dǎo)材料的電阻溫度特性，又可以研究其他物理量變化引起的超導(dǎo)材料電阻溫度特性的變化，并且具有使用方便、超導(dǎo)材料不易損壞等特點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明將超導(dǎo)材料工作電源（18）的一路直流輸出端與超導(dǎo)電壓測試放大器（1）以及溫度電壓測試放大器(2)的電源輸入端相連，超導(dǎo)電壓測試放大器（1）的輸出端與超導(dǎo)電壓測試電壓表（V2）相連，可拆式固定在探棒（6）上的定位板（5），溫度電壓測試放大器(2)的輸入端與溫度傳感器（20）相連，溫度電壓測試放大器(2)的輸出端與溫度電壓測試電壓表（V1）相連。插接件上基板（10）與探棒（6）的下端以及上插接件（11）相互固定，上插接件（11）與超導(dǎo)電壓測試放大器（1）以及超導(dǎo)材料工作電源（18）相連，下插接件（12）與超導(dǎo)材料（13）相連并且都固定在插接件下基板（14）上，上固定框（21）和下固定框（9）分別固定在探棒（6）的上側(cè)和下側(cè)，套筒（8）的上端與防漏套筒（7）的下端固定，防漏套筒（7）的上端通過可拆式鎖緊部件（19）固定在上固定框（21）上，套筒（8）的下端帶有可拆卸磁鐵。超導(dǎo)材料工作電源（18）帶有寬范圍電壓調(diào)節(jié)旋鈕，可寬范圍改變超材料（13）的工作電流。

為了良好傳熱和透過強磁場，套筒（8）的下端是扁長方形的鋁材料制造的。

為了獲得可調(diào)節(jié)的強磁場并且便于固定，可拆卸磁鐵是由電磁鐵構(gòu)成，電磁鐵芯（15）與套筒（8）之間用電磁鐵固定螺絲（22）相互固定。為了節(jié)省液氮，防漏套筒（7）和探棒（6）由導(dǎo)熱性不好的物體制造。為了方便讀取磁場強度，電磁鐵電源（17）上安裝有標(biāo)有磁場強度刻度的調(diào)節(jié)旋鈕。

由于本發(fā)明將插接件上基板（10）與探棒（6）的下端以及上插接件（11）相互固定，上插接件（11）與超導(dǎo)電壓測試放大器（1）以及超導(dǎo)材料工作電源（18）相連，下插接件（12）與超導(dǎo)材料（13）相連并且都固定在插接件下基板（14）上，使得超導(dǎo)材料（13）與超導(dǎo)電壓測試放大器（1）以及超導(dǎo)材料工作電源（18）相連的方式為插接式，通過上插接件（11）與下插接件（12）的相互拔插就可取下或插上，克服了每次實驗都要焊接的麻煩和頻繁損壞昂貴的超導(dǎo)材料的缺陷；防漏套筒（7）和探棒（6）由導(dǎo)熱性不好的材料制造，使得這部分的吸熱向外傳熱和結(jié)霜都變少，減少了液氮的汽化損失，并且這種結(jié)構(gòu)不會使液氮滲透進套筒8的內(nèi)空間；由于超導(dǎo)材料工作電源（18）帶有寬范圍電壓調(diào)節(jié)旋鈕，可寬范圍地改變超導(dǎo)材料（13）的工作電流，從而增加超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)折溫度與其工作電流的對應(yīng)關(guān)系研究的實驗內(nèi)容；套筒（8）的下端帶有的可拆卸磁鐵，可增加研究超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)折溫度與磁場強度對應(yīng)關(guān)系的實驗內(nèi)容。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖，其中的機械部分為縱切面，內(nèi)部導(dǎo)線是用細點畫線表示的。

圖2是本發(fā)明套筒8與電磁鐵芯15之間嵌合的示意圖。

具體實施方式