[發(fā)明專利]塊狀高溫超導(dǎo)體俘獲磁場測量裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110430384.7
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN103176145A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭明輝;焦玉磊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: G01R33/07
• 分類號: G01R33/07;G01R33/12
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 劉茵

1.一種塊狀高溫超導(dǎo)體俘獲磁場測量裝置，其特征在于，其包括機架1，垂直移動機構(gòu)2，二維水平移動機構(gòu)3，驅(qū)動及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4，低溫樣品容器5，充磁用磁體6和霍爾元件7；

該垂直移動機構(gòu)2固定在機架1上，充磁用磁體6或霍爾元件7固定于該垂直移動機構(gòu)2上；

該二維水平移動機構(gòu)3固定在機架1上，并位于垂直移動機構(gòu)2的下方，低溫樣品容器5固定于該二維水平移動機構(gòu)3上；

該垂直移動機構(gòu)2和二維水平移動機構(gòu)3分別與驅(qū)動及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4連接。

2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述垂直移動機構(gòu)2由步進電機21、精密滾珠絲杠22和具有滑動導(dǎo)向槽的導(dǎo)柱23構(gòu)成；該精密滾珠絲杠22一端連接步進電機21，另一端連接該充磁用磁體6或霍爾元件7。

3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述二維水平移動機構(gòu)3包括一個樣品支架；該樣品支架由具有滑動導(dǎo)向槽的第一導(dǎo)柱36和第二導(dǎo)柱37組成，兩個導(dǎo)柱相互垂直；該第一導(dǎo)柱36上設(shè)置第一步進電機32和第一精密滾珠絲杠34；該第二導(dǎo)柱37上設(shè)置第二步進電機33和第二精密滾珠絲杠35；低溫樣品容器5固定于第一導(dǎo)柱36上，與第一精密滾珠絲杠34連接，該精密滾珠絲杠34的另一端連接第一步進電機32，由該精密滾珠絲杠34牽引，該低溫樣品容器5沿該第一導(dǎo)柱36作水平移動；該第一導(dǎo)柱36連接第二精密滾珠絲杠35，該第二精密滾珠絲杠35的另一端連接第二步進電機33，由該第二精密滾珠絲杠35牽引，第一導(dǎo)柱36沿該第二導(dǎo)柱37作水平移動。

4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述驅(qū)動及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4包括輸出信號采集及顯示單元和整體裝置的驅(qū)動及控制單元。

5.一種應(yīng)用權(quán)利要求1-4中任一項所述的裝置測量塊狀高溫超導(dǎo)體俘獲磁場的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

A.首先將超導(dǎo)材料進行充磁，并固定在盛有液氮的低溫樣品容器5中，該低溫樣品容器5固定在二維水平移動機構(gòu)3上；

B.將霍爾元件固定于垂直移動機構(gòu)上，通過驅(qū)動垂直移動機構(gòu)2的步進電機21確定霍爾元件與超導(dǎo)樣品之間的距離；

C.控制兩個步進電機32、33，使樣品相對與霍爾元件做水平運動；

D.采集水平方向的坐標(biāo)值及霍爾元件的測量數(shù)據(jù)；

E.以采集到的數(shù)據(jù)作圖即可得到超導(dǎo)樣品的俘獲場數(shù)據(jù)及磁場分布圖。

6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟A的充磁操作采用外部磁場，或通過所述垂直移動機構(gòu)2帶動磁體與超導(dǎo)材料接近，冷卻超導(dǎo)材料至液氮溫度后對超導(dǎo)材料進行充磁。

7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述裝置的最大水平掃描范圍為150mm×150mm，垂直移動距離為100mm，最小步進距離為25微米。

8.應(yīng)用權(quán)利要求1-4中任一項所述的裝置測量磁性材料表面磁場與磁場分布的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

A.首先將磁性材料樣品固定在二維水平移動機構(gòu)3上；

B.將霍爾元件固定于垂直移動機構(gòu)上，通過驅(qū)動垂直移動機構(gòu)2的步進電機21確定霍爾元件與磁性材料樣品之間的距離；

C.控制兩個步進電機32、33，使樣品相對與霍爾元件做水平運動；

D.采集水平方向的坐標(biāo)值及霍爾元件的測量數(shù)據(jù)；

E.以采集到的數(shù)據(jù)作圖即可得到磁性材料樣品的表面磁場與磁場分布圖。