[發明專利]一種永磁體溫度系數開路測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201410092802.X
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN103885009A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 侯瑞芬;林安利;張志高;范雯;賀建;王京平
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明涉及永磁材料溫度系數測量技術領域，尤其涉及一種永磁體溫度系數開路測量裝置及測量方法。

背景技術

在永磁材料領域，一些有特殊應用的永磁體，如稀土永磁作為飛船、飛行器等關鍵部件的材料，廣泛應用于航空航天、國防領域,其磁性能直接影響相關領域技術水平。由于準確性、安全性和可靠性的原因，以上領域要求永磁材料的磁性能不隨溫度的變化而波動，飛船、飛行器等必須使用超低溫度系數的永磁材料。因此，對永磁材料溫度系數的精準測量變得尤為重要。

目前，現有技術中測量永磁材料溫度系數的方法有閉磁路掃描法，其測量分辨率為10^-4/℃，隨著超低溫度系數永磁材料的研究和應用向10^-5/℃數量級邁進，現有測量手段不能滿足測量要求，而且有關超低溫度系數測量方法方面的研究也沒有公開文獻。國內，超低溫度系數永磁材料的測量方法嚴重落后于材料的進步。隨著永磁材料溫度系數的進一步降低，測量方法和測量設備缺乏，而國外對該測量技術采取絕對保密和禁運的政策，限制了超低溫度系數永磁材料研究的深入進行，稀土永磁材料在這些領域的應用水平無法獲得持續提升。

目前永磁體溫度系數開路測量方法采用直接測量磁性能的方法，由于受到測量原理和測量儀器的限制，對于超低溫度系數的永磁材料，其溫度系數的測量分辨率很難達到要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種永磁體溫度系數開路測量裝置及測量方法，大大提高永磁體溫度系數測量精度和分辨率。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種永磁體溫度系數開路測量裝置，包括天平支架、臺架、均勻梯度場發生裝置、恒流電源、高溫爐、溫控單元、分析天平、計算機、樣品懸掛線、樣品套和被測樣品；

所述天平支架為一箱體，其內底部放置一個臺架，所述臺架上放置均勻梯度場發生裝置，所述均勻梯度場發生裝置與恒流電源連接，所述高溫爐放置在均勻梯度場發生裝置上或穿過均勻梯度場發生裝置放置在臺架上，所述高溫爐與天平支架外的溫控單元連接；

所述天平支架的頂部放置一個分析天平，所述分析天平通過導線與計算機連接，所述計算機還與溫控單元連接，所述分析天平下端固定一條樣品懸掛線，所述樣品懸掛線穿過天平支架的頂面延伸至高溫爐內部，所述樣品懸掛線末端連接一個樣品套，所述樣品套內放置被測樣品。

本發明的有益效果是：本發明利用均勻梯度發生裝置產生高穩定性的均勻梯度場，而且梯度場為垂直方向，保證樣品只受到垂直方向的力，溫控單元對高溫爐加熱，進而利用分析天平測量被測樣品在不同溫度下的受力情況，進而根據計算公式計算出溫度系數，本發明將磁信號轉換為力信號的方式，實現高靈敏度的溫度系數測量，并且恒流電源的穩定性高，從而決定了梯度場的高穩定性，本發明有效解決了目前超低溫度系數永磁材料溫度系數測量精度和分辨率低的問題，為航空航天領域的關鍵材料的測量提供方法和手段，促進稀土永磁材料在這些領域應用水平的提升。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述均勻梯度場發生裝置采用螺線管型發生裝置或電磁鐵型發生裝置。

進一步，所述螺線管型發生裝置包括包括外筒、下端板、上端板、支撐管、第一線圈、第一水冷層、上墊圈和下墊圈；所述外筒、下端板和上端板固定在一起構成一個上下帶蓋的筒狀結構，所述上端板和下端板中心部分各留有一個通孔，所述支撐管固定在外筒中心，所述支撐管外壁由下至上包括若干個臺階，所述第一線圈纏繞在支撐管上，所述第一線圈的外壁構成一個平滑的圓筒狀；所述第一水冷層設置在第一線圈與外筒之間；所述第一線圈頂部與上端板之間設置有上墊圈，所述第一線圈底部與下端板之間設有下墊圈。

進一步，所述電磁鐵型發生裝置包括包括底板、外套筒、上極頭、下極頭、第二線圈、第二水冷層和墊圈；所述底板為圓形底板，所述外套筒固定在底板板上，上極頭為中心留有通孔的蓋狀結構，固定在外套筒上，所述上極頭內壁為具有一定弧度的凸起；所述下極頭為頂端具有一定弧度凸起的圓柱體，下極頭固定在底板上，所述第二線圈套在下極頭上；所述第二水冷層層疊在下極頭和第二線圈組成的層面上；所述墊圈放置在第二水冷層上，頂面與上極頭的下端面接觸。

進一步，上述技術方案還包括水冷裝置，所述水冷裝置與均勻梯度場發生裝置中的水冷層連接。