[發明專利]一種高溫超導倒掛磁懸浮演示實驗教具

有效

• 申請號: 201410184321.1
• 申請日: 2014-05-04
• 公開（公告）號: CN104036677A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 王三勝
• 申請（專利權）人: 北京鼎臣超導科技有限公司
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文穎

技術領域

本發明涉及一種高溫超導倒掛磁懸浮演示實驗教具，屬于高溫超導教學與應用技術領域。?

背景技術

1911年荷蘭科學家Onnes在測量低溫下水銀電阻率的時候發現了水銀電阻消失的現象，這種現象被稱為零電阻性，人們把這種電阻接近零的材料叫做超導體。隨后，人們發現超導體處于超導態時存在兩個基本特性，一是零電阻效應，二是完全抗磁性(又稱邁斯納效應)。對學生及普通群眾來說，對完全抗磁性往往不好理解。?

目前在上海運行的高速磁懸浮列車就是基于超導體的完全抗磁性原理來實現的。在日常教學中，教師講解超導基本性質時，學生需先在感官上對磁懸浮有一個基本的了解，再輔以教師專業知識的傳授從而掌握超導體的完全抗磁性。在科技展館中更是由于觀眾年齡等差異更需要通過一種簡單直觀的演示裝置來普及磁懸浮現象的原理。?

近年來，越來越多的超導展品受到了科技展館和大中院校的青睞，尤其是以超導磁懸浮列車為主的實驗模型。一般這些演示超導材料正懸浮特性的模型的體積較大，需要外接電源以保證模型的正常運行，且在運行中當溫度大于臨界溫度時需要人工介入以防止模型摔壞。而近年來演示高溫超導材料的正懸浮特性的模型較多，暫時還未見專門針對演示倒懸浮特性的模型。?

隨著科學技術的進步，高溫超導材料的研究應用也越來越廣泛，近年來中高等院校及展館對普及此高科技領域的理論知識提出了越來越多的需求，但是現有的教學演示裝置，普遍存在著體積大不易攜帶、需要外接電源、大多只演示超導正懸浮特性等問題。隨著超導材料的研究更加深入，有關超導材料各種物理知識的演示裝置有著重要的直觀指導意義。?

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，提出一種小巧的專門演示超導倒掛磁懸浮特性的演示實驗教具，本發明的演示實驗教具易攜帶，無需外接電源，只要充入液氮即可保證模型的穩定運行，且設計了專用的支架以防止模型在溫度高于90K時脫落。本發明主要用來演示超?導倒掛磁懸浮性能，以供學生和觀眾從不同方面了解完全抗磁性。?

一種新型高溫超導倒掛磁懸浮演示實驗教具，包括直線軌道、軌道支架、小車、小車旋轉支架、加灌液氮漏斗；?

直線軌道包括軌道底板和永磁體軌道，軌道底板采用鐵磁性材料，永磁體軌道由鐵板和吸附在鐵板上的永磁體兩部分組成，永磁體軌道吸附固定在軌道底板中，永磁體軌道的高度與軌道底板的高度平行；?

直線軌道的兩端連接軌道支架，軌道支架采用絕緣材料，用來固定直線軌道；?

小車旋轉支架位于小車下方，小車旋轉支架的頂部與底部采用螺旋方式連接，高度能夠上下調節，采用絕緣材料；?

小車包括外殼、保溫層、內層，保溫層位于外殼與內層之間；?

內層為高溫超導塊材，每個塊材之間設有空隙，空隙用于儲存液氮，紫銅圓環連接小車內層，使液氮通過紫銅圓環流入到小車內層，且紫銅圓環上設有液氮進氣口和液氮出氣口，其中液氮進氣口在加灌液氮時，連接加灌液氮漏斗；?

加灌液氮漏斗、固定支撐架采用分塊式設計，當小車加灌液氮時，固定支撐架固定在直線軌道上，加灌液氮漏斗通過固定支撐架固定，加灌液氮漏斗連接小車液氮進氣口，通過加灌液氮漏斗為小車內空腔加灌液氮；當加灌液氮完成時，加灌液氮漏斗與固定支撐架分離，固定支撐架與直線軌道分離；?

加灌液氮漏斗、固定支撐架采用絕緣材質。?

本發明的優點在于：?

本發明提供的實驗教具小巧、易攜帶、不需外接電源、使用安全方便、壽命長等。?

本發明散熱性良好，通過加入液氮裝置，可以對運行中產生的溫度及時散熱，防止運行中當溫度大于臨界溫度時需要人工介入以防止模型摔壞。?

附圖說明

圖1為高溫超導倒掛磁懸浮演示儀器的結果示意圖。?

圖2為本發明的直線軌道示意圖。?

圖3為本發明的小車旋轉支架示意圖。?

圖4為本發明的漏斗示意圖。?

圖5為本發明的YBCO塊材示意圖。?

圖6為本發明的小車內層示意圖。?

圖7為本發明的小車示意圖。?

圖8為本發明的小車剖面示意圖。?

圖中：?

O—直線軌道；A—軌道底板；B—永磁體軌道；C—軌道支架；D—小車；E—小車旋轉支架；F—漏斗。?

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。?