[發明專利]用于極端物體條件下的電容測量裝置

有效

• 申請號: 201410552627.8
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104316772A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 李哲;張元磊;徐坤;曹義明
• 申請（專利權）人: 曲靖師范學院
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 云南省曲靖市專利事務所 53104
• 代理人: 許永昌;郎正德

1.一種用于極端物體條件下的電容測量裝置，其特征在于：包括NF-ZM2353型LCR測量儀(3)、微機終端(1)、變溫變磁裝置；其中變溫變磁裝置中有杜瓦套(8)、低溫腔體(24)、樣品導管(10)、杜瓦蓋(11)、超導線圈(22)、樣品臺接頭(21)和樣品臺(23)；

所述杜瓦蓋(11)通過第一法蘭(19)密封地安裝于杜瓦套上端面從而形成一外腔體，此外腔體內有杜瓦瓶(9)；在杜瓦蓋（11）中央開有一通孔，低溫腔體(24)下端嵌入杜瓦蓋(11)的通孔內并位于杜瓦瓶(9)內，一真空模塊(13)位于低溫腔體(24)上端，此真空模塊(13)與低溫腔體(24)之間通過密封環(12)連接，所述真空模塊(13)上設置了用于沖入氦氣以清洗低溫腔(24)的氦氣供氣端接口(17)和控磁電路接口(14)的抽氣的真空泵接口(16)，超導線圈(22)纏繞于低溫腔體(24)下部的外側面，沿著低溫腔(24)的內壁設有防護層保護下的超導線圈控制電路(20)，這些密封的超導線圈控制電路(20)緊貼腔體壁并連接至位于真空模塊(13)處的控磁線路接口(14)；

所述樣品導管(10)下端穿過真空模塊(13)與密封環(12)進入到低溫腔體(24)內，樣品導管(10)的上端設有屏蔽電纜接口(15)，屏蔽電纜接口(15)用于將樣品導管(10)內部的信號傳輸線路連接至溫度與磁場控制模塊(6)；

所述樣品臺(23)分為三層結構，第一層結構(26)包括樣品安裝區域、線路連接通道A和拓展線路連接通道B，第二層結構(27)中裝配有用于控制樣品的實驗溫度的發熱片(32)和用于測溫的熱電偶(31)，第三層結構(28)中設計有針腳孔(34)；

所述微機終端(1)通過GPIB轉換接口(2)分別與溫度磁場控制模塊(6)、LCR測量儀(3)連接，溫度磁場控制模塊(6)連接到超導線圈(22)和熱電偶(31)，LCR測量儀(3)通過三通屏蔽電纜(4)連接到線路連接通道A的負極端(V-)、正極端(V+)；第一層結構(26)上的樣品安裝區(36)中安裝樣品平板電容器(37)，樣品平板電容器(37)的2個側表面刷制有兩個銀電極(40)，兩個銀電極(40)上分別焊接有第一、第二引線(42)，此第一、第二引線(42)通道A的負極端(V-)、正極端(V+)。

2.根據權利要求1所述的用于極端物體條件下的電容測量裝置，其特征在于杜瓦瓶(9)內部裝有超過三分之二的液氦，這些液氦足以完全浸泡超導線圈(22)；所述密封環(12)與低溫腔和真空模塊之間的接觸區域涂抹有真空硅脂層。

3.根據權利要求1所述的用于極端物體條件下的電容測量裝置，其特征在于：變溫變磁裝置中還有限位環(18)，此限位環(18)側面具有螺紋面，限位環(18)位于杜瓦蓋(11)和低溫腔體(24)之間，通過旋轉限位環(18)可以使低溫腔體(24)在豎直方向上下移動，并帶動超導線圈(22)移動從而調整超導線圈(22)浸入液氦的深度。

4.根據權利要求1所述的用于極端物體條件下的電容測量裝置，其特征在于變溫變磁裝置中的低溫腔(24)內安裝有樣品導管(10)、在低溫腔(24)下部外圍安裝有超導線圈(22)，在樣品導管(10)的頂端設有傳輸電容信號的屏蔽電纜接口(15)，設有樣品臺接頭(21)，樣品臺接頭(21)的下端開有樣品臺安裝槽(25)，裝接有樣品臺(23)；低溫腔(24)內壁鋪設有超導線圈控制電路(20)。

5.根據權利要求1所述的用于極端物體條件下的電容測量裝置，其特征在于樣品臺接頭(21)的樣品臺安裝槽(25)內設有引線針腳(29)。

6.根據權利要求1或4所述的用于極端物體條件下的電容測量裝置，其特征在于樣品臺接頭(21)上的安裝槽(25)內設計有限位槽(30)。

7.根據權利要求1或4所述的用于極端物體條件下的電容測量裝置，其特征在于樣品臺第二層結構(27)中的發熱片(32)與熱電偶(31)形成對稱安裝。

8.根據權利要求1或4所述的用于極端物體條件下的電容測量裝置，其特征在于樣品臺第三層結構(28)上制作有針腳引線焊點(33)和針腳孔(34)，針腳引線焊點(33)為樣品臺第一層結構(26)和樣品臺第二層結構(27)中電路的連接點，針腳孔(34)與樣品臺接頭(21)上的引線針腳(29)一一對應。