[發(fā)明專利]一種超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)的磁屏蔽裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910220101.2
• 申請(qǐng)日: 2019-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN109862771B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李春燕;牛飛飛;張?jiān)?/a>;何志巍;周梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H05K9/00
• 分類號(hào): H05K9/00;G01V7/02
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

本發(fā)明公開了屬于重力測(cè)試領(lǐng)域的一種超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)的磁屏蔽裝置及方法；裝置中超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)、內(nèi)屏蔽層和本體加熱器均封裝于真空腔中，超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)通過環(huán)氧支撐骨架豎直懸掛于真空腔封蓋下方，且本體加熱器固定于超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)旁，用于控制磁懸浮球和內(nèi)屏蔽層的溫度，內(nèi)屏蔽層通過其底部的內(nèi)屏蔽層底部螺孔栓接于超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)外圍；外屏蔽層通過真空腔外殼底部的外屏蔽層底部螺孔將其栓接于真空腔外殼的外圍，外屏蔽層和真空腔外殼置于液氦中。同時(shí)還提供了磁屏蔽方法。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方法簡(jiǎn)便，可以有效的抑制外界磁場(chǎng)的干擾，為超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)提供穩(wěn)定的工作環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于重力測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)的磁屏蔽裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，科學(xué)研究的測(cè)量與測(cè)試過程中經(jīng)常需要用到高精密的測(cè)量?jī)x器，而超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)，由于其能耗小，無摩擦損耗，因而具有長(zhǎng)期的穩(wěn)定性，利用其研制的高精度測(cè)量?jī)x器，具有穩(wěn)定性好、能耗小、靈敏度高等特點(diǎn)，在大地測(cè)量等領(lǐng)域具有很重要的應(yīng)用。

為保障超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)的穩(wěn)定性，其運(yùn)行環(huán)境的磁場(chǎng)干擾必須被抑制，因此需要對(duì)其進(jìn)行磁屏蔽，以防止外部磁場(chǎng)對(duì)其測(cè)量精度造成影響。磁屏蔽的方式一般包括主動(dòng)屏蔽和被動(dòng)屏蔽，主動(dòng)屏蔽就是在已經(jīng)預(yù)知干擾信號(hào)的情況下，通過施加一與之相反的信號(hào)，使其相互抵消，從而達(dá)到消除干擾的目的；另一種就是我們經(jīng)常用到的被動(dòng)屏蔽，通過使用磁導(dǎo)率較高的軟磁材料，將測(cè)量部分與外界環(huán)境磁場(chǎng)隔開，使測(cè)量部分不受外界磁場(chǎng)的干擾。

地球的磁場(chǎng)雖然很微弱，但它無時(shí)無刻不在發(fā)生著變化，由于超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)在大地測(cè)量中高精度的要求，即使對(duì)于地磁場(chǎng)的微小變化也會(huì)很敏感，因此必須對(duì)地磁場(chǎng)進(jìn)行屏蔽，通常地磁場(chǎng)需要被抑制其百分之一以下。

因此公開了一種超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)的磁屏蔽裝置，本磁屏蔽裝置針對(duì)超導(dǎo)磁懸浮的特點(diǎn)以及超導(dǎo)體的完全抗磁性，利用外層為高磁導(dǎo)率材料，內(nèi)層為超導(dǎo)材料相結(jié)合的屏蔽方式，屏蔽性能將比單一材料大幅提升，足以保證超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供了一種超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)的磁屏蔽裝置，其特征在于，主要包括：超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)、內(nèi)屏蔽層、環(huán)氧支撐骨架、真空腔封蓋、真空腔外殼、真空腔、外屏蔽層和本體加熱器，其中真空腔外殼為圓柱形筒狀結(jié)構(gòu)，真空腔封蓋固接于真空腔外殼的上端開口外，真空腔封蓋和真空腔外殼圍成真空腔；

超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)、內(nèi)屏蔽層和本體加熱器均封裝于真空腔中，超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)通過環(huán)氧支撐骨架豎直懸掛于真空腔封蓋下方，且本體加熱器固定于超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)旁，用于控制磁懸浮球和內(nèi)屏蔽層的溫度，內(nèi)屏蔽層通過其底部的內(nèi)屏蔽層底部螺孔栓接于超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)外圍；外屏蔽層通過真空腔外殼底部的外屏蔽層底部螺孔將其栓接于真空腔外殼的外圍，外屏蔽層和真空腔外殼置于液氦中。

所述內(nèi)屏蔽層為圓柱形筒狀結(jié)構(gòu)，且厚度為1-5mm，層數(shù)為一層或多層；磁懸浮系統(tǒng)位于內(nèi)屏蔽層高度的1/2以下。

所述外屏蔽層為圓柱形筒狀結(jié)構(gòu)，且厚度為1-2mm，層數(shù)為一層或多層；磁懸浮系統(tǒng)位于外屏蔽層高度的1/4以下。

所述外屏蔽層的屏蔽效能SE40dB，其中：

式中：μ_r為無限長(zhǎng)圓柱屏蔽筒的相對(duì)磁導(dǎo)率，且μ_r1，R為屏蔽體半徑，t為無限長(zhǎng)圓柱筒厚度，且t＝b-a，a為無限長(zhǎng)圓柱筒的內(nèi)半徑，b為無限長(zhǎng)圓柱筒的外半徑。

所述超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)包括上下兩個(gè)懸浮線圈、上電容極板、下電容極板、中電容極板、磁懸浮球、上屏蔽環(huán)、下屏蔽環(huán)，其中上下懸浮線圈安裝于超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)的頂部和底部?jī)?nèi)，且上下懸浮線圈的中心分別裝有上屏蔽環(huán)和下屏蔽環(huán)，上電容極板、中電容極板和下電容極板由上至下順序安裝于上下懸浮線圈之間，且上電容極板、下電容極板和中電容極板中部留有一個(gè)用于盛放磁懸浮球的球腔。