[發明專利]一種超導磁懸浮重力信號測量裝置

在審

• 申請號: 202210623764.0
• 申請日: 2022-06-02
• 公開（公告）號: CN114859431A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 王浩;王秋良;胡新寧;崔春艷;牛飛飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01V7/00
• 分類號: G01V7/00;G01V7/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙興華

1.一種超導磁懸浮重力信號測量裝置，其特征在于，所述裝置包括：

懸浮超導體，包括管狀結構和中空的盤狀結構；所述管狀結構穿過所述盤狀結構的空心部分；

徑向支承管，位于所述管狀結構的內部，沿所述管狀結構的軸向分布，且貫穿所述管狀結構；

徑向線圈束，位于所述徑向支承管的內部，沿所述徑向支承管的軸向分布，且貫穿所述徑向支承管，用于為所述懸浮超導體提供徑向支承剛度；

軸向線圈組，位于所述盤狀結構的軸向下側，且環繞在所述管狀結構的外側，用于為所述懸浮超導體提供軸向支承剛度；

位移檢測機構，位于所述盤狀結構的外側，且與所述盤狀結構之間具有空隙，用于檢測所述懸浮超導體在軸向方向上的位移量；所述位移量用于計算所述懸浮超導體所處區域的重力信號的變化量。

2.根據權利要求1所述的超導磁懸浮重力信號測量裝置，其特征在于，所述位移檢測機構包括：

上檢測電極，位于所述盤狀結構的軸向上側，且與所述盤狀結構的上表面具有空隙；所述上檢測電極與所述盤狀結構構成第一電容；

下檢測電極，位于所述盤狀結構的軸向下側，且與所述盤狀結構的下表面具有空隙；所述下檢測電極與所述盤狀結構構成第二電容；

中檢測電極，位于所述盤狀結構的周向外側，與所述盤狀結構同軸，且與所述盤狀結構的周向外表面具有空隙；所述中檢測電極與所述盤狀結構構成第三電容；

所述懸浮超導體在軸向方向上的位移量根據所述第一電容的電容值、所述第二電容的電容值及所述第三電容的電容值確定。

3.根據權利要求2所述的超導磁懸浮重力信號測量裝置，其特征在于，所述軸向線圈組包括：

上軸向線圈，位于所述下檢測電極的軸向下側，環繞在所述管狀結構的外側，且與所述管狀結構之間具有空隙；

下軸向線圈，位于所述上軸向線圈的軸向下側，環繞在所述管狀結構的外側，且與所述管狀結構之間具有空隙。

4.根據權利要求1所述的超導磁懸浮重力信號測量裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

屏蔽機構，用于屏蔽外部磁場；所述懸浮超導體、所述徑向支承管、所述軸向線圈組及所述位移檢測機構均位于所述屏蔽機構的內部，且所述徑向線圈束在軸向方向上貫穿所述屏蔽機構。

5.根據權利要求4所述的超導磁懸浮重力信號測量裝置，其特征在于，所述屏蔽機構包括：

屏蔽筒主體；所述懸浮超導體、所述徑向支承管、所述軸向線圈組及所述位移檢測機構均位于所述屏蔽筒主體的內部；

屏蔽筒上蓋，與所述屏蔽筒主體相匹配；所述屏蔽筒主體的底部中心處及所述屏蔽筒上蓋的頂部中心處對稱開設有圓孔；所述徑向線圈束依次穿過所述屏蔽筒上蓋頂部的圓孔、所述徑向支承管和所述屏蔽筒主體底部的圓孔。

6.根據權利要求1所述的超導磁懸浮重力信號測量裝置，其特征在于，所述管狀結構為中空的圓柱形；所述盤狀結構為圓環形；所述管狀結構的周向外表面與所述盤狀結構的周向內表面焊接在一起。

7.根據權利要求2所述的超導磁懸浮重力信號測量裝置，其特征在于，所述上檢測電極及所述下檢測電極的大小相同，且均為中空的圓盤形；所述中檢測電極為圓環形。

8.根據權利要求1所述的超導磁懸浮重力信號測量裝置，其特征在于，所述懸浮超導體和所述徑向支承管均由純鈮材料加工而成。

9.根據權利要求2所述的超導磁懸浮重力信號測量裝置，其特征在于，所述上檢測電極、所述中檢測電極和所述下檢測電極均由鋁材料加工而成。

10.根據權利要求3所述的超導磁懸浮重力信號測量裝置，其特征在于，所述上軸向線圈、所述下軸向線圈和所述徑向線圈束均由鈮-鈦超導體或純鈮超導線繞制而成。