本發(fā)明涉及高溫超導磁懸浮技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高溫超導磁懸浮特性測試裝置。

背景技術(shù)：

在高溫超導磁懸浮技術(shù)領(lǐng)域，技術(shù)人員已提出了采用抽空減壓的方法來實現(xiàn)液氮過冷的目的；然后將圓形高溫超導體置于過冷液氮(溫度低于77k)中進行充磁，實驗結(jié)果驗證了該種方法對提升高溫超導體性能的有效性。隨后，國內(nèi)外許多小組借鑒此種抽空減壓的方法搭建固氮實驗平臺，對高溫超導體磁體磁化、帶材應用等領(lǐng)域進行研究。

目前，這種通過抽空減壓來實現(xiàn)液氮過冷的技術(shù)主要應用于超導磁體的研究，在實驗過程中，實驗裝置的主要功能是為高溫超導材料提供一個低氣壓環(huán)境。對于真空管道高溫超導磁懸浮系統(tǒng)而言，其主要研究對象以及系統(tǒng)的關(guān)鍵所在有兩個方面，一是高溫超導體與永磁軌道之間的相互作用力，決定了整個懸浮系統(tǒng)的承載與導向能力，二是環(huán)境氣壓對懸浮特性的影響，決定了磁懸浮在真空管道中的運行狀態(tài)及可靠性。而現(xiàn)有技術(shù)中并沒有設(shè)計出一種同時滿足上述兩個方面實驗環(huán)境的測試裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于測試高溫超導磁懸浮特性的測試裝置。

為解決上述問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種高溫超導磁懸浮特性測試裝置，包括：

基座，其水平設(shè)置；

豎向主體，其豎直設(shè)置在所述基座上；

懸臂，其能夠豎直移動的設(shè)置在所述豎向主體上；

滑動平臺，其能夠水平橫向移動的設(shè)置在所述基座上，所述滑動平臺上設(shè)置有永磁軌道，所述永磁軌道沿所述滑動平臺的移動方向延伸；

低氣壓裝置，其包括密封箱體以及設(shè)置于所述密封箱體內(nèi)并與所述永磁軌道產(chǎn)生磁力的超導體，所述密封箱體內(nèi)的壓力低于外界壓力；所述密封箱體設(shè)置于所述懸臂上，并能夠隨所述懸臂豎直移動，且能夠相對所述懸臂水平橫向移動；

豎向力傳感器，其用于檢測所述超導體受到的豎直方向上的力；

橫向力傳感器，其用于檢測所述超導體受到的水平橫向方向上的力。

優(yōu)選地，所述懸臂的下方設(shè)置有壓力承接板，所述壓力承接板的下端固定有橫向滑軌，所述橫向滑軌的下端設(shè)置有夾具固定板，所述夾具固定板能夠相對于所述橫向滑軌橫向移動，所述密封箱體固定在所述夾具固定板上，其中，所述豎向力傳感器設(shè)置在所述懸臂與所述壓力承接板之間；所述橫向滑軌的端部形成有與所述夾具固定板的側(cè)邊相對的止擋板，所述橫向力傳感器設(shè)置于所述止擋板與所述夾具固定板的側(cè)邊之間。

優(yōu)選地，還包括豎向驅(qū)動機構(gòu)，所述豎向驅(qū)動機構(gòu)包括豎向伺服電機，所述豎向主體上設(shè)置有豎向滑軌，所述懸臂裝設(shè)在所述豎向滑軌上，所述豎向伺服電機用于驅(qū)動所述懸臂在所述豎向滑軌上豎直滑動。

優(yōu)選地，還包括橫向驅(qū)動機構(gòu)，所述橫向驅(qū)動機構(gòu)包括裝設(shè)在所述基座上的橫向伺服電機以及驅(qū)動所述滑動平臺橫向移動的絲杠。

優(yōu)選地，所述低氣壓裝置還包括真空泵和真空計，所述真空泵與所述密封箱體內(nèi)部連通以抽取所述密封箱體內(nèi)的空氣，所述真空計用于測量所述密封箱體內(nèi)的真空度。

優(yōu)選地，所述密封箱體的底板的上板面開設(shè)有容置槽，所述超導體設(shè)置在所述容置槽中，所述容置槽上方還封蓋有蓋板。

優(yōu)選地，所述底板上還設(shè)置有框狀的擠塑板，所述擠塑板與所述底板圍成盛放液氮的容腔。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的高溫超導磁懸浮特性測試裝置的有益效果是：本發(fā)明通過改變超導體與永磁軌道之間的位置、超導體周圍的空氣壓力環(huán)境來改變測試參數(shù)和環(huán)境，使測試結(jié)果更接近于真實情況。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的高溫超導磁懸浮特性測試裝置的主視圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的高溫超導磁懸浮特性測試裝置的右視圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的高溫超導磁懸浮特性測試裝置中的低氣壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

10-基座；11-滑動平臺；12-永磁軌道；13-橫向伺服電機；14-絲杠；20-豎向主體；21-豎向滑軌；30-懸臂；31-連接軸；32-豎向力傳感器；33-壓力承接板；34-橫向滑軌；35-橫向力傳感器；36-推抵軸；37-滑塊；38-夾具固定板；39-豎向伺服電機；41-密封箱體；42-超導體；43-真空泵；44-真空計；45-容置槽；46-蓋板；47-擠塑板。

具體實施方式

如圖1至圖3所示，本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了一種高溫超導磁懸浮特性測試裝置，該高溫超導磁懸浮特性測試裝置用于測試超導體42與永磁軌道12之間的磁懸浮特性以及與超導體42所處空氣壓力環(huán)境之間的關(guān)系等。高溫超導磁懸浮特性測試裝置包括基座10、豎向主體20、懸臂30、滑動平臺11、低氣壓裝置、豎向力傳感器32以及橫向力傳感器35。具體地，基座10水平設(shè)置；豎向主體20豎直設(shè)置在基座10上；懸臂30能夠豎直移動的設(shè)置在豎向主體20上；滑動平臺11能夠水平橫向移動的設(shè)置在基座10上，滑動平臺11上設(shè)置有永磁軌道12，永磁軌道12沿滑動平臺11的移動方向延伸；低氣壓裝置包括密封箱體41以及設(shè)置于密封箱體41內(nèi)并與永磁軌道12產(chǎn)生磁力的超導體42，密封箱體41內(nèi)的壓力低于外界壓力；密封箱體41設(shè)置于懸臂30上，并能夠隨懸臂30豎直移動，且能夠相對懸臂30水平橫向移動；豎向力傳感器32，其用于檢測超導體42受到的豎直方向上的力；橫向力傳感器35，其用于檢測超導體42受到的水平橫向方向上的力。

根據(jù)上述可知，通過豎直移動懸臂30，可調(diào)節(jié)超導體42相對于永磁軌道12的高度；通過橫向移動滑動平臺11以調(diào)節(jié)永磁軌道12相對于超導體42的水平位置；從而設(shè)定好超導體42與永磁軌道12的相對位置關(guān)系，為測試提供準確的位置參數(shù)。通過改變密封箱體41內(nèi)的空氣壓力來改變超導體42周圍的空氣壓力環(huán)境，從而獲得不同壓力環(huán)境下的磁懸浮特性。豎向傳感器和橫向傳感器分別用于測量磁懸浮特性中的豎向力和橫向力。

本發(fā)明通過改變超導體42與永磁軌道12之間的位置、超導體42周圍的空氣壓力環(huán)境來改變測試參數(shù)和環(huán)境，使測試結(jié)果更接近于真實情況。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，如圖1所示，懸臂30的下方設(shè)置有壓力承接板33，壓力承接板33的下端固定有橫向滑軌34，壓力承接板33通過連接軸31與懸臂30連接，橫向滑軌34的下端通過滑塊37設(shè)置有夾具固定板38，夾具固定板38能夠相對于橫向滑軌34橫向移動，密封箱體41固定在夾具固定板38上，其中，豎向力傳感器32設(shè)置在懸臂30與壓力承接板33之間；橫向滑軌34的端部形成有與夾具固定板38的側(cè)邊相對的止擋板，橫向力傳感器35設(shè)置于止擋板與夾具固定板38的側(cè)邊之間，并通過推抵軸36與家具固定板連接。

為能夠驅(qū)動懸臂30豎直移動，高溫超導磁懸浮特性測試裝置還包括豎向驅(qū)動機構(gòu)，豎向驅(qū)動機構(gòu)包括豎向伺服電機39，豎向主體20上設(shè)置有豎向滑軌21，懸臂30裝設(shè)在豎向滑軌21上，豎向伺服電機39用于驅(qū)動懸臂30在豎向滑軌21上豎直滑動。

為能夠驅(qū)動滑動平臺11水平橫向移動，高溫超導磁懸浮特性測試裝置還包括橫向驅(qū)動機構(gòu)，橫向驅(qū)動機構(gòu)包括裝設(shè)在基座10上的橫向伺服電機13以及驅(qū)動滑動平臺11橫向移動的絲桿14。

為能夠改變密封箱體41內(nèi)的氣體壓力，低氣壓裝置還包括真空泵43和真空計44，真空泵43與密封箱體41內(nèi)部連通以抽取密封箱體41內(nèi)的空氣，真空計44用于測量密封箱體41內(nèi)的真空度。該真空度的值指示超導體42周圍的氣體環(huán)境。

為方便安放超導體42，密封箱體41的底板的上板面開設(shè)有容置槽45，超導體42設(shè)置在容置槽45中，容置槽45上方還封蓋有蓋板46。

為盛放液氮，底板上還設(shè)置有框狀的擠塑板47，擠塑板47與底板圍城盛放液氮的容腔，擠塑板47通過環(huán)氧低溫膠粘接在底板上。

根據(jù)上述可知，本發(fā)明的高溫超導磁懸浮特性測試裝置在功能上增設(shè)了高溫超導磁懸浮懸浮特性測試部分，兼具為高溫超導體42材提供不同低氣壓環(huán)境的能力以及不同氣壓條件下高溫超導體42材懸浮特性的測試能力。一方面，能夠用于實驗測試高溫超導磁懸浮系統(tǒng)中超導體42材與永磁軌道12之間的相互作用力，包括豎直方向的懸浮力、水平方向的導向力以及力弛豫等。同時，豎向和水平方向運動速度可調(diào)節(jié)，可以滿足不同需求的運動狀態(tài)，此外，力傳感器測試精度可精確到0.01n。另一方面，低氣壓裝置部分中所用密封箱采用透明亞克力有機玻璃板與環(huán)氧樹脂板組裝而成，具有可觀性強、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點；此外，與現(xiàn)有同類技術(shù)相比，該密封箱不僅能夠維持0.1—1atm范圍內(nèi)的不同低氣壓值，同時也是盛裝制冷劑(液氮)的容器以及超導體42的夾具，大大簡化了整套實驗裝置。

以上實施例僅為本發(fā)明的示例性實施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實質(zhì)和保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應視為落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。