極端氣溫下的磁通測(cè)試裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種極端氣溫下的磁通測(cè)試裝置，可用于永磁樣品的磁通測(cè)試，其結(jié)構(gòu)包括連接筒、樣品桿和亥姆赫茲線圈等，主要是將用于磁通測(cè)試的連接筒一端增設(shè)溫度控制箱，從而使溫度調(diào)節(jié)和磁通測(cè)試集成一體，還將連接筒的組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，以使磁通測(cè)試不受測(cè)試溫度變化的影響，確保了測(cè)試溫度的穩(wěn)定性和測(cè)試信號(hào)的準(zhǔn)確性；同時(shí)，還增設(shè)電路連接的熱電偶和溫度測(cè)試系統(tǒng)，以實(shí)時(shí)監(jiān)控樣品溫度。該磁通測(cè)試裝置能夠在控溫條件下、即高溫或低溫的極端氣溫下對(duì)磁性材料進(jìn)行磁通的精確測(cè)試，并且還能在不改變樣品相對(duì)位置的情況下進(jìn)行原位高溫磁通衰減測(cè)試，測(cè)試過(guò)程快速、安全，結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，故極大方便了推廣應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
極端氣溫下的磁通測(cè)試裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于永磁樣品的磁通測(cè)試裝置，具體是指極端氣溫下的磁通測(cè)試
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]永磁材料越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于電機(jī)、汽車(chē)、風(fēng)電、航空、消費(fèi)電子等領(lǐng)域，這些應(yīng)用場(chǎng)合通常對(duì)永磁材料的磁通(磁矩)一致性要求非常高，所以室溫下的磁通(磁矩)幾乎已成為行業(yè)必檢的項(xiàng)目，具體是在室溫下利用亥姆赫茲線圈與磁通計(jì)進(jìn)行磁通(磁矩)測(cè)試，這也是磁性材料行業(yè)中最常用的測(cè)試方法之一。然而，在風(fēng)電、空調(diào)、汽車(chē)等領(lǐng)域，產(chǎn)品往往還需要面對(duì)高溫、低溫等惡劣工況考驗(yàn)，為了降低溫度的影響，人們通常去選擇一些磁性溫度系數(shù)盡量小的材料，這極大限制了生產(chǎn)應(yīng)用與成本控制。如果能準(zhǔn)確、便利的測(cè)得永磁材料在不同溫度下的磁通(磁矩)，無(wú)疑會(huì)為新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供更直接的幫助。
[0003]目前，對(duì)永磁樣品在高、低溫條件下的原位磁性檢測(cè)不多，尤其在低溫下的磁性測(cè)試往往僅限于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的小尺寸樣品研究，例如利用價(jià)格昂貴且只適合測(cè)試小樣品的振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)、超導(dǎo)量子干涉儀等設(shè)備，這與實(shí)際產(chǎn)品中的磁性材料也有很多不同，將直接影響到工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與資源利用。生產(chǎn)企業(yè)往往只能根據(jù)磁性材料高溫處理，如130°C，持續(xù)時(shí)間lh，或高低溫沖擊試驗(yàn)前后的磁通衰減百分比來(lái)推斷產(chǎn)品實(shí)際工況中的性能損失，過(guò)程麻煩，結(jié)果不夠準(zhǔn)確、可靠，也難以有效推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種能在控溫條件下、即高溫或低溫的極端氣溫下對(duì)磁性材料進(jìn)行磁通的精確測(cè)試，測(cè)試過(guò)程快速，結(jié)果準(zhǔn)確、可靠的磁通測(cè)試裝置。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種極端氣溫下的磁通測(cè)試裝置，包括連接筒和軸向水平移動(dòng)安裝在連接筒內(nèi)的樣品桿;所述的連接筒外設(shè)有套裝的亥姆赫茲線圈和配合亥姆赫茲線圈測(cè)試磁通信號(hào)的磁通計(jì);所述的樣品桿一端裝有樣品，該樣品受樣品桿帶動(dòng)而進(jìn)、出亥姆赫茲線圈中心，所述的磁通測(cè)試裝置還包括溫度控制箱，所述的連接筒連接在溫度控制箱外側(cè)，該連接筒是由導(dǎo)熱管、圓周包覆在導(dǎo)熱管外的保溫填充層和圓周包覆在保溫填充層外的保溫絕熱殼構(gòu)成；所述的導(dǎo)熱管連體延伸至溫度控制箱內(nèi)；所述的樣品桿軸向水平移動(dòng)設(shè)置在導(dǎo)熱管內(nèi)，在導(dǎo)熱管內(nèi)還設(shè)有位于亥姆赫茲線圈中心的熱電偶，該熱電偶電路連接溫度測(cè)試系統(tǒng)。
[0006]所述的導(dǎo)熱管為純銅管，保溫填充層為絕熱發(fā)泡海綿層，保溫絕熱殼為硬質(zhì)保溫骨架或高溫絕熱陶瓷纖維。
[0007]所述的連體延伸至溫度控制箱內(nèi)的導(dǎo)熱管上設(shè)有密布的熱交換氣孔。
[0008]所述的溫度控制箱內(nèi)設(shè)有加熱產(chǎn)生高溫環(huán)境的電阻絲和制冷產(chǎn)生低溫環(huán)境的單元壓縮機(jī)。
[0009]所述的樣品桿為耐溫變的聚四氟乙烯桿，所述的亥姆赫茲線圈為漆包銅線繞制而成。
[0010]所述的極端氣溫是指-40°0150°c。
[0011]所述的連接筒端部設(shè)置保溫封蓋，該保溫封蓋上設(shè)有穿線孔。
[0012]所述的樣品桿在導(dǎo)熱管內(nèi)的軸向做水平移動(dòng)，樣品桿未安裝樣品的另一端貫穿溫度控制箱外露，該外露端設(shè)為手動(dòng)控制或伺服電機(jī)作電動(dòng)控制。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明主要是將用于磁通測(cè)試的連接筒一端增設(shè)了溫度控制箱，從而使得溫度調(diào)節(jié)和磁通測(cè)試集成一體，并且還將連接筒的組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，以使磁通測(cè)試不受測(cè)試溫度變化的影響，既確保了測(cè)試溫度的穩(wěn)定性，又保證了測(cè)試信號(hào)的準(zhǔn)確性；同時(shí)，還增設(shè)了電路連接的熱電偶和溫度測(cè)試系統(tǒng)，以實(shí)時(shí)監(jiān)控樣品溫度。改進(jìn)后的磁通測(cè)試裝置能夠在控溫條件下、即高溫或低溫的極端氣溫下對(duì)磁性材料進(jìn)行磁通的精確測(cè)試，并且還能在不改變樣品相對(duì)位置的情況下進(jìn)行原位高溫磁通衰減測(cè)試，測(cè)試過(guò)程快速、安全，結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，故極大方便了推廣應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的軸向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為圖1的A—A剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將按上述附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例再作詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]如圖1、圖2所示，1.連接筒、11.導(dǎo)熱管、111.熱交換氣孔、12.保溫填充層、13.保溫絕熱殼、2.亥姆赫茲線圈、3.樣品、4.熱電偶、5.保溫封蓋、6.溫度測(cè)試系統(tǒng)、7.溫度控制箱、
8.樣品桿。
[0018]極端氣溫下的磁通測(cè)試裝置，如圖1所示，涉及一種在極端氣溫下永磁樣品的磁通(磁矩)測(cè)試裝置，它也是檢測(cè)永磁材料高溫磁通衰減的理想設(shè)備。其中，極端氣溫是指-40°O150°C，磁通測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)主要包括連接筒1、溫度控制箱7、樣品桿8、亥姆赫茲線圈2、熱電偶4和溫度測(cè)試系統(tǒng)6等。
[0019]所述的連接筒I是如圖2所示的多層結(jié)構(gòu)圓柱筒，按照由內(nèi)而外的順序依次是由導(dǎo)熱管11、圓周包覆在導(dǎo)熱管外的保溫填充層12和圓周包覆在保溫填充層外的保溫絕熱殼13構(gòu)成;所述的連接筒I外設(shè)有套裝的亥姆赫茲線圈2，即連接筒I必須穿過(guò)亥姆赫茲線圈2，該亥姆赫茲線圈為漆包銅線繞制而成的一維亥姆赫茲線圈，也可擴(kuò)展到三維亥姆赫茲線圈，還設(shè)有配合亥姆赫茲線圈2測(cè)試磁通信號(hào)的磁通計(jì)，故亥姆赫茲線圈2和磁通計(jì)共同構(gòu)成了磁通測(cè)試裝置的磁通測(cè)試單元。
[0020]所述的連接筒I一端固定連接在溫度控制箱7外側(cè)預(yù)設(shè)的安裝孔內(nèi)，連接筒I另一端的端部設(shè)置保溫封蓋5給予封閉，該保溫封蓋上設(shè)有穿線孔可供導(dǎo)線穿出；所述的溫度控制箱7內(nèi)設(shè)有加熱產(chǎn)生高溫環(huán)境的電阻絲和制冷產(chǎn)生低溫環(huán)境的單元壓縮機(jī)，并采用先進(jìn)的BTHC控溫方式，控溫精度和穩(wěn)定性小于0.5°C ;所述的連接筒I和溫度控制箱7主要構(gòu)成磁通測(cè)試裝置的溫度調(diào)節(jié)單元。
[0021]所述的導(dǎo)熱管11連體延伸至溫度控制箱7內(nèi)，并一直延伸至溫度控制箱7另一外側(cè)預(yù)設(shè)的安裝孔內(nèi)而進(jìn)行固定安裝，故導(dǎo)熱管11的一部分設(shè)置在溫度控制箱7外，另一部分設(shè)置在溫度控制箱7內(nèi)，在位于溫度控制箱內(nèi)的導(dǎo)熱管11上設(shè)有密布的熱交換氣孔111，以使導(dǎo)熱管11與溫度控制箱7之間具備充分的熱交換和熱對(duì)流。
[0022]所述的導(dǎo)熱管11采用導(dǎo)熱性能好的純銅管制造，以便于溫度控制箱7內(nèi)的溫度傳導(dǎo)至導(dǎo)熱管11內(nèi)的樣品3上;所述的保溫填充層12和保溫絕熱殼13主要采用絕熱性好的材料制成，可用于防止與外界產(chǎn)生熱對(duì)流，該保溫填充層12為絕熱發(fā)泡海綿層，并且在導(dǎo)熱管11與保溫控制箱7相接觸的部位都需要設(shè)置保溫填充層12，如圖1所示溫度控制箱7兩側(cè)被導(dǎo)熱管11貫穿的安裝孔內(nèi)都需填充保溫填充層12;該保溫絕熱殼13根據(jù)測(cè)試溫度的不同分為兩種，分別為低溫條件下測(cè)試而選用的硬質(zhì)保溫骨架和高溫條件下測(cè)試而選用的高溫絕熱陶瓷纖維。
[0023]所述的樣品桿8設(shè)置在導(dǎo)熱管11內(nèi)，該樣品桿8采用耐溫變的聚四氟乙烯桿，其一端、即圖1所示左端設(shè)有永磁材料樣品3，樣品桿另一端、即圖1所示右端沿著導(dǎo)熱管11 一直貫穿溫度控制箱7而外露，該外露端設(shè)為手動(dòng)控制或伺服電機(jī)作電動(dòng)控制，并通過(guò)手動(dòng)或電動(dòng)而實(shí)現(xiàn)樣品桿8在導(dǎo)熱管11內(nèi)的軸向水平移動(dòng)，故手動(dòng)或電動(dòng)操作而作軸向水平移動(dòng)的樣品桿8構(gòu)成了磁通測(cè)試裝置的樣品傳輸單元。
[0024]所述的樣品3受樣品桿8軸向水平移動(dòng)的帶動(dòng)而進(jìn)、出亥姆赫茲線圈2中心，并且還需確保樣品3的磁通方向與亥姆赫茲線圈2垂直，此時(shí)即可測(cè)得樣品3的磁通值。
[0025]所述的導(dǎo)熱管11內(nèi)設(shè)有位于亥姆赫茲線圈2中心的熱電偶4，該熱電偶通過(guò)導(dǎo)線穿出保溫封蓋5上的穿線孔而與安裝在外界的溫度測(cè)試系統(tǒng)6進(jìn)行電路連接，熱電偶4的安裝位置需要靠近進(jìn)入亥姆赫茲線圈2中心的樣品3，通過(guò)熱電偶4和溫度測(cè)試系統(tǒng)6即可實(shí)時(shí)監(jiān)控樣品3溫度，故熱電偶4和溫度測(cè)試系統(tǒng)6共同構(gòu)成了磁通測(cè)試裝置的樣品溫度測(cè)試單元。
[0026]本發(fā)明能夠在極端氣溫下進(jìn)行磁通測(cè)試，也能檢測(cè)永磁材料的高溫磁通衰減，以下通過(guò)兩個(gè)實(shí)施例給予詳細(xì)說(shuō)明。
[0027]實(shí)施例1
測(cè)試永磁材料樣品在-40 V低溫下的磁通值:
構(gòu)建磁通測(cè)試裝置，保溫絕熱殼13采用硬質(zhì)保溫骨架，將樣品3固定在樣品桿8—端，并確保磁通方向與亥姆赫茲線圈2平行，然后通過(guò)樣品桿8將樣品3移動(dòng)至亥姆赫茲線圈2的中心位置，溫度控制箱7通過(guò)單元壓縮機(jī)制冷產(chǎn)生低溫環(huán)境，通過(guò)熱電偶4和溫度測(cè)試系統(tǒng)6檢測(cè)樣品溫度，等樣品溫度穩(wěn)定在-40°C后將磁通計(jì)的示數(shù)歸零，通過(guò)手動(dòng)或電動(dòng)而快速軸向水平拉動(dòng)樣品桿8以帶動(dòng)樣品3遠(yuǎn)離亥姆赫茲線圈2，記錄磁通計(jì)讀數(shù)，得到-40°C下樣品的磁通值;則重復(fù)以上步驟若干遍，取平均值即可精確獲得低溫條件下的樣品磁通值。
[0028]實(shí)施例2
測(cè)試釹鐵硼永磁材料樣品在130°C的磁通衰減率
構(gòu)建磁通測(cè)試裝置，保溫絕熱殼13采用高溫絕熱陶瓷纖維，將樣品3固定在樣品桿8—端，并確保磁通方向與亥姆赫茲線圈2平行，然后通過(guò)樣品桿8將樣品3移動(dòng)至亥姆赫茲線圈2的中心位置，通過(guò)抽拉樣品桿8測(cè)得室溫下磁通值A(chǔ)，并記錄溫度值;溫度控制箱7通過(guò)電阻絲加熱產(chǎn)生高溫環(huán)境，通過(guò)熱電偶4和溫度測(cè)試系統(tǒng)6檢測(cè)樣品溫度，等樣品溫度穩(wěn)定在130°C，保持130°C2小時(shí)后，將溫度降到第一次記錄的室溫，再次測(cè)試得到磁通值B，則磁通衰減率=(A-B)/A X 100%，即可精確獲得高溫條件下的樣品磁通衰減率。
[0029]本發(fā)明能夠在模擬實(shí)際環(huán)境、即無(wú)需進(jìn)行抽真空就能進(jìn)行磁通(磁矩)的精確測(cè)試，尤其能快速、準(zhǔn)確的得到在極端低溫與極端高溫下的磁通(磁矩)等磁性參數(shù)，并具有安全、適用等特點(diǎn)，有很好的推廣和實(shí)用價(jià)值，也能產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0030]以上所述僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，任何與該實(shí)施例等同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種極端氣溫下的磁通測(cè)試裝置，包括連接筒(I)和軸向水平移動(dòng)安裝在連接筒(I)內(nèi)的樣品桿(8);所述的連接筒(I)外設(shè)有套裝的亥姆赫茲線圈(2)和配合亥姆赫茲線圈測(cè)試磁通信號(hào)的磁通計(jì);所述的樣品桿(8)—端裝有樣品(3)，該樣品受樣品桿(8)帶動(dòng)而進(jìn)、出亥姆赫茲線圈(2)中心，其特征在于所述的磁通測(cè)試裝置還包括溫度控制箱(7)，所述的連接筒(I)連接在溫度控制箱(7)外側(cè)，該連接筒(I)是由導(dǎo)熱管(11)、圓周包覆在導(dǎo)熱管外的保溫填充層(12)和圓周包覆在保溫填充層外的保溫絕熱殼(13)構(gòu)成;所述的導(dǎo)熱管(I)連體延伸至溫度控制箱(7)內(nèi)；所述的樣品桿(8)軸向水平移動(dòng)設(shè)置在導(dǎo)熱管(11)內(nèi)，在導(dǎo)熱管內(nèi)還設(shè)有位于亥姆赫茲線圈(2)中心的熱電偶(4)，該熱電偶電路連接溫度測(cè)試系統(tǒng)(6)02.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極端氣溫下的磁通測(cè)試裝置，其特征在于所述的導(dǎo)熱管(11)為純銅管，保溫填充層(12)為絕熱發(fā)泡海綿層，保溫絕熱殼(13)為硬質(zhì)保溫骨架或高溫絕熱陶瓷纖維。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的極端氣溫下的磁通測(cè)試裝置，其特征在于所述的連體延伸至溫度控制箱(7)內(nèi)的導(dǎo)熱管(11)上設(shè)有密布的熱交換氣孔(111)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極端氣溫下的磁通測(cè)試裝置，其特征在于所述的溫度控制箱(7)內(nèi)設(shè)有加熱產(chǎn)生高溫環(huán)境的電阻絲和制冷產(chǎn)生低溫環(huán)境的單元壓縮機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極端氣溫下的磁通測(cè)試裝置，其特征在于所述的樣品桿(8)為耐溫變的聚四氟乙烯桿，所述的亥姆赫茲線圈(2)為漆包銅線繞制而成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極端氣溫下的磁通測(cè)試裝置，其特征在于所述的極端氣溫是指-40°0150°(:。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極端氣溫下的磁通測(cè)試裝置，其特征在于所述的連接筒(I)端部設(shè)置保溫封蓋(5)，該保溫封蓋上設(shè)有穿線孔。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極端氣溫下的磁通測(cè)試裝置，其特征在于所述的樣品桿(8)在導(dǎo)熱管(11)內(nèi)的軸向水平移動(dòng)是樣品桿(8)未安裝樣品(3)的另一端貫穿溫度控制箱(7)夕卜露，該外露端設(shè)為手動(dòng)控制或伺服電機(jī)作電動(dòng)控制。
【文檔編號(hào)】G01R33/12GK105974341SQ201610412780
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月13日
【發(fā)明人】高偉波, 王順杰, 錢(qián)曉力
【申請(qǐng)人】寧波市計(jì)量測(cè)試研究院（寧波市衡器管理所）