專利名稱：準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材磁懸浮雙導(dǎo)軌綜合實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物理教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)裝置，特別是涉及一種利用無摩擦的高溫超導(dǎo)塊材磁 懸浮來測試高精度的物理量變化規(guī)律的裝置。
背景技術(shù)：
高溫超導(dǎo)磁懸浮的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，對(duì)有關(guān)高溫超導(dǎo)磁懸浮的研究備受關(guān)注，通過高 溫超導(dǎo)磁懸浮雙導(dǎo)軌來完成常規(guī)無法測試高精度的物理實(shí)驗(yàn)。目前，常用的氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)裝 置是由氣泵、三角形導(dǎo)軌和與其相應(yīng)的三角形滑塊組成。通過氣泵產(chǎn)生高壓氣流，然后從三 角導(dǎo)軌的兩側(cè)面上的大量微小細(xì)孔釋放氣流，使得疊放在三角導(dǎo)軌上的三角滑塊在氣流的推 動(dòng)下懸浮，處于一種無磨擦阻力的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而利用該懸浮狀態(tài)來測量物體的加速度。然 而，用該實(shí)驗(yàn)裝置測試物理量時(shí)，存在以下兩個(gè)缺陷-
1、 該裝置采用高壓氣泵充氣，通過三角導(dǎo)軌兩側(cè)面上小孔釋放，使三角滑塊懸浮在三 角導(dǎo)軌上，在整個(gè)懸浮實(shí)驗(yàn)過程中，氣流產(chǎn)生噪聲污染，影響工作人員的實(shí)驗(yàn)觀察環(huán)境；
2、 三角導(dǎo)軌兩側(cè)面上的小孔釋放的氣流不均勻(因每個(gè)小孔的氣流強(qiáng)度、孔內(nèi)壁的氧 化物程度不同等因素造成)，故造成三角滑塊在懸浮運(yùn)動(dòng)過程中重心的上下、左右不穩(wěn)定，會(huì) 直接影響實(shí)驗(yàn)的測量精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種準(zhǔn)單疇溫超導(dǎo)塊材磁懸浮雙導(dǎo)軌 綜合實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、噪聲零污染，并能測試多種物理量，且測量精
度咼o
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明釆用以下技術(shù)方案
上述準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材磁懸浮雙導(dǎo)軌綜合實(shí)驗(yàn)裝置包括機(jī)座和位于機(jī)座上方可裝液氮
的低溫容器，不同點(diǎn)是，上述機(jī)座上裝有固定的兩條導(dǎo)軌，導(dǎo)軌由多塊NbFe永磁體排列而成， 其表面磁場強(qiáng)度為0.5T 0.6T (特斯拉)，上述低溫容器的底部裝有與上述兩條導(dǎo)軌對(duì)應(yīng)的 兩條準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材。
上述兩條導(dǎo)軌底面分別與其機(jī)座面板平面的夾角為22。 28° 。
上述低溫容器置有可罐液氮的入口 。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明在懸浮結(jié)構(gòu)上采用準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材的自穩(wěn)定系統(tǒng)，并設(shè)置了雙導(dǎo)軌，各導(dǎo)軌 底面分別與其機(jī)座平面構(gòu)成的夾角為22° ~28° 。當(dāng)?shù)蜏厝萜髟趦蓷l導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)(短時(shí)間內(nèi)低溫容器內(nèi)的液氮揮發(fā)可忽略)，由于低溫容器底部的準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材的自穩(wěn)定本身就 較好，用雙穩(wěn)導(dǎo)軌，導(dǎo)軌與機(jī)座平面形成凹面，可用來降低低溫容器的重心，增加了穩(wěn)定性； 該實(shí)驗(yàn)裝置操作方便，不需用氣泵之類設(shè)備，沒有氣流干擾，零噪聲、穩(wěn)定性好、測試的精 度高；該實(shí)驗(yàn)裝置除可對(duì)物體加速度測量外，還能測試物體的彈性和非彈性碰撞、物體運(yùn)動(dòng) 時(shí)空氣阻力等，從而可研究分析更多種物理量變化規(guī)律。


圖1是本發(fā)明的準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材磁懸浮雙導(dǎo)軌綜合實(shí)驗(yàn)裝置的立體示意圖； 圖2是圖1中機(jī)座1、導(dǎo)軌3立體示意圖； 圖3是圖1中低溫容器2的立體示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1 3所示，上述準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材磁懸浮雙導(dǎo)軌綜合實(shí)驗(yàn)裝置包括機(jī)座1和位于 機(jī)座1上方可裝液氮的低溫容器2，機(jī)座1上裝有固定的兩條導(dǎo)軌3，導(dǎo)軌3由多塊NbFe永 磁體7排列而成，其表面磁場強(qiáng)度為0.5T 0.6T (特斯拉)，上述低溫容器2的底部裝有與 上述兩條導(dǎo)軌3對(duì)應(yīng)的兩條準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材4。
上述兩條導(dǎo)軌3底面分別與其機(jī)座1面板平面的夾角5為22。 28° 。
上述低溫容器2置有可罐液氮的入口 6 。
本發(fā)明的準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材磁懸浮雙導(dǎo)軌綜合實(shí)驗(yàn)裝置的試驗(yàn)測試
1、測試前，用非金屬的寬度為雙導(dǎo)軌3的單軌寬度、高度為10mm、長度為低溫容器2
長度的兩塊膠木板分別墊在裝在機(jī)座1上的雙導(dǎo)軌3上面，然后將低溫容器2放入在雙導(dǎo)軌
3上；
2、將液氮經(jīng)入口 6罐入低溫容器2內(nèi)，當(dāng)?shù)蜏厝萜?的溫度冷卻到轉(zhuǎn)變溫度或低于轉(zhuǎn)變溫度 時(shí)，低溫容器2的底部的準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材4與上述兩條導(dǎo)軌3產(chǎn)生磁懸浮力，撤掉兩塊 膠木板，這時(shí)低溫容器2底部的兩條準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材4就懸浮在雙導(dǎo)軌上，懸浮的高度 為8 10隨。
權(quán)利要求
1、一種準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材磁懸浮雙導(dǎo)軌綜合實(shí)驗(yàn)裝置，它包括機(jī)座和位于機(jī)座上方可裝液氮的低溫容器，其特征是，上述機(jī)座上裝有固定的兩條導(dǎo)軌，導(dǎo)軌由多塊NbFe永磁體排列而成，其表面磁場強(qiáng)度為0.5T～0.6T，上述低溫容器的底部裝有與上述兩條導(dǎo)軌對(duì)應(yīng)的兩條準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材磁懸浮雙導(dǎo)軌綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是上述 兩條導(dǎo)軌底面分別與其機(jī)座面板平面的夾角為22° 28° 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材磁懸浮雙導(dǎo)軌綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是 上述低溫容器置有可罐液氮的入口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材磁懸浮雙導(dǎo)軌綜合實(shí)驗(yàn)裝置，它包括機(jī)座和低溫容器，機(jī)座上有固定的兩條導(dǎo)軌，導(dǎo)軌由多塊NbFe永磁體排列而成，其磁場強(qiáng)度為0.5T～0.6T，低溫容器的底部有與兩條導(dǎo)軌對(duì)應(yīng)的兩條準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材。本發(fā)明提供的裝置在懸浮結(jié)構(gòu)上采用準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材的自穩(wěn)定系統(tǒng)，并設(shè)置了雙導(dǎo)軌，由于低溫容器底部的準(zhǔn)單疇高溫超導(dǎo)塊材的自穩(wěn)定性本身就較好，又用雙穩(wěn)導(dǎo)軌，導(dǎo)軌與機(jī)座平面形成凹面，降低滑塊的重心，增加了穩(wěn)定性；該裝置操作方便，不用氣泵設(shè)備，沒有氣流干擾，零噪聲、測試精度高；該裝置除對(duì)物體加速度測量外，還能測試物體的彈性和非彈性碰撞、運(yùn)動(dòng)時(shí)空氣阻力等，可研究分析多種物理量變化規(guī)律。
文檔編號(hào)H02N15/00GK101567650SQ200910046498
公開日2009年10月28日 申請日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者張義邴, 銘 李, 邱靜和 申請人:上海大學(xué)