一種測量高溫超導體特性實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于教學實驗裝置，更具體地說，它屬于大專院校物理實驗中測量高溫超導體特性的實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]低溫實驗中常需測量高臨界溫度超導材料的轉(zhuǎn)變溫度等基本特性，實驗需在能長時間保持液氮77K(-196°C)低溫的實驗裝置中進行，實驗裝置要能隨意控制超導材料降溫速率，不能太快降溫或太慢(液氮氣化損失多)，以方便測量超導材料轉(zhuǎn)變溫度曲線等物理變化數(shù)據(jù)，讓學生能觀察到高溫超導體在高于液氮溫度(77K)的某一溫度突然快速發(fā)生零電阻的物理現(xiàn)象。
[0003]由于高溫氧化物超導材料為質(zhì)地松脆的陶瓷材料，受低溫影響，表面會凝結(jié)大氣中的水份，使之受潮而損壞。超導樣品電阻較小，為消除測量引線對測量的影響，常采用四端子法。四個電極常用銦材料在超導樣品上磨壓制成，電極與細引線連接很不可靠，極易脫落。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種測量高溫超導體特性的實驗裝置。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種測量高溫超導體特性的實驗裝置，其特征在于，包括升降機、橫桿、接線盒、線管、圓蓋、紫銅圓筒、真空保溫瓶、圍欄；所述升降機和圍欄均安裝在平臺上；真空保溫瓶安裝于圍欄中；橫桿安裝在升降機的頂端，接線盒安裝在橫桿的末端；線管上端與接線盒相連，下端具有外螺紋，下端穿過圓蓋，與紫銅圓筒相連；
[0006]所述紫銅圓筒包括筒帽、筒身、導熱桿、導熱片和筒蓋，其中，筒蓋為中央有圓凸臺圓餅狀，筒蓋開有中心通孔，筒蓋的中心通孔的具有與線管末端外螺紋相匹配的內(nèi)螺紋，筒蓋與線管螺紋連接；筒帽套在筒蓋的圓凸臺上，筒帽具有內(nèi)螺紋，筒身上端具有與筒帽上內(nèi)螺紋相配合的外螺紋；旋緊筒帽可使筒蓋緊壓筒身上端口而密閉。導熱片通過導熱桿安裝在筒身的底部；測試組件安裝在筒蓋下面。
[0007]所述測試組件包括兩塊蓋板、引出線、基板、超導樣品、襯墊板、四個彈性頂針、銦絲、鉬電阻、調(diào)壓螺絲和頂針夾板?；骞潭ㄔ谕采w下面，基板開有引線通孔、鉬電阻腔和安裝腔，鉬電阻腔和安裝腔通過引線通孔與筒蓋相通；頂針夾板固定在安裝腔內(nèi)，四個彈性頂針依次排列安裝在頂針夾板上，四個彈性頂針上端分別與四根相互絕緣的引出線相連，弓丨出線依次穿過、筒蓋、線管、接線盒與測試電路相連；鉬電阻安裝在鉬電阻腔內(nèi)，引線一端與鉬電阻相連，另一端依次穿過筒蓋、線管、接線盒與測量儀表相連；超導樣品、襯墊板依次安裝在彈性頂針下方；調(diào)壓螺絲旋入基板的下部螺孔，并頂住襯墊板，旋調(diào)二個螺絲可調(diào)節(jié)超導樣品受彈性頂針的壓力大小及均勻度；兩塊蓋板分別通過多個螺絲緊壓在基板的前后兩面；基板前后兩面均有環(huán)形銦絲凹槽，銦絲嵌于銦絲凹槽內(nèi)。
[0008]由于采用上述技術(shù)方案，該實用新型具有如下有益效果:
[0009]1.使實驗者能隨意控制超導材料降溫速率，可快可慢或保持一定降溫速率。
[0010]2.采用四個彈性頂針與超導樣品可靠接觸，不用焊接且更換樣品方便。
[0011 ] 3.采用普通真空保溫瓶，低成本但保溫效果佳，少量液氮就可完成實驗。
[0012]4.測試組件密閉設(shè)計，使超導樣品不易受潮或液氮浸入，可多次實驗不損壞。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是紫銅圓筒的剖視圖；
[0015]圖3是測試組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是升降機的示意圖；
[0017]圖5為筒蓋(中央有圓凸臺的圓餅狀)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖中:真空保溫瓶1，測試組件2，紫銅圓筒3，線管4，圓蓋5，圍欄6，橫桿7，螺絲8，平臺9，升降機10，超導樣品11，襯墊板12，彈性頂針13，銦絲凹槽14，調(diào)壓螺絲15，頂針夾板16，引出線17，基板18，鉬電阻19，蓋板20，齒條桿21，旋鈕22，立筒23，接線盒24，固定套25、筒帽26、筒身27、導熱桿28、導熱片29、筒蓋30。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，一種測量高溫超導體特性的實驗裝置，包括升降機10、橫桿7、接線盒24、線管4、圓蓋5、紫銅圓筒3、真空保溫瓶1、圍欄6 ;所述升降機10和圍欄6均安裝在平臺9上。真空保溫瓶I安裝于圍欄6中，以防止側(cè)翻；橫桿7安裝在升降機10的頂端，接線盒24安裝在橫桿7的末端；線管4上端與接線盒24相連，下端具有外螺紋，下端穿過圓蓋5，與紫銅圓筒3相連；圓蓋5蓋在真空保溫瓶I瓶口，可減少液氮氣化消耗量。具體地，在升降機10的頂部水平安裝圓筒狀的固定套25，橫桿7位于固定套25內(nèi)部，固定套25上部旋有螺絲8，當需要調(diào)節(jié)紫銅圓筒3的水平位置時，擰松螺絲8，調(diào)節(jié)橫桿7的位置，使得紫銅圓筒3位于真空保溫瓶I的正上方，然后擰緊螺絲8。
[0020]如圖2所示，所述紫銅圓筒3包括筒帽26、筒身27、導熱桿28、導熱片29和筒蓋30，其中，筒蓋30為中央有圓凸臺的圓餅狀(如圖5所示，由兩個圓柱組成，上面圓柱的直徑小于下面的圓柱的直徑)，筒蓋30開有中心通孔，筒蓋30的中心通孔的孔壁具有與線管4末端外螺紋相匹配的內(nèi)螺紋，筒蓋30與線管4螺紋連接；筒帽26套在筒蓋30的圓凸臺上，筒帽26具有內(nèi)螺紋，筒身27上端具有與筒帽26上內(nèi)螺紋相配合的外螺紋。旋緊筒帽26可使筒蓋30緊壓筒身27上端口而密閉。導熱片29通過導熱桿28安裝在筒身27的底部；測試組件2安裝在筒蓋30上，通過升降機10可控制紫銅圓筒3在真空保溫瓶I內(nèi)升或降，調(diào)節(jié)紫銅圓筒3下部導熱片29入浸液氮程度，有效控制測試組件2的降溫速率。
[0021]如圖3所示，所述測試組件2包括兩塊蓋板20、引出線17、基板18、超導樣品11、襯墊板12、四個彈性頂針13、銦絲、鉬電阻19、調(diào)壓螺絲15和頂針夾板16?；?8固定在筒蓋30下面，基板18開有引線通孔、鉬電阻腔和安裝腔，鉬電阻腔和安裝腔通過引線通孔與筒蓋30相通；頂針夾板16固定在安裝腔內(nèi)，四個彈性13頂針依次排列安裝在頂針夾板16上，四個彈性頂針13上端分別與四根相互絕緣的引出線17相連，引出線17依次穿過、筒蓋30、線管4、接線盒24與測試電路相連，用四端子法測量超導樣品11的轉(zhuǎn)變溫度曲線等物理性能。鉬電阻19安裝在鉬電阻腔內(nèi)，引線一端與鉬電阻19相連，另一端依次穿過筒蓋30、線管4、接線盒24與測量儀表相連，以測試溫度。超導樣品11、襯墊板12依次安裝在彈性頂針13下方。調(diào)壓螺絲15旋入基板18的下部螺孔，并頂住襯墊板12 ;在兩個調(diào)壓螺絲15的作用下，均勻地上推超導樣品11，使得超導樣品11與四個彈性頂針13緊密接觸。本實用新型通過彈性頂針13對樣品進行壓力接觸，取代了傳統(tǒng)的焊接，更換樣品方便且接觸可靠，降低了接觸電阻對實驗的影響，同時也延長了超導樣品的使用壽命。
[0022]兩塊蓋板20分別通過螺絲緊壓在基板18的前后兩面；基板18前后兩面均有環(huán)形銦絲凹槽14，銦絲嵌于銦絲凹槽14內(nèi)。兩塊蓋板20緊壓使銦絲形變，能有助更好密封。
[0023]基板18與前后蓋板20為紫銅材質(zhì),襯墊板12、頂針夾板16為絕緣板材,螺絲均為不銹鋼螺絲。彈性頂針13為內(nèi)有不銹鋼壓簧的鍍金銅質(zhì)雙套管。
[0024]如圖4所示，所述升降機由齒條桿21、旋鈕22、立筒23、齒輪組成，所述齒條桿21和齒輪均固定安裝在立筒內(nèi)，齒條桿21和齒輪嚙合，旋鈕22和齒輪相連，順時針旋轉(zhuǎn)旋鈕22，齒條桿21向下運動，升降機下降；相反，逆時針旋轉(zhuǎn)旋鈕22，齒條桿21向上運動，升降機上升。
【主權(quán)項】
1.一種測量高溫超導體特性的實驗裝置，其特征在于，包括升降機(10)、橫桿(7)、接線盒(24)、線管(4)、圓蓋(5)、紫銅圓筒(3)、真空保溫瓶(I)、圍欄(6);所述升降機(10)和圍欄(6)均安裝在平臺(9)上；真空保溫瓶(I)安裝于圍欄(6)中；橫桿(7)安裝在升降機(10)的頂端，接線盒(24)安裝在橫桿(7)的末端；線管(4)上端與接線盒(24)相連，下端具有外螺紋，下端穿過圓蓋(5)，與紫銅圓筒(3)相連； 所述紫銅圓筒(3)包括筒帽(26)、筒身(27)、導熱桿(28)、導熱片(29)和筒蓋(30)，其中，筒蓋(30)為中央有圓凸臺的圓餅狀，筒蓋開有中心通孔，筒蓋(30)的中心通孔的具有與線管(4)末端外螺紋相匹配的內(nèi)螺紋，筒蓋(30)與線管(4)螺紋連接；筒帽(26)套在筒蓋(30)的圓凸臺上，筒帽(26)具有內(nèi)螺紋，筒身(27)上端具有與筒帽(26)上內(nèi)螺紋相配合的外螺紋；導熱片(29 )通過導熱桿(28 )安裝在筒身(27 )的底部；測試組件(2 )安裝在筒蓋(30)下面； 所述測試組件(2)包括兩塊蓋板(20)、引出線(17)、基板(18)、超導樣品(11)、襯墊板(12)、四個彈性頂針(13)、銦絲、鉬電阻(19)、調(diào)壓螺絲(15)和頂針夾板(16);基板(18)固定在筒蓋(30)下面，基板(18)開有引線通孔、鉬電阻腔和安裝腔，鉬電阻腔和安裝腔通過引線通孔與筒蓋(30)相通；頂針夾板(16)固定在安裝腔內(nèi)，四個彈性(13)頂針依次排列安裝在頂針夾板(16)上，四個彈性頂針(13)上端分別與四根相互絕緣的引出線(17)相連，引出線(17)依次穿過、筒蓋(30)、線管(4)、接線盒(24)與測試電路相連；鉬電阻(19)安裝在鉬電阻腔內(nèi)，引線一端與鉬電阻(19)相連，另一端依次穿過筒蓋(30)、線管(4)、接線盒(24)與測量儀表相連；超導樣品(11)、襯墊板(12)依次安裝在彈性頂針(13)下方；調(diào)壓螺絲(15)旋入基板(18)的下部螺孔，并頂住襯墊板(12);兩塊蓋板(20)分別通過多個螺絲緊壓在基板(18)的前后兩面；基板(18)前后兩面均有環(huán)形銦絲凹槽(14)，銦絲嵌于銦絲凹槽(14)內(nèi)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種可隨意控制超導樣品降溫速率、延長樣品使用壽命的測量高溫超導體特性的實驗裝置。該實驗裝置采用齒輪與齒條桿吻合機構(gòu)形式的升降機控制裝有測試組件的紫銅圓筒在真空保溫瓶內(nèi)升或降，改變?nèi)虢旱潭龋{(diào)節(jié)超導樣品降溫速率。全密封測試組件加上多種防潮措施有效延長樣品使用壽命。用彈性頂針對樣品壓力接觸方式取代了焊接，更換樣品方便并接觸可靠。
【IPC分類】G09B23-00, G01R33-12
【公開號】CN204389666
【申請?zhí)枴緾N201520045780
【發(fā)明人】樂培界, 李祖樟, 周小風
【申請人】杭州精科儀器有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年1月22日