一種永磁體溫度系數(shù)開路測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種永磁體溫度系數(shù)開路測(cè)量裝置，包括天平支架，天平支架為一箱體，其內(nèi)底部放置一個(gè)臺(tái)架，臺(tái)架上放置均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置，均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置與恒流電源連接，高溫爐放置在均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置上或穿過均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置放置在臺(tái)架上，高溫爐與溫控單元連接；天平支架的頂部放置一個(gè)分析天平，分析天平與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)還與溫控單元連接，分析天平下端固定一條樣品懸掛線，樣品懸掛線穿過天平支架的頂面延伸至高溫爐內(nèi)部，樣品懸掛線末端連接一個(gè)樣品套，樣品套內(nèi)放置被測(cè)樣品；本實(shí)用新型有效解決了目前永磁體溫度系數(shù)測(cè)量精度和分辨率低的問題，為航空航天領(lǐng)域的關(guān)鍵材料的測(cè)量提供方法和手段。
【專利說明】一種永磁體溫度系數(shù)開路測(cè)量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及永磁體材料溫度系數(shù)測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種永磁體溫度系數(shù)開路測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在永磁體材料領(lǐng)域，一些有特殊應(yīng)用的永磁體，如稀土永磁作為飛船、飛行器等關(guān)鍵部件的材料，廣泛應(yīng)用于航空航天、國防領(lǐng)域，其磁性能直接影響相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)水平。由于準(zhǔn)確性、安全性和可靠性的原因，以上領(lǐng)域要求永磁材料的磁性能不隨溫度的變化而波動(dòng)，飛船、飛行器等必須使用超低溫度系數(shù)的永磁材料。因此，對(duì)永磁材料溫度系數(shù)的精準(zhǔn)測(cè)量變得尤為重要。
[0003]目前，現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量永磁材料溫度系數(shù)的方法有閉磁路掃描法，其測(cè)量分辨率為10_4/°c，隨著超低溫度系數(shù)永磁材料的研究和應(yīng)用向10_5/°c數(shù)量級(jí)邁進(jìn)，現(xiàn)有測(cè)量手段不能滿足測(cè)量要求，而且有關(guān)超低溫度系數(shù)測(cè)量方法方面的研究也沒有公開文獻(xiàn)。國內(nèi)，超低溫度溫度系數(shù)永磁材料的測(cè)量方法嚴(yán)重落后于材料的進(jìn)步。隨著永磁材料溫度系數(shù)的進(jìn)一步降低，測(cè)量方法和測(cè)量設(shè)備缺乏，而國外對(duì)該測(cè)量技術(shù)采取絕對(duì)保密和禁運(yùn)的政策，限制了超低溫度系數(shù)永磁材料研究的深入進(jìn)行，稀土永磁材料在這些領(lǐng)域的應(yīng)用水平無法獲得持續(xù)提升。
[0004]目前的測(cè)量方法采用直接測(cè)量磁性能的方法，由于受到測(cè)量原理和測(cè)量?jī)x器的限制，分辨率很難達(dá)到要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種永磁體溫度系數(shù)開路測(cè)量裝置，大大提高永磁體溫度系數(shù)測(cè)量精度和分辨率。
[0006]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種永磁體溫度系數(shù)開路測(cè)量裝置，包括天平支架、臺(tái)架、均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置、恒流電源、高溫爐、溫控單元、分析天平、計(jì)算機(jī)、樣品懸掛線、樣品套和被測(cè)樣品；
[0007]所述天平支架為一箱體，其內(nèi)底部放置一個(gè)臺(tái)架，所述臺(tái)架上放置均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置，所述均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置與恒流電源連接，所述高溫爐放置在均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置上或穿過均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置放置在臺(tái)架上，所述高溫爐與天平支架外的溫控單元連接;
[0008]所述天平支架的頂部放置一個(gè)分析天平，所述分析天平通過導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)連接，所述計(jì)算機(jī)還與溫控單元連接，所述分析天平下端固定一條樣品懸掛線，所述樣品懸掛線穿過天平支架的頂面延伸至高溫爐內(nèi)部，所述樣品懸掛線末端連接一個(gè)樣品套，所述樣品套內(nèi)放置被測(cè)樣品。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型利用均勻梯度發(fā)生裝置產(chǎn)生高穩(wěn)定性的均勻梯度場(chǎng)，而且梯度場(chǎng)為垂直方向，保證樣品只受到垂直方向的力，溫控單元對(duì)高溫爐加熱，進(jìn)而利用分析天平測(cè)量被測(cè)樣品在不同溫度下的受力情況，進(jìn)而根據(jù)計(jì)算公式計(jì)算出溫度系數(shù)，本實(shí)用新型將磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為力信號(hào)的方式，實(shí)現(xiàn)高靈敏度的溫度系數(shù)測(cè)量，并且恒流電源的穩(wěn)定性高，從而決定了梯度場(chǎng)的高穩(wěn)定性，本實(shí)用新型有效解決了目前超低溫度系數(shù)永磁材料溫度系數(shù)測(cè)量精度和分辨率低的問題，為航空航天領(lǐng)域的關(guān)鍵材料的測(cè)量提供方法和手段，促進(jìn)稀土永磁材料在這些領(lǐng)域的應(yīng)用水平的提升。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。
[0011]進(jìn)一步，所述均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置采用螺線管型發(fā)生裝置或電磁鐵型發(fā)生裝置。
[0012]進(jìn)一步，所述螺線管型發(fā)生裝置包括包括外筒、下端板、上端板、支撐管、第一線圈、第一水冷層、上墊圈和下墊圈；所述外筒、下端板和上端板固定在一起構(gòu)成一個(gè)上下帶蓋的筒狀結(jié)構(gòu)，所述上端板和下端板中心部分各留有一個(gè)通孔，所述支撐管固定在外筒中心，所述支撐管外壁由下至上包括若干個(gè)臺(tái)階，所述第一線圈纏繞在支撐管上，所述第一線圈的外壁構(gòu)成一個(gè)平滑的圓筒狀；所述第一水冷層設(shè)置在第一線圈與外筒之間；所述第一線圈頂部與上端板之間設(shè)置有上墊圈，所述第一線圈底部與下端板之間設(shè)有下墊圈。
[0013]進(jìn)一步，所述電磁鐵型發(fā)生裝置包括包括底板、外套筒、上極頭、下極頭、第二線圈、第二水冷層和墊圈；所述底板為圓形底板，所述外套筒固定在底板板上，上極頭為中心留有通孔的蓋狀結(jié)構(gòu)，固定在外套筒上，所述上極頭內(nèi)壁為具有一定弧度的凸起；所述下極頭為頂端具有一定弧度凸起的圓柱體，下極頭固定在底板上，所述第二線圈套在下極頭上；所述第二水冷層層疊在下極頭和第二線圈組成的層面上；所述墊圈放置在第二水冷層上，頂面與上極頭的下端面接觸。
[0014]進(jìn)一步，上述技術(shù)方案還包括水冷裝置，所述水冷裝置與均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置中的水冷層連接。
[0015]進(jìn)一步，所述高溫爐包括爐體和密封法蘭的爐蓋，所述爐體包括由外至內(nèi)的保護(hù)罩層、保溫層、加熱層，所述加熱層由雙股高溫絕緣加熱帶纏繞坩堝構(gòu)成，所述爐體內(nèi)部設(shè)置測(cè)溫?zé)犭娮韬屯夤?，所述測(cè)溫?zé)犭娮韬屯夤芫┻^爐蓋的中心孔延伸至爐體外，并且在通氣管的外部端口設(shè)置一個(gè)控制閥；所述爐體的保護(hù)罩層外部設(shè)有一對(duì)提手。
[0016]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果:高溫爐的加熱層由雙股高溫絕緣加熱帶纏繞坩堝構(gòu)成，雙螺旋線可有效消除電流引起的磁場(chǎng)；保溫層使?fàn)t內(nèi)溫度能得到保持；爐內(nèi)設(shè)置測(cè)溫?zé)犭娮杩蓪?shí)時(shí)獲取爐內(nèi)實(shí)際溫度，并傳送給溫控單元，及時(shí)獲取所需的被測(cè)樣品的溫度情況；爐內(nèi)設(shè)置通氣管，通過通氣管向爐內(nèi)通入氮?dú)猓悦庖蚣訜釙r(shí)間太久被測(cè)樣品被氧化；保護(hù)罩層外部設(shè)置提手，方便搬運(yùn)。
[0017]進(jìn)一步，所述保護(hù)罩層采用聚四氟乙烯材料，所述加熱層的坩堝采用石英材料。
[0018]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果:采用非金屬，避免金屬對(duì)磁場(chǎng)的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1中所述一種永磁體溫度系數(shù)開路測(cè)量裝置的剖視圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2中所述一種永磁體溫度系數(shù)開路測(cè)量裝置的剖視圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型所述螺線管型發(fā)生裝置剖視圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型所述電磁鐵型發(fā)生裝置剖視圖；
[0023]圖5為本實(shí)用新型所述高溫爐的剖視圖。[0024]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0025]1、天平支架，2、臺(tái)架，3、均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置，4、恒流電源，5、高溫爐，6、溫控單元，7、分析天平，8、計(jì)算機(jī)，9、樣品懸掛線，10、樣品套，11、被測(cè)樣品，12，水冷裝置，5-1、爐體，5-2、爐蓋，5-3、測(cè)溫?zé)犭娮瑁?-4、通氣管，5-5、提手，5-1-1、保護(hù)罩層，5-1-2、保溫層，5-1-3、加熱層，301、外筒，302、下端板，303、上端板，304、支撐管，305、第一線圈，306、第一水冷層，307、上墊圈，308、下墊圈，311、底板，312、外套筒，313、上極頭，314、下極頭，315、第二線圈，316、第二水冷層，317、墊圈，318、六角螺釘?！揪唧w實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0027]本實(shí)用新型針對(duì)航空航天、國防領(lǐng)域急需的關(guān)鍵磁性材料的測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器，實(shí)現(xiàn)10_5/°C數(shù)量級(jí)的超低溫度系數(shù)永磁材料溫度系數(shù)的測(cè)量。
[0028]本實(shí)用新型提出將磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榱π盘?hào)的方式實(shí)現(xiàn)高靈敏度的溫度系數(shù)測(cè)量。具有磁矩的原子在不均勻場(chǎng)中的受力公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種永磁體溫度系數(shù)開路測(cè)量裝置，其特征在于，包括天平支架(1)、臺(tái)架(2)、均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置(3)、恒流電源(4)、高溫爐(5)、溫控單元(6)、分析天平(7)、計(jì)算機(jī)(8)、樣品懸掛線(9)、樣品套(10)和被測(cè)樣品(11)； 所述天平支架(1)為一箱體，其內(nèi)底部放置一個(gè)臺(tái)架(2)，所述臺(tái)架上放置均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置(3)，所述均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置(3)與恒流電源(4)連接，所述高溫爐(5)放置在均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置(3)上或穿過均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置放置在臺(tái)架(2)上，所述高溫爐(5)與天平支架(1)外的溫控單元(6 )連接； 所述天平支架(1)的頂部放置一個(gè)分析天平(7)，所述分析天平(7)通過導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)(8)連接，所述計(jì)算機(jī)(8)還與溫控單元(6)連接，所述分析天平(7)下端固定一條樣品懸掛線(9)，所述樣品懸掛線(9)穿過天平支架(1)的頂面延伸至高溫爐(5)內(nèi)部，所述樣品懸掛線(9 )末端連接一個(gè)樣品套(IO )，所述樣品套內(nèi)放置被測(cè)樣品(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種永磁體溫度系數(shù)開路測(cè)量裝置，其特征在于，所述均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置(3)采用螺線管型發(fā)生裝置或電磁鐵型發(fā)生裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種永磁體溫度系數(shù)開路測(cè)量裝置，其特征在于，所述螺線管型發(fā)生裝置包括包括外筒(301)、下端板(302)、上端板(303)、支撐管(304)、第一線圈(305)、第一水冷層(306)、上墊圈(307)和下墊圈(308);所述外筒(301)、下端板(302)和上端板(303 )固定在一起構(gòu)成一個(gè)上下帶蓋的筒狀結(jié)構(gòu)，所述上端板(303 )和下端板(302 )中心部分各留有一個(gè)通孔，所述支撐管(304)固定在外筒(301)中心，所述支撐管(304)外壁由下至上包括若 干個(gè)臺(tái)階，所述第一線圈(305)纏繞在支撐管(304)上，所述第一線圈(305)的外壁構(gòu)成一個(gè)平滑的圓筒狀；所述第一水冷層(306)設(shè)置在第一線圈(305)與外筒(301)之間；所述第一線圈(305)頂部與上端板(303)之間設(shè)置有上墊圈(307)，所述第一線圈(305)底部與下端板(302)之間設(shè)有下墊圈(308)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種永磁體溫度系數(shù)開路測(cè)量裝置，其特征在于，所述電磁鐵型發(fā)生裝置包括包括底板(311)、外套筒(312)、上極頭(313)、下極頭(314)、第二線圈(315)、第二水冷層(316)和墊圈(317);所述底板(311)為圓形底板，所述外套筒(312)固定在底板(311)上，上極頭(313)為中心留有通孔的蓋狀結(jié)構(gòu)，固定在外套筒(312)上，所述上極頭(313)內(nèi)壁為具有一定弧度的凸起；所述下極頭(314)為頂端具有一定弧度凸起的圓柱體，下極頭(314)固定在底板(311)上，所述第二線圈(315)套在下極頭上；所述第二水冷層(316)層疊在下極頭(314)和第二線圈(315)組成的層面上；所述墊圈(317)放置在第二水冷層(316)上，其頂面與上極頭(313)的下端面接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述一種永磁體溫度系數(shù)開路測(cè)量裝置，其特征在于，還包括水冷裝置(12)，所述水冷裝置(12)與均勻梯度場(chǎng)發(fā)生裝置(3)中的水冷層連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種永磁體溫度系數(shù)開路測(cè)量裝置，其特征在于，所述高溫爐(5)包括爐體(5-1)和密閉法蘭的爐蓋(5-2)，所述爐體(5-1)包括由外至內(nèi)的保護(hù)罩層(5-1-1)、保溫層(5-1-2)、加熱層(5-1-3)，所述加熱層(5-1-3)由雙股高溫絕緣加熱帶纏繞坩堝構(gòu)成，所述爐體(5-1)內(nèi)部設(shè)置測(cè)溫?zé)犭娮?5-3)和通氣管(5-4)，所述測(cè)溫?zé)犭娮?5-3)和通氣管(5-4)均穿過爐蓋(5-2)的中心孔延伸至爐體(5-1)外，并且在通氣管(5-4)的外部端口設(shè)置一個(gè)控制閥；所述爐體(5-1)的保護(hù)罩層(5-1-1)外部設(shè)有一對(duì)提手。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種永磁體溫度系數(shù)開路測(cè)量裝置，其特征在于，所述保護(hù)罩層(5-1-1)采用聚四氟乙 烯材料，所述加熱層(5-1-3)的坩堝采用石英材料。
【文檔編號(hào)】G01R33/12GK203759233SQ201420115216
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】侯瑞芬, 林安利, 張志高, 范雯, 賀建, 王京平 申請(qǐng)人:中國計(jì)量科學(xué)研究院