CN102278949A

CN102278949A - 一种μm级超导丝材低温下光电联合测量***

Info

Publication number: CN102278949A
Application number: CN 201110199073
Authority: CN
Inventors: 王省哲; 关明智; 周又和
Original assignee: Lanzhou University
Current assignee: Beijing Xizhuo Information Technology Co Ltd
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2031-07-15
Also published as: CN102278949B

Abstract

本发明公开了一种μm级超导丝材低温下光电联合测量***，包括去除铜基的μm级纯超导丝材，以及分别与所述μm级纯超导丝材配合设置的μm级超导丝材光学测量装置、及μm级超导丝材电学测量装置。本发明所述μm级超导丝材低温下光电联合测量***，可以克服现有技术中测量角度准确性差、实验可靠性低与低温下测量误差大等缺陷，以实现测量角度准确性好、实验可靠性高与低温下测量误差小的优点。

Description

一种μm级超导丝材低温下光电联合测量***

技术领域

本发明涉及超导材料测量技术，具体地，涉及一种μm级超导丝材低温下光电联合测量***。

背景技术

铌钛(NbTi)超导复合丝，属于多尺度复合材料，主要由纯NbTi超导丝和铜基组成；其中，纯NbTi超导丝的量级为μm级。

在现有的技术中，对μm级丝材的测量，一般将引伸计直接夹在纯超导细丝上进行测量。通常，因为常规引伸计的质量远大于纯NbTi超导丝的质量，会拉拽μm级细丝，使其弯曲，从而极大的影响对μm级超导丝材实验测量的角度。

具体地，在现有技术中，对于μm级超导丝材的测量有大致两种不同的方法：一种是基于电学原理的应变计测量法，另一种是基于光学原理的光学探测器测量法。但是，这两种方法只适合在常温下进行，在极低温区下(如77K)，这两种方法测量均存在一定的误差。

另外，引伸计夹到μm级细丝上，引伸计的刀口很容易将超导细丝切断，造成实验无法进行。

综上所述，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下缺陷：

(1)测量角度准确性差：常规引伸计的质量远大于纯NbTi超导丝的质量，会拉拽μm级细丝，使其弯曲，从而极大的影响对μm级超导丝材实验测量的角度；

(2)实验可靠性低：引伸计夹到μm级细丝上，引伸计的刀口很容易将超导细丝切断，造成实验无法进行；

(3)低温下测量误差大：在极低温区下(如77K)，基于电学原理的应变计测量法、与基于光学原理的光学探测器测量法，均存在一定的误差。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种μm级超导丝材低温下光电联合测量***，以实现测量角度准确性好、实验可靠性高与低温下测量误差小的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种μm级超导丝材低温下光电联合测量***，包括去除铜基的μm级纯超导丝材，以及分别与所述μm级纯超导丝材配合设置的μm级超导丝材光学测量装置、及μm级超导丝材电学测量装置。

进一步地，所述μm级超导丝材光学测量装置，包括用于为所述μm级纯超导丝材提供低温环境的低温箱；可移动式设在μm级纯超导丝材上、且用于标记μm级纯超导丝材上任意两点位置的第一吸光靶与第二吸光靶；以及可随所述第一吸光靶与第二吸光靶移动，且用于记录μm级纯超导丝材任意两点在低温下拉伸时的相对位移、并计算出μm级纯超导丝材的拉伸应变量的光学探测器；在所述低温箱上，设有用于光学探测器的光束透过的玻璃窗。

进一步地，所述第一吸光靶与第二吸光靶均为黑色吸光靶。

进一步地，所述μm级超导丝材电学测量装置，包括用于提供低温环境与一对曲面刀口的低温引伸计，以及固定套接在μm级纯超导丝材两端的一对铜套；所述低温引伸计通过一对曲面刀口，与μm级纯超导丝材的一对铜套接触。

进一步地，所述低温引伸计为4.2K低温电阻应变计。

本发明各实施例的μm级超导丝材低温下光电联合测量***，由于包括去除铜基的μm级纯超导丝材，以及分别与μm级纯超导丝材配合设置的μm级超导丝材光学测量装置、及μm级超导丝材电学测量装置；可以将μm级超导丝材光学测量装置与μm级超导丝材电学测量装置同时装配在同一个实验***中，实现在低温下运用这两种测量方法对试样(即μm级纯超导丝材)进行同时测量，将基于两种不同原理的测量结果进行对比，分析，从而消除单一方法测量而产生的***误差；从而可以克服现有技术中测量角度准确性差、实验可靠性低与低温下测量误差大的缺陷，以实现测量角度准确性好、实验可靠性高与低温下测量误差小的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明μm级超导丝材低温下光电联合测量***中μm级超导丝材光学测量装置的工作原理示意图；

图2为根据本发明μm级超导丝材低温下光电联合测量***中μm级超导丝材电学测量装置的工作原理示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-光束；2-光学探测器；3-玻璃窗；4-吸光靶；5-低温箱；6-μm级纯超导丝材；7-低温引伸计；8-铜套；9-刀口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，提供了一种μm级超导丝材低温下光电联合测量***。如图1和图2所示，本实施例包括去除铜基的μm级纯超导丝材6，以及分别与μm级纯超导丝材6配合设置的μm级超导丝材光学测量装置、及μm级超导丝材电学测量装置。

在上述实施例中，上述μm级超导丝材光学测量装置，包括用于为μm级纯超导丝材6提供低温环境的低温箱5；可移动式设在μm级纯超导丝材6上、且用于标记μm级纯超导丝材6上任意两点位置的第一吸光靶4与第二吸光靶4；以及可随第一吸光靶4与第二吸光靶4移动，且用于记录μm级纯超导丝材6任意两点在低温下拉伸时的相对位移、并计算出μm级纯超导丝材6的拉伸应变量的光学探测器2；在低温箱5上，设有用于光学探测器2的光束(如光束1)透过的玻璃窗3。

这里，上述第一吸光靶4与第二吸光靶4均为黑色吸光靶。

在上述实施例中，运用光学探测器2，可以记录μm级纯超导丝材6任意指定两个点在低温下的拉伸时相对位移情况，从而可以计算出μm级纯超导丝材6的拉伸应变量，光学探测器2的优点在于不需要补偿方式，低温环境对其基本没有影响。由于低温下，光学探测器2不能够很好的检测到试样(即μm级纯超导丝材6)，因此，在样品待测两点上贴有黑色吸光靶4，这样就可以使光学探测器2在低温下，随着黑色吸光靶的移动而移动，进而准确的测量μm级纯超导丝材6的拉伸应变量。

在上述实施例中，上述μm级超导丝材电学测量装置，包括用于提供低温环境与一对曲面刀口9的低温引伸计7，以及固定套接在μm级纯超导丝材6两端的一对铜套8；低温引伸计7通过一对曲面刀口9，与μm级纯超导丝材6的一对铜套8接触。

这里，上述低温引伸计7为4.2K低温电阻应变计。

在上述实施例中，与现有技术相比，对低温引伸计7的刀口9进行了改造，即，将低温引伸计7的刀口9由原来的平面改造成曲面，这样会大大的减少刀口9对μm级超导丝材的破坏程度；与此同时，在实验过程中，可以将μm级超导丝材的样品两端进行改造，即，将μm级超导丝材两端运用一对铜套8固定，由于铜套8的刚度很大，这样可以进一步减小刀口9对μm级超导丝材的破坏程度；同时，也可以保证对μm级超导丝材测量的角度。

在上述实施例中，首次将这两种方法(低温应变计测量法和光学探测器2测量法)同时装配在同一个实验***中，可以实现在低温下运用这两种方法对试样进行同时测量，将基于两种不同原理的测量结果进行对比，分析，从而消除单一方法测量而产生的***误差，首次实现对μm级纯超导丝材6的光电联合测量，更准确的测量μm级纯超导丝材6的形变。

为了达到上述目的，可以在同一台装置上同时配有两种测量仪器来测量样品的形变量，并且，两种测量仪器是基于不同测量原理的，在测量中，这两种测量仪器是可以任意切换的，因此真正实现μm级纯超导丝材6的光电联合测量。

综上所述，本发明各实施例的μm级超导丝材低温下光电联合测量***，由于包括去除铜基的μm级纯超导丝材，以及分别与μm级纯超导丝材配合设置的μm级超导丝材光学测量装置、及μm级超导丝材电学测量装置；可以将μm级超导丝材光学测量装置与μm级超导丝材电学测量装置同时装配在同一个实验***中，实现在低温下运用这两种测量方法对试样(即μm级纯超导丝材)进行同时测量，将基于两种不同原理的测量结果进行对比，分析，从而消除单一方法测量而产生的***误差；从而可以克服现有技术中测量角度准确性差、实验可靠性低与低温下测量误差大的缺陷，以实现测量角度准确性好、实验可靠性高与低温下测量误差小的优点。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。