【技术实现步骤摘要】
重力梯度测量辅助定位的超导磁悬浮定位装置及定位方法
本专利技术涉及一种超导磁悬浮定位装置及定位方法。
技术介绍
超导材料和低温技术的不断发展使得超导技术在各个领域应用越来越广泛,其不断满足我国工业现代化建设的需求,大大提高了各种装备的性能和精度。低温装置是实现超导低温环境的必要装置,低温装置的设计和性能是研究和发展超导仪器设备的基础,有着重要的意义。制冷机及传导冷却技术的发展对低温装置设计结构和应用场合提供更多了的选择,目前制冷机二级冷头的温度可达到4K以下。超导温区大致可分为高温超导和低温超导温区,一般在10K温度以下实现超导态的温区称为低温超导温区,10K以上至100K温度范围实现超导态的温区称为高温超导温区。利用低温超导迈斯纳效应、零电阻效应、约瑟夫森效应以及弱磁探测优势等设计的各类低温超导装置在精度上具有比一般定位测量装置不可比拟的巨大优势,包括定位装置和重力测量装置等。地球的重力场由于地质结构的差异而在不同地区取值不同,重力的梯度在不同位置也是不同的。目前使用的重力测量仪器,一般都只能测量垂直方向的重力加速度值大小,不能对重力的水平分量进行测量,更不能对重力梯度的空间张量进行测量,不能反应重力在空间上的变化情况。重力梯度仪测量重力梯度,即测量地球重力加速度随空间的变化。由于重力梯度是地球重力场的空间微分,反应重力沿空间不同方向的变化率,因此,重力梯度测量能够反映场源的细节。常规重力仪只能测量重力场的铅垂分量,而1台重力梯度仪能够测量多项重力场梯度张量分量。另一方面,由于重力梯度值或重力高次导数具有比重力本身更高的分辨率,这是重力梯度测量最主要的优 ...
【技术保护点】
一种重力梯度测量辅助定位的超导磁悬浮定位装置,其特征在于所述的装置包括低温容器(1)、制冷机(2)、防辐射屏(3)、超导转子腔(4)、超导球腔(5)、超导转子(6)、超导球(7)、氦气进气管(8)、氦气出气管(9),以及惯性平台(10);所述的制冷机(2)安装在低温容器(1)的上端,低温容器(1)放置在惯性平台(10)上;低温容器(1)内部通过拉杆在制冷机(2)的一级冷头下端固定有卷筒形状的防辐射屏(3),在防辐射屏(3)的筒内布置有制冷机(2)的二级冷头;所述的超导转子腔(4)固定在制冷机(2)二级冷头的下端,超导球腔(5)固定在超导转子腔(4)的下端;超导转子腔(4)和超导球腔(5)外表面均是正方体,超导转子(6)布置在超导转子腔(4)内;超导转子腔(4)内表面为球面,超导球(7)布置在超导球腔(5)内;超导球腔(5)内表面为球面;超导转子腔(4)的中心在x、y、z坐标轴方向上与超导球腔(5)的中心均不重合;在超导转子腔(4)赤道平面位置的一侧连接氦气进气管(8),超导转子腔(4)赤道平面位置的另一侧与氦气出气管(9)连接;从氦气进气管(8)输入的氦气与超导转子(6)摩擦,带动超导 ...
【技术特征摘要】
1.一种重力梯度测量辅助定位的超导磁悬浮定位装置,其特征在于所述的装置包括低温容器(1)、制冷机(2)、防辐射屏(3)、超导转子腔(4)、超导球腔(5)、超导转子(6)、超导球(7)、氦气进气管(8)、氦气出气管(9),以及惯性平台(10);所述的制冷机(2)安装在低温容器(1)的上端,低温容器(1)放置在惯性平台(10)上;低温容器(1)内部通过拉杆在制冷机(2)的一级冷头下端固定有卷筒形状的防辐射屏(3),在防辐射屏(3)的筒内布置有制冷机(2)的二级冷头;所述的超导转子腔(4)固定在制冷机(2)二级冷头的下端,超导球腔(5)固定在超导转子腔(4)的下端;超导转子腔(4)和超导球腔(5)外表面均是正方体,超导转子(6)布置在超导转子腔(4)内;超导转子腔(4)内表面为球面,超导球(7)布置在超导球腔(5)内;超导球腔(5)内表面为球面;超导转子腔(4)的中心在x、y、z坐标轴方向上与超导球腔(5)的中心均不重合;在超导转子腔(4)赤道平面位置的一侧连接氦气进气管(8),超导转子腔(4)赤道平面位置的另一侧与氦气出气管(9)连接;从氦气进气管(8)输入的氦气与超导转子(6)摩擦,带动超导转子(6)旋转,超导转子(6)达到预定转速后,将氦气从氦气出气管(9)抽出,使超导转子(6)在超导转子腔(4)内自由旋转,并使超导转子(6)的旋转轴与z坐标轴重合。2.按照权利要求1所述的重力梯度测量辅助定位的超导磁悬浮定位装置,其特征在于所述的超导转子腔(4)内表面在x、y、z坐标轴方向上正交布置有三对球面支承电极,分别是x轴支承电极(11)、y轴支承电极(12)和z轴支承电极(13);每对支承电极上分别布置有球面检测电极:x轴测量电极(14)、y轴测量电极(16)和z轴测量电极(15);x轴支承电极(11)、y轴支承电极(12)和z轴支承电极(13)通入低频电压,形成在x、y、z坐标轴方向上的静电支承力,使超导转子(6)悬浮在超导转子腔(4)的中心位置;x轴测量电极(14)、y轴测量电极(16)和z轴测量电极(15)通有高频电压,分别检测超导转子(6)在x、y、z坐标轴方向上的位移;由程控电源控制x、y、z坐标轴方向上的x轴支承电极(11)、y轴支承电极(12)和z轴支承电极(13)上的...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡新宁,王秋良,王晖,崔春艳,戴银明,刘建华,
申请(专利权)人:中国科学院电工研究所,
类型:发明
国别省市:北京;11
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