极低变温环境下超导材料力-热耦合加载系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106018071A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610576812.X(22)申请日2016.07.20(71)申请人兰州大学地址730000甘肃省兰州市城关区天水南路222号(72)发明人王省哲高配峰关明智(74)专利代理机构北京中恒高博知识产权代理有限公司11249代理人宋敏(51)Int.Cl.G01N3/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称极低变温环境下超导材料力-热耦合加载系统(57)摘要极低变温环境下超导材料力-热耦合加载系统，包括试验机、制冷机、加热单元和温度控制单元，其中试验机为电子万能试验机，电子万能试验机采用双重真空模式的低温杜瓦，低温杜瓦内部通过真空管道组件与真空泵连接，低温杜瓦前部还开有观察窗，制冷机安装在所述低温杜瓦背部，采用多级冷头方式制冷，加热单元包括加热器、温控器和温度传感器，温度控制单元包括智能PID调控单元、中央运算单元、人机界面HMI，本发明能用于测试极低或变温环境下超导材料的性能测试，具有温度范围大、温度误差小、试验精度准确、稳定性高和操作简单的优点。CN106018071ACN106018071A权利要求书1/1页1.极低变温环境下超导材料力-热耦合加载系统，其特征在于，包括试验机、制冷机、加热单元和温度控制单元，所述制冷机安装在试验机背面，所述温度控制单元分别连接所述加热单元和所述制冷机，所述温度控制单元和所述加热单元安装在所述试验机内，所述所述试验机为电子万能试验机，所述电子万能试验机为低温杜瓦，所述低温杜瓦采用双重真空模式，所述低温杜瓦内部空间为高真空室，所述低温杜瓦外壳采用真空隔热模式，所述低温杜瓦内部通过真空管道组件与真空泵连接，所述低温杜瓦前部开有观察窗，所述制冷机的采用多级冷头方式，所述2支冷头立式安放于所述低温杜瓦内部，所述冷头通过接触的热传导方式进行低温冷却，所述加热单元包括加热器、温控器和温度传感器，所述温度控制单元包括智能PID调控单元、中央运算单元、人机界面HMI。2.根据权利要求1所述的极低变温环境下超导材料力-热耦合加载系统，其特征在于，还包括可移动支架，所述低温杜瓦安装在所述可移动支架上，所述真空泵安装在所述可移动支架内部。3.根据权利要求1所述的极低变温环境下超导材料力-热耦合加载系统，其特征在于，所述电子万能试验机采用门式预应力结构。4.根据权利要求1所述的极低变温环境下超导材料力-热耦合加载系统，其特征在于，所述杜瓦的最低冷却温度4.0K。5.根据权利要求1所述的极低变温环境下超导材料力-热耦合加载系统，其特征在于，所述观察窗包括上、下两个观察窗。6.根据权利要求1所述的极低变温环境下超导材料力-热耦合加载系统，其特征在于，所述温控器通过调节所述加热器的输出功率大小实现变温，变温范围为300K—4.2K。2CN106018071A说明书1/3页极低变温环境下超导材料力-热耦合加载系统技术领域[0001]本发明涉及超导材料力-热耦合加载系统，具体的涉及一种极低变温环境下超导材料力-热耦合加载系统。背景技术[0002]超导现象作为20世纪的最伟大的发现之一，具有非常广阔的应用前景。基于迈斯纳效应、零电阻等优越特性而在高新工程与技术领域表现出诱人的应用潜力。超导材料（高温、低温）就是基于这些优越特性发展起来的，如今，超导材料已经被广泛的运用到超导磁体的制造领域，而超导磁体在在大型科学装置、医疗设备、能源、国防军事等诸多领域有着非常重要的应用前景。[0003]伴随着超导材料技术的快速发展，现代超导磁体磁场最高强度已由早期的0.5特斯拉增加到数十个特斯拉，但要是继续提高磁场的强度以满足国民经济发展的需要，其磁体间的洛伦兹力必将大大地提高，对超导材料的力学性能要求也越来越高。因此，从探索超导材料力学性能的角度出发，揭示在极端复杂条件下(低温、强电磁场)超导材料的力学性能规律，提高超导磁体产生的背景磁场是当今工程界和学术界的迫切要求。[0004]超导磁体(材料)在低温或变温环境下不能达到其设计要求的大部分诱因来源于与其力学性能相关的结构不稳定、大应力、大变形、机械损伤和破坏等。因此，对于低温或变温环境下，超导材料的力学性能测量的研究显得非常重要且具有挑战性。发明内容[0005]本发明的目的在于克服上述不足，提供一种极低变温环境下超导材料力-热耦合加载系统，以实现在低温或变温的环境场下对超导材料力-热耦合性能的测试，同时保证测量精度准，稳定性高及试验时间短的优点。[0006]本发明的目的是这样实现的：多极低变温环境下超导材料力-热耦合加载系统，包括试验机、制冷机、加热单元和温度控制单元，所述试验机为电子万能试验机，所述电子万能