一种重力加速度测量装置

摘要

一种用于重力加速度测量装置，基于超导体的排磁通效应产生磁悬浮，通过静电电极实现超导球的测量与控制。本发明采用制冷机冷头无接触冷却低温装置。超导悬浮球采用镀膜工艺，内采用石英空心球作为基底，超导球表面沉积超导铌材料。一对悬浮线圈在重力方向上产生微弱的磁力梯度，使重力的微小变化产生超导球位移较大变化，从而能够被电极电容电桥电路测量得到。在水平方向上通过在电极上施加静电力增加支承刚度使得装置测量适应范围和环境条件扩大。

主权项

一种重力加速度测量装置，其特征在于：所述的装置包括制冷机(1)、制冷机支承架(2)、低温容器(3)、减震波纹管(4)、防辐射屏(5)、超导屏蔽层(6)、氦气腔(7)、本体骨架(8)、上超导悬浮线圈(9)、下超导悬浮线圈(10)、悬浮球腔(11)、超导球(12)、上电极(13)、下电极(14)，以及赤道电极(15)；所述的制冷机(1)坐落在制冷机支承架(2)上面，制冷机支架(2)放置在水平地面上，制冷机支架(2)的三条腿上安装有水平测量传感器；制冷机(1)与低温容器(3)通过减震波纹管(4)密封连接；制冷机(1)的一级冷头与防辐射屏(5)无接触，通过氦气使制冷机(1)的一级冷头与防辐射屏(5)进行热交换；制冷机(1)的二级冷头和悬浮球腔(11)无接触，制冷机(1)的二级冷头布置在氦气腔(7)内，二级冷头上带有冷凝器进行氦气液化；圆筒形状的防辐射屏(5)通过拉杆固定在所述的低温容器(3)内；防辐射屏(5)内布置有圆筒形状的超导屏蔽层(6)，超导屏蔽层(6)内布置有本体骨架(8)，本体骨架(8)内部装有悬浮球腔(11)，所述的本体骨架(8)为圆柱形结构，布置在氦气腔(7)底部；氦气腔(7)位于超导屏蔽层(6)内；超导屏蔽层(6)、本体骨架(8)、氦气腔(7)和防辐射屏(5)同轴布置；所述的上超导悬浮线圈(9)和下超导悬浮线圈(10)分别布置在本体骨架(8)的中端和下端；所述的悬浮球腔(11)是由上电极(13)、下电极(14)和赤道电极(15)共同组成的球形空腔，内部装有超导球(12)；所述的上电极(13)位于超导球(12)的顶部，赤道电极(15)位于超导球(12)赤道一周的外侧，下电极(14)位于超导球(12)的底部；所述的超导屏蔽层采用YBCO金属化合物超导材料制造。