專利名稱：超導(dǎo)磁懸浮展示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
超導(dǎo)磁懸浮展示裝置，屬于高溫超導(dǎo)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用高溫超導(dǎo)技術(shù)的有關(guān)廣告物、標(biāo)志物和紀(jì)念物等的展示裝置。
背景技術(shù)：
目前，幾乎所有的展示物(小到各種紀(jì)念品、裝飾物，大到各種廣告物等)都需要固定在一定的基座上或是通過一定的支撐物固定在一定的基座上，展示物與基座之間完全是連接在一起的，這樣的展示裝置沒有神奇的懸浮視覺效果。
眾所周知，磁體之間有同性相斥、異性相吸的性質(zhì)。利用這一原理，可將磁體之間的排斥力或吸引力用來對(duì)抗一般物體的重力，當(dāng)磁體之間的排斥力或吸引力在垂直方向等于某物體的重力時(shí)，就可將該物體懸浮起來。通常人們把這種場(chǎng)合下的磁體之間的排斥力或吸引力叫做磁懸浮力。
普通商業(yè)永磁體的表面磁場(chǎng)一般不容易超過0.5T。磁場(chǎng)力F≈μo(V/E)H(dH/dz)，即正比于磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度的梯度(式中V為磁體體積，E為退磁因子)。而對(duì)于電磁體，通常鐵心材料的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T左右，也不能高效的在一個(gè)相對(duì)較小的空間產(chǎn)生高場(chǎng)；且這樣產(chǎn)生高場(chǎng)方式的能耗是非常高的。綜合起來看，無論是利用單純的永磁體或是電磁體還是電磁體和永磁體的結(jié)合，在相同條件下，都不能產(chǎn)生很高的磁懸浮力。如果利用他們?cè)谥谱鞔艖腋≌故狙b置，要么體積龐大，要么能耗巨大，或者根本無法產(chǎn)生所需要大小的磁懸浮力。

發(fā)明內(nèi)容
超導(dǎo)體具有完全抗磁性(邁斯納效應(yīng))，即處在超導(dǎo)態(tài)的物體完全排斥磁場(chǎng)，磁力線不能進(jìn)入超導(dǎo)體內(nèi)部，因而可產(chǎn)生磁性懸浮力，其原理圖如圖1所示。高溫超導(dǎo)體近年在工業(yè)實(shí)用化方面有了較好的發(fā)展。高溫超導(dǎo)(YBa2Cu3O7-x)塊材的俘獲磁場(chǎng)，在77K的液氮溫度下，已超過3T(特斯拉)。按高溫超導(dǎo)塊材的表面積算，其磁懸浮力一般可達(dá)12N/cm2以上。因此要懸浮上噸重的物體，都可以實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明所提出的超導(dǎo)磁懸浮展示裝置，正是利用了高溫超導(dǎo)體的抗磁性而產(chǎn)生的磁懸浮力。利用此裝置，可以使懸浮物(展示物)懸?。徊⒖墒拐故疚镌谝欢臻g無磨擦損耗地運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。
超導(dǎo)磁懸浮展示裝置，如圖2、圖3所示，包括展示物1、磁體2，其特征是，它還包括懸浮基體3、高溫超導(dǎo)體4和冷卻系統(tǒng)5，所述冷卻系統(tǒng)5為高溫超導(dǎo)體4提供工作所需的低溫環(huán)境。所述懸浮基體3由至少一個(gè)以上的高溫超導(dǎo)體4組成，所述磁體2位于展示物1的下部，所述懸浮基體3位于展示物1的下方；或者，所述懸浮基體3由至少一個(gè)以上的磁體2組成，所述高溫超導(dǎo)體4位于展示物1的下部，所述懸浮基體3位于展示物1的下方。其中，展示物、磁體和高溫超導(dǎo)體等的尺寸大小可按實(shí)際設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，并可方便地實(shí)現(xiàn)。
所述磁體2可以是永磁體，也可以是電磁體。
所述高溫超導(dǎo)體4所用的材料為高溫超導(dǎo)塊材如YBa2Cu3O7-x塊；所述冷卻系統(tǒng)5可以用冷卻液，如液氮制冷，或用制冷機(jī)制冷。
所述懸浮基體3可以由若干個(gè)高溫超導(dǎo)體4或磁體2組成不同的形狀，如條形軌道、圓環(huán)和圓盤等。
所述展示物1可以是適當(dāng)大小和重量的各種紀(jì)念物、裝飾物、標(biāo)志物、廣告物等。
用一般較成熟的制備工藝生產(chǎn)的高溫超導(dǎo)體，例如高溫超導(dǎo)YBa2Cu3O7-x單疇塊材，在77K溫度下，已可產(chǎn)生很高的懸浮力。高溫超導(dǎo)體的操作，可簡(jiǎn)單方便且低成本的實(shí)現(xiàn)。由于利用高溫超導(dǎo)體的本征特性，懸浮時(shí)不需消耗電能進(jìn)行磁場(chǎng)維持，因而實(shí)現(xiàn)其展示功能的運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)低廉。
高溫超導(dǎo)磁懸浮展示裝置的被懸浮物體(展示物)可以是任何展示物，標(biāo)記物，也可以構(gòu)成一個(gè)大型的景觀。其可用于博物館，展覽館，公園，賓館，及大型活動(dòng)的宣傳展示。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是利用高溫超導(dǎo)材料的特殊物理性質(zhì)和技術(shù)，設(shè)計(jì)一種新穎的高科技的生動(dòng)有趣的懸浮展示裝置。
本發(fā)明的有益效果是1、利用本發(fā)明所述的高溫超導(dǎo)磁懸浮展示裝置，可以實(shí)現(xiàn)各種展示物的懸浮展示，體現(xiàn)一種神奇、生動(dòng)、有趣的懸浮視覺效果。
2、利用本發(fā)明所述的高溫超導(dǎo)磁懸浮展示裝置，可使展示物在一定空間無磨擦損耗地運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。
3、本發(fā)明所述的高溫超導(dǎo)磁懸浮展示裝置，由于利用高溫超導(dǎo)體的本征特性，懸浮時(shí)不需消耗電能進(jìn)行磁場(chǎng)維持，因而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)展示裝置運(yùn)行費(fèi)用的相對(duì)低廉。
4、與無論是利用單純的永磁體或是電磁體還是電磁體和永磁體的結(jié)合的懸浮展示裝置相比，在相同懸浮力下，本發(fā)明所述的高溫超導(dǎo)磁懸浮裝置體積可以做的更小；在相同體積下，本發(fā)明所述的高溫超導(dǎo)磁懸浮裝置可以產(chǎn)生很高的磁懸浮力，從而懸浮起重量更大的展示物。


圖1為超導(dǎo)體抗磁特性示意圖。
圖2為本發(fā)明所述的高溫超導(dǎo)磁懸浮展示裝置的一種示意圖，其中，1為展示物、2為磁體、3為懸浮基體、4為高溫超導(dǎo)體、5為冷卻系統(tǒng)。
圖3為本發(fā)明所述的高溫超導(dǎo)磁懸浮展示裝置的另一種示意圖。
圖4為條形軌道形狀的懸浮基體示意圖。
圖5為圓環(huán)形狀的懸浮基體示意圖。
圖6為圓盤形狀的懸浮基體示意圖。
圖7為展示物為奧運(yùn)五環(huán)的高溫超導(dǎo)磁懸浮展示裝置示意圖。
圖8為展示物為紀(jì)念獎(jiǎng)杯的高溫超導(dǎo)磁懸浮展示裝置示意圖。
圖9為展示物為火炬的高溫超導(dǎo)磁懸浮展示裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式
利用高溫超導(dǎo)(YBa2Cu3O7-x)塊材和磁體，按圖2至圖6所示的原理結(jié)構(gòu)，可以構(gòu)成各種超導(dǎo)磁懸浮展示裝置。其中，展示物、磁體和高溫超導(dǎo)體等的尺寸大小可按實(shí)際設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，并可方便地實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)時(shí)方式一超導(dǎo)磁懸浮奧運(yùn)五環(huán)，如圖7所示。
具體實(shí)時(shí)方式二超導(dǎo)磁懸浮紀(jì)念獎(jiǎng)杯，如圖8所示。
具體實(shí)時(shí)方式三超導(dǎo)磁懸浮火炬，如圖9所示。
權(quán)利要求
1.超導(dǎo)磁懸浮展示裝置，包括展示物(1)、磁體(2)，其特征是，它還包括懸浮基體(3)、高溫超導(dǎo)體(4)和冷卻系統(tǒng)(5)，所述冷卻系統(tǒng)(5)為高溫超導(dǎo)體(4)提供工作所需的低溫環(huán)境；所述懸浮基體(3)由至少一個(gè)以上的高溫超導(dǎo)體(4)組成，所述磁體(2)位于展示物(1)的下部，所述懸浮基體(3)位于展示物(1)的下方；或者，所述懸浮基體(3)由至少一個(gè)以上的磁體(2)組成，所述高溫超導(dǎo)體(4)位于展示物(1)的下部，所述懸浮基體(3)位于展示物(1)的下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)磁懸浮展示裝置，其特征是，所述磁體(2)可以是永磁體，也可以是電磁體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)磁懸浮展示裝置，其特征是，所述高溫超導(dǎo)體(4)所用的材料為高溫超導(dǎo)塊材如YBa2Cu3O7-x塊；所述冷卻系統(tǒng)(5)可以用冷卻液，如液氮制冷，或用制冷機(jī)制冷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)磁懸浮展示裝置，其特征是，所述懸浮基體(3)可以由若干個(gè)高溫超導(dǎo)體(4)或磁體(2)組成不同的形狀，如條形軌道、圓環(huán)和圓盤等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)磁懸浮展示裝置，其特征是，所述展示物(1)可以是適當(dāng)大小和重量的各種紀(jì)念物、裝飾物、標(biāo)志物、廣告物等。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超導(dǎo)磁懸浮展示裝置，其特征是，所述展示物(1)為奧運(yùn)五環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超導(dǎo)磁懸浮展示裝置，其特征是，所述展示物(1)為紀(jì)念獎(jiǎng)杯。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超導(dǎo)磁懸浮展示裝置，其特征是，所述展示物(1)為火炬。
全文摘要
超導(dǎo)磁懸浮展示裝置，屬于高溫超導(dǎo)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，包括展示物1、磁體2、懸浮基體3、高溫超導(dǎo)體4和冷卻系統(tǒng)5；懸浮基體由至少一個(gè)以上的高溫超導(dǎo)體或至少一個(gè)以上的磁體組成，并位于展示物的下方；磁體或高溫超導(dǎo)體位于展示物的下部。高溫超導(dǎo)體所用的材料為高溫超導(dǎo)塊材；冷卻系統(tǒng)可以用液氮等冷卻液制冷，也可用制冷機(jī)制冷。懸浮基體可以由若干個(gè)高溫超導(dǎo)體或磁體組成不同的形狀，如條形軌道、圓環(huán)和圓盤等。展示物可以是適當(dāng)大小和重量的各種紀(jì)念物、裝飾物、標(biāo)志物、廣告物等，比如奧運(yùn)五環(huán)、紀(jì)念獎(jiǎng)杯、火炬等。本裝置可以實(shí)現(xiàn)各種展示物的懸浮展示，體現(xiàn)一種懸浮視覺效果；并可使展示物在一定空間無摩擦損耗地運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)；懸浮時(shí)不需消耗電能。
文檔編號(hào)G09F19/00GK1741103SQ200510021
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者金建勛, 張剛 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)