High speed sample transportation apparatus in a superconducting magnet and transporting method thereof

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

美國

專利申請案號

13/887,405

專利證號

US 9,696,391 B2

專利獲證名稱

High speed sample transportation apparatus in a superconducting magnet and transporting method thereof

專利所屬機關 (申請機關)

中央研究院

獲證日期

2017/07/04

技術說明

本專利設計了一個裝置於超導磁鐵中傳送樣品的裝置。此裝置可將樣品快速移動，移動範圍從幾乎零場的位置到超導磁鐵的最強磁場處。依據目前實際製作之樣品傳送裝置，將樣品由超導磁鐵外送入超導磁鐵中心（距離約100公分），所需最短時間小於0.09秒。此切換樣品所處之磁場的方式，使原本無法量測與磁場相關的物理特性，得以直接的量測，而非靠假設或是模型去計算得知。而切換樣品所處磁場的速度則與所量測的參數大小有關，切換速度越快，可量測的範圍也越廣，可測量到的參數值也可以越小。 短時間內轉換樣品所經歷的磁場的方法，特色是在擴展可量測參數範圍的同時，保有了高磁場的光譜高解析度。這樣的量測，可將應用範圍擴展至原子等級的解析度，其應用領域包含材料科學、化學、物理化學、生物化學和生命科學等多個領域。主要的作法是利用縮減移動的慣性質量來增加物體傳送的加速度，以達到快速傳送樣品的目的。此設計的關鍵在於將大部分的元件（樣品載具、導軌、導軌固定框、傳動皮帶、皮帶導槽、皮帶滑輪、滑輪軸承及樣品定位機構等）安裝於超導磁鐵內的有限空間中。如此設計的好處不僅僅達到速度上的需求，也使得樣品傳送達定位時無震盪問題，穩定且快速的在超導磁鐵內移動。 The device include a motor, a rail system, a compact shuttle and sample housing, the coupling mechanism, the sample holder assembly, and a control and monitoring system. Because of our special design of rail transportation and shuttle coupling mechanism, most components are installed inside of the superconducting magnet. The transportation time is limited up to 0.1 s in 1meter. The equilibrium time after rapid shuttling only takes less than 13ms. Inside of the magnet, a monitor system is installed as well for detecting positions of the shuttle and the sample. Since shuttling range covers different magnetic fields, it can be applied on any field rated physical properties measurement or any experiment required high speed field exchange. Because of the compactness of the device assembly, it can be mounted on any superconducting magnet without environment constrain.

備註

本會(收文號1120050603)同意該校112年7月31日智財字第1121702144號函申請終止維護專利(中央研究院)

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