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研究生:邱文華
研究生(外文):Wen-Hwa Chiu
論文名稱:高溫超導量子干涉元件用於非破壞性檢驗之探頭的設計與研製
論文名稱(外文):Design and Fabrication of Non-destructive Testing Probe of Superconducting Quantum Interference Device
指導教授:洪振義洪振義引用關係
指導教授(外文):Chin-Yih Hong
學位類別:碩士
校院名稱:大葉大學
系所名稱:車輛工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:47
中文關鍵詞:破壞性 偵測器 超音波 檢驗法 關鍵字 非破壞檢驗 超導量子干涉元件 玻璃纖維 真空壓力
外文關鍵詞:Non-destructive TestingSuperconducting Quantum Interference DeviceGlass Fiber MaterialVacuum PressureTransition Temperat
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中文摘要

在工業界,目前都使用非破壞檢驗來發現產品內在或潛在的缺陷,使產品達到更安全可靠的程度。其中非破壞檢驗的種類包括有目視檢驗法、滲透檢驗法、超音波檢驗法及渦電流檢驗法…等幾項[4]。
超導量子干涉元件(Superconducting QUantum Interference Device, SQUID) 是目前所知最敏感的磁通偵測器,使得超導量子干涉元件已被成功的使用在磁波及腦磁波掃描儀上,顯示生物的心磁或腦磁圖像,來做為醫學在心臟功能或腦功能臨床輔助診斷工具。另外,在材料的檢驗等方面,超導量子干涉元件已被研發來檢驗橋樑鋼骨結構、飛機起輪框等缺陷[3]。
本文研究目的在設計與研製用於非破壞檢驗之探頭系統,並將高溫超導量子干涉元件使用於此系統上。探頭系統之設計需考慮真空夾層、系統溫度及高溫超導量子干涉元件擺設位置,方可達到探頭所需之最佳的量測環境。利用AutoCAD及Solid Works兩種電腦輔助繪圖軟體,繪製平面加工圖及3D立體圖。
材料則選擇玻璃纖維 (G-10),由於玻璃纖維的材料強度是依據其製造方式不同而有所差異,故探頭系統設計時必須考量玻璃纖維的製造方式,否則會因零件形狀及加工過程,造成材料本身的強度破壞,而無法達到探頭系統所需之真空壓力及系統溫度。
本文所研製之探頭系統經實際測試,已到達高溫超導量子干涉元件量測時所需的系統環境,可使用於現場非破壞量測上。
關鍵字:非破壞檢驗,超導量子干涉元件,玻璃纖維,真空壓力
ABSTRACT

In the industrial world, various kinds of instruments and technology are utilized in non-destructive testing to find inherent and potential defects in products, in order to make products safer and more reliable. Such tests include, for example, the Visual Test, Liquid Penetrant Test, Ultrasonic Test and the Eddy Current Test, etc.
The Superconducting QUantum Interference Device, is currently the most sensitive device for use in examinations of magnetism. SQUID was been used in scanner instruments measuring heart magnetism and brain magnetism. When used in such capacities it shows biological heart magnetism or brain magnetism photographs immediately. Therefore, SQUID is used as a clinical auxiliary diagnostic tool in medical science in examining heart and brain functions. SQUID can also be used in the non-destructive testing for materials, SQUID has also been designed for the measurement of steel bone structures of bridges.
The object of this thesis is to design the structure of the probe’s head for a SQUID. Computer-auxiliary-mapping software, AutoCAD and Solid Works, is used to design cooling and vacuum systems. The research objective is to design a probe which provides the best measurement environment for SQUID using glass fiber material (G-10) based on the conditions of vacuum pressure, transition temperature(Tc) and background of the magnetic field. The layout system is fabricated to achieve the optimal examination environment.
Research results show that the strength of the glass fiber utilized comes from being soaked in advance and in method used to twine the fiber under processing. Here, tabular or tube-shape material is utilized. Otherwise, the package form will influence the strength of the material, and result in structural stress defect.
This works hopes to show ways of improving the probe head system I n a SQUID to accurately measure magnetic signals in non-destructive testing.
Key Words : Non-destructive Testing, Superconducting Quantum Interference Device, Glass Fiber Material, Vacuum Pressure, Transition Temperature
目錄

封面內頁
簽名頁
授權書.................................................iii
中文摘要.................................................v
英文摘要................................................vi
誌謝..................................................viii
目錄....................................................ix
圖目錄..................................................xi
表目錄................................................xiii

第一章 前言...............................................1
第二章 文獻回顧............................................3
2.1 高溫超導量子干涉元件量測原理.............................3
2.1.1 約瑟芬結(Josephson Junction).........................3
2.1.2 直流約瑟芬效應(D.C. Josephson Effect)......3
2.1.3 超導量子干涉元件...........................5
2.2 玻璃纖維(G-10)的製造方式................................6
第三章 高溫超導量子干涉元件非破壞性檢驗探頭研製................11
3.1 最初的探頭系統結構設計..................................11
3.1.1 探頭系統結構設計說明.......................11
3.1.1.1 內杜而瓶(Insider Dewar)............11
3.1.1.2 外杜而瓶(Outsider Dewar)...........13
3.1.1.3 探頭系統(內、外度而瓶接合)...........14
3.2 玻璃纖維(G-10)材料特性..................................15
3.3 溫度計的設計與功能......................................18
3.4 低溫真空AB膠材料特性....................................20
3.5 SQUID的介紹............................................21
3.6 修改部份...............................................22
3.6.1 內杜而瓶.............................................22
3.6.2 外杜而瓶下方蓋子......................................23
第四章 結果與討論...........................................25
4.1 探頭系統修改前..........................................25
4.2 探頭系統修改後..........................................26
4.2.1 內度而瓶部份..........................................26
4.2.2 外度而瓶部份..........................................28
4.3探頭系統量測數據結果......................................29
第五章 結論.................................................31
參考文獻....................................................33
附錄.......................................................34
參考文獻

[1]金重勳,2002,磁性技術手冊,中華民國磁性技術協會。
[2]李玉芝、張裕恆,1992,超導物理,儒林出版社。
[3]呂台華、洪姮娥,1988,超導體簡介,中華民國中山學術文化基金會中山文庫。
[4]侯國深,1985,非破壞性檢測法,徐氏基金會。
[5]張志純,1986,纖維混成複合材料之應用,徐氏基金會。
[6]張志純著,1969,玻璃纖維及超級塑鋼大全,徐氏基金會。
[7]鄭振宗,2000,“直流高溫超導SQUID的特性及其在非破壞性檢測上之應
用”,臺灣師範大學物理研究所博士論文。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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