CN109444771B - 一种基于cpt磁力仪的变孔径原子气室固定套筒 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于CPT磁力仪的变孔径原子气室固定套筒，属于磁力仪表领域。所述固定套筒包括外紧固筒和内夹持筒，所述外紧固筒内腔为圆锥台形状，所述内夹持筒的筒壁上设有至少两个缺口使所述筒壁形成多瓣结构，且所述内夹持筒筒壁的外轮廓与所述外紧固筒内腔的形状匹配，所述内夹持筒的筒壁插设在所述外紧固筒内腔中，且与所述外紧固筒通过螺纹连接形成嵌套结构，所述外紧固筒和内夹持筒均为非金属无磁弹性材料。本发明可以夹持不同尺寸和非圆形截面的原子气室，能够减少原子气室与外界的热交换面积，起到保温的效果，同时能够实现夹紧防振的目的。

Description

一种基于CPT磁力仪的变孔径原子气室固定套筒
技术领域
本发明涉及一种基于CPT磁力仪的变孔径原子气室固定套筒，属于磁力仪表领域。
背景技术
当两束作用于原子的相干光频率差处于某与磁场相关的特定值时，原子不再发生基态向激发态的跃迁，此时原子布居被陷俘在基态上，不再吸收光，该现象即为CPT(Coherent population trapping)现象，应用该原理制作的磁力仪即为CPT磁力仪。
CPT磁力仪由结构件、光学元件及原子气室组成，其中原子气室是CPT磁力仪的核心部件。原子气室的外壁为石英玻璃，气室内部充满碱金属原子气体。
当前，原子气室种类繁多，气室外径尺寸各异，导致同一磁力仪采用不同原子气室时，需要不同尺寸的气室固定结构。且CPT磁力仪的测量精度对原子气室的温度和振动较为敏感。因此亟需提供一种具有保温、紧固和抗振特性的可变孔径的原子气室固定结构。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种基于CPT磁力仪的变孔径原子气室固定套筒，可以夹持不同尺寸和非圆形截面的原子气室，能够减少原子气室与外界的热交换面积，起到保温的效果，同时能够实现夹紧防振的目的。
本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：
一种基于CPT磁力仪的变孔径原子气室固定套筒，包括外紧固筒和内夹持筒，所述外紧固筒内腔为圆锥台形状，所述内夹持筒的筒壁上设有至少两个缺口使所述筒壁形成多瓣结构，且所述内夹持筒筒壁的外轮廓与所述外紧固筒内腔的形状匹配，所述内夹持筒的筒壁插设在所述外紧固筒内腔中，且与所述外紧固筒通过螺纹连接形成嵌套结构，所述外紧固筒和内夹持筒均为非金属无磁弹性材料。
在一可选实施例中，所述内夹持筒设有底座，所述底座位于所述内夹持筒的小端，且外缘探出所述内夹持筒的筒壁。
在一可选实施例中，所述外紧固筒的外轮廓为花键形，所述底座为与所述外紧固筒适配的花键形结构。
在一可选实施例中，所述外紧固筒内腔的母线与底面的夹角为60°～65°。
在一可选实施例中，所述外紧固筒内腔的大端直径为25cm～35cm，小端直径为10cm～15cm，所述外紧固筒的壁厚为1cm～2cm。
在一可选实施例中，所述多个缺口沿周向均布，且所述缺口的宽度为各瓣的1/4～1/2。
在一可选实施例中，所述内夹持筒的壁厚1cm～2cm。
在一可选实施例中，所述外紧固筒设有内螺纹，所述内夹持筒设有与所述内螺纹匹配的外螺纹，所述外螺纹为粗牙螺纹，螺距沿大径向小径端逐渐减小。
在一可选实施例中，所述内螺纹为粗牙螺纹，螺距沿小径向大径端逐渐减小。
在一可选实施例中，所述外紧固筒为聚酰亚胺材质，内夹持筒均为聚氨酯橡胶或硅橡胶材质。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
(1)本发明实施例提供了一种基于CPT磁力仪的变孔径原子气室固定套筒，通过将内夹持筒设计成多瓣结构并采用斜面螺纹连接内夹持筒和外紧固筒，使得内夹持筒和外紧固筒间可以轴向移动，进而通过旋转外紧固筒实现内夹持筒内径的改变，以夹持不同尺寸和非圆形截面的原子气室；
(2)本发明的变孔径原子气室固定套筒中采用原子气室内嵌的方式，减少原子气室与外界的热交换面积，起到保温的效果；
(3)通过旋转外紧固筒使得内夹持筒大端内收，实现内夹持筒外径减小，实现夹紧防振的目的。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于CPT磁力仪的变孔径原子气室固定套筒的立体视图、俯视图及剖面结构示意图；
图2为本发明实施例提供的外紧固筒的俯视图及剖面图；
图3为本发明实施例提供的内夹持筒的主视图及剖面图；
图4为本发明实施例提供的内夹持筒两个视角的立体示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1，本发明实施例提供了一种基于CPT磁力仪的变孔径原子气室固定套筒，包括外紧固筒1和内夹持筒2，如图2所示，外紧固筒1内腔为圆锥台形状，且设有内螺纹，如图3和4所示，内夹持筒2的筒壁上设有至少两个缺口3使内夹持筒2筒壁形成多瓣结构，内夹持筒2的底部设有透光孔，内夹持筒2筒壁的外轮廓与外紧固筒1内腔的形状匹配，具体地，本发明实施例中形成夹持筒2筒壁的各瓣倾角与外紧固筒1内腔母线倾角一致，且内夹持筒2设有外螺纹，内夹持筒2的筒壁插设在外紧固筒1的内腔中，与外紧固筒1通过螺纹连接形成嵌套结构，外紧固筒1和内夹持筒均为非金属无磁弹性材料。
本发明实施例提供的基于CPT磁力仪的变孔径原子气室固定套筒，在初始位置时，外紧固筒1和内夹持筒2完全螺接在一起，工作时，将原子气室一端置于内夹持筒2中，固定内夹持筒2的位置，旋转外紧固筒1，使外紧固筒1在斜面螺纹产生的轴向分离的作用下向内夹持筒2大端方向移动，在弹性力作用下，形成内夹持筒2筒壁的多瓣向内收缩是夹持筒筒壁直径减小，实现改变孔径、夹紧原子气室的目的，通过控制外紧固筒1和内夹持筒2在轴向上的相对位置，可以实现对不同直径原子气室的夹紧固定。
本发明实施例提供了一种基于CPT磁力仪的变孔径原子气室固定套筒，通过将内夹持筒设计成多瓣结构并采用斜面螺纹连接内夹持筒和外紧固筒，使得内夹持筒和外紧固筒间可以轴向移动，进而通过旋转外紧固筒实现内夹持筒内径的改变，以夹持不同尺寸和非圆形截面的原子气室；本发明的变孔径原子气室固定套筒中采用原子气室内嵌的方式，减少原子气室与外界的热交换面积，起到保温的效果；通过旋转外紧固筒使得内夹持筒大端内收，实现内夹持筒外径减小，实现夹紧防振的目的。
在一可选实施例中，内夹持筒2设有底座，所述底座位于所述内夹持筒的小端，且外缘探出内夹持筒2的筒壁。通过设置底座，便于固定内夹持筒2，提高操作的便捷性，避免内夹持筒2和外紧固筒1同步旋转，提高了操作效率。
在一可选实施例中，外紧固筒1和所述底座的外轮廓为花键形，所述底座为与外紧固筒1形状一致的花键形结构，且径向尺寸与外紧固筒1的外径一致。通过将外轮廓设置成花键形，便于抓握，增加装配、孔径调节时的摩擦力。
在一可选实施例中，外紧固筒1内腔的母线与底面的夹角为60°～65°。保证具有合适的孔径变化范围，能够涵盖主流原子气室外径。
在一可选实施例中，外紧固筒1内腔的大端直径为25cm～35cm，小端直径为10cm～15cm，外紧固筒1的壁厚为1cm～2cm。保证外紧固筒具有优良的结构强度，且保证具有合适的孔径变化范围，既能够涵盖主流原子气室外径，又避免尺寸过大导致的用料增加、重量增大及经济损失。
在一可选实施例中，如图4所示，缺口3为矩形，且多个缺口3沿周向均布，缺口3的宽度为各瓣的1/4～1/2。在内夹持筒孔径变小时提供足够的变形空间，且减小接触面积提高保温性能。
在一可选实施例中，内夹持筒2的壁厚为1cm～2cm。车完螺纹后，保证各瓣具有较高的结构强度和弹性。
在一可选实施例中，外紧固筒1设有内螺纹，内夹持筒2设有与所述内螺纹匹配的外螺纹，所述外螺纹为普通粗牙螺纹，螺距沿大径向小径端逐渐均匀减小。弥补孔径减小导致的外螺纹螺距减小，保证孔径变化时内外螺纹实现良好配合。
在一可选实施例中，所述内螺纹为普通粗牙螺纹，螺距沿小径向大径端逐渐均匀减小。弥补孔径减小导致的外螺纹螺距减小，保证孔径变化时内外螺纹实现良好配合。
在一可选实施例中，外紧固筒1为硬度较大的聚酰亚胺材质，内夹持筒为弹性较大的聚氨酯橡胶材质或硅橡胶材质。保证外紧固筒在孔径变化时外径不变，内夹持筒在孔径变化时具有较大变形量，及回弹能力。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (4)

1.一种基于CPT磁力仪的变孔径原子气室固定套筒，其特征在于，包括外紧固筒和内夹持筒，所述外紧固筒内腔为圆锥台形状，所述内夹持筒的筒壁上设有至少两个缺口使所述筒壁形成多瓣结构，且所述内夹持筒筒壁的外轮廓与所述外紧固筒内腔的形状匹配，所述内夹持筒的筒壁插设在所述外紧固筒内腔中，夹持不同尺寸和非圆形截面的原子气室，且与所述外紧固筒通过螺纹连接形成嵌套结构，所述外紧固筒和内夹持筒均为非金属无磁弹性材料；
所述外紧固筒设有内螺纹，所述内夹持筒设有与所述内螺纹匹配的外螺纹，所述外螺纹为粗牙螺纹，螺距沿大径向小径端逐渐减小；
所述内螺纹为粗牙螺纹，螺距沿小径向大径端逐渐减小；
所述外紧固筒为聚酰亚胺材质，内夹持筒均为聚氨酯橡胶或硅橡胶材质；
所述外紧固筒内腔的母线与底面的夹角为60°～65°；
所述内夹持筒设有底座，所述底座位于所述内夹持筒的小端，且外缘探出所述内夹持筒的筒壁；
所述外紧固筒的外轮廓为花键形，所述底座为与所述外紧固筒适配的花键形结构；
在初始位置时，外紧固筒和内夹持筒完全螺接在一起，工作时，将原子气室一端置于内夹持筒中，固定内夹持筒的位置，旋转外紧固筒，使外紧固筒在斜面螺纹产生的轴向分离的作用下向内夹持筒大端方向移动；在弹性力作用下，形成内夹持筒筒壁的多瓣向内收缩是夹持筒筒壁直径减小，实现改变孔径、夹紧原子气室的目的，通过控制外紧固筒和内夹持筒在轴向上的相对位置，实现对不同直径原子气室的夹紧固定。
2.根据权利要求1所述的基于CPT磁力仪的变孔径原子气室固定套筒，其特征在于，所述外紧固筒内腔的大端直径为25cm～35cm，小端直径为10cm～15cm，所述外紧固筒的壁厚为1cm～2cm。
3.根据权利要求1或2所述的基于CPT磁力仪的变孔径原子气室固定套筒，其特征在于，所述缺口沿周向均布，且所述缺口的宽度为各瓣的1/4～1/2。
4.根据权利要求3所述的基于CPT磁力仪的变孔径原子气室固定套筒，其特征在于，所述内夹持筒的壁厚1cm～2cm。
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