CN110686701B - 碱金属定向转移装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种碱金属定向转移装置，该碱金属定向转移装置用于将碱金属从碱金属源沿管路系统定向转移至气室，碱金属定向转移装置包括加热组件和制冷组件，加热组件和制冷组件可移动地设置在管路系统上，加热组件位于靠近碱金属源的一侧，加热组件和制冷组件用于使管路系统形成温度梯度，加热组件和制冷组件沿管路系统移动以使碱金属沿管路系统实现定向转移。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中在碱金属原子气室制备过程中碱金属不能定向移动导致的碱金属充入效率低的技术问题。

Description

碱金属定向转移装置

技术领域

本发明涉及精密仪器加工技术领域，尤其涉及一种碱金属定向转移装置。

背景技术

原子气室是核磁共振陀螺仪和原子磁强计的核心敏感单元，内部包含碱金属、核自旋惰性气体、功能气体等各种原子，提供核自旋、电子自旋进行角运动的测量，能够从本质上制约核磁共振陀螺仪和原子磁强计的精度、量程、带宽等性能参数。其中碱金属是其工作过程中重要的原子之一。在向气室填充碱金属的制作过程中，碱金属源通过玻璃管路系统与气室连接，碱金属在常温下是固体，需要对碱金属进行加温，使碱金属扩散至气室内部以形成碱金属原子气室。而现有技术中，一般使用喷灯对碱金属源进行高温烘烤，这使得碱金属在整个玻璃管路中自由分布，不能定向转移，导致在碱金属原子气室制作过程中，碱金属的充入耗时长，充入效率低。

发明内容

本发明提供了一种碱金属定向转移装置，能够解决现有技术中在碱金属原子气室制备过程中碱金属不能定向移动导致的碱金属充入效率低的技术问题。

本发明提供了一种碱金属定向转移装置，该碱金属定向转移装置用于将碱金属从碱金属源沿管路系统定向转移至气室，碱金属定向转移装置包括加热组件和制冷组件，加热组件和制冷组件可移动地设置在管路系统上，加热组件位于靠近碱金属源的一侧，加热组件和制冷组件用于使管路系统形成温度梯度，加热组件和制冷组件沿管路系统移动以使碱金属沿管路系统实现定向转移。

进一步地，碱金属定向转移装置还包括加热控制单元和制冷控制单元，加热控制单元用于控制加热组件以对加热组件当前所在位置对应的管路部分进行加热，制冷控制单元用于控制制冷组件以对制冷组件当前所在位置对应的管路部分进行制冷。

进一步地，加热组件包括加热单元和第一温度传感器，制冷组件包括制冷单元和第二温度传感器；第一温度传感器用于实时采集加热单元当前所在位置对应的管路部分的温度并反馈至加热控制单元，加热控制单元根据第一温度传感器实时反馈的温度对加热单元进行温度调节；第二温度感器用于实时采集制冷单元当前所在位置对应的管路部分的温度并反馈至制冷控制单元，制冷控制单元根据第二温度传感器实时反馈的温度对制冷单元进行温度调节。

进一步地，加热单元包括电加热片或电加热罩；制冷单元包括水冷单元或半导体制冷单元。

进一步地，碱金属定向转移装置还包括支撑组件，支撑组件用于使加热组件和制冷组件沿管路系统移动以使碱金属沿管路系统实现定向转移。

进一步地，支撑组件包括基座、第一支撑连杆和第二支撑连杆，第一支撑连杆的一端与基座固定连接，第一支撑连杆的另一端与加热组件固定连接，第二支撑连杆的一端与基座固定连接，第二支撑连杆的另一端与制冷组件固定连接。

应用本发明的技术方案，提供了一种碱金属定向转移装置，该碱金属定向转移装置通过配置加热组件和制冷组件以在管路系统形成温度梯度，并使加热组件和制冷组件沿管路系统移动实现碱金属的定向转移，该装置能够实现碱金属的定向转移，提高碱金属的充入效率。与现有技术相比，本发明能够解决现有技术中在碱金属原子气室制备过程中碱金属不能定向移动导致的碱金属充入效率低的技术问题。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的具体实施例提供的碱金属定向转移装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明的具体实施例提供的碱金属定向转移装置的应用示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、碱金属定向转移装置；11、加热组件；12、制冷组件；13、加热控制单元；14、制冷控制单元；15、支撑组件；151、基座；152、第一支撑连杆；153、第二支撑连杆；20、玻璃锤；30、碱金属安瓿瓶；40、管路系统；50、气室；60、真空系统。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种碱金属定向转移装置10，该碱金属定向转移装置10用于将碱金属从碱金属源沿管路系统定向转移至气室，碱金属定向转移装置10包括加热组件11和制冷组件12，加热组件11和制冷组件12可移动地设置在管路系统上，加热组件11位于靠近碱金属源的一侧，加热组件11和制冷组件12用于使管路系统形成温度梯度，加热组件11和制冷组件12沿管路系统移动以使碱金属沿管路系统实现定向转移。

应用此种配置方式，提供了一种碱金属定向转移装置，该碱金属定向转移装置通过配置加热组件和制冷组件以在管路系统形成温度梯度，并使加热组件和制冷组件沿管路系统移动实现碱金属的定向转移，该装置能够实现碱金属的定向转移，提高碱金属的充入效率。与现有技术相比，本发明能够解决现有技术中在碱金属原子气室制备过程中碱金属不能定向移动导致的碱金属充入效率低的技术问题。

进一步地，在本发明中，为了实现对加热组件11和制冷组件12的温度控制，碱金属定向转移装置10还配置为包括加热控制单元13和制冷控制单元14，加热控制单元13用于控制加热组件11以对加热组件11当前所在位置对应的管路部分进行加热，制冷控制单元14用于控制制冷组件12以对制冷组件12当前所在位置对应的管路部分进行制冷。作为本发明的一个具体实施例，加热控制单元13可控制加热组件11的温度范围为30℃至300℃，300℃对气室无破坏性，相比于现有技术中的高温火焰烘烤容易误操作使气室变形或损坏，通过加热组件11控制的加热温度范围安全性更高。制冷控制单元14可控制制冷组件12的温度范围为-30℃至20℃，该温度同样对气室无破坏性。

此外，在本发明中，为了实时监测加热组件11和制冷组件12的温度，实现精准控温，加热组件11可配置为包括加热单元和第一温度传感器，制冷组件12包括制冷单元和第二温度传感器。第一温度传感器用于实时采集加热单元当前所在位置对应的管路部分的温度并反馈至加热控制单元13，加热控制单元13根据第一温度传感器实时反馈的温度对加热单元进行温度调节；第二温度感器用于实时采集制冷单元当前所在位置对应的管路部分的温度并反馈至制冷控制单元14，制冷控制单元14根据第二温度传感器实时反馈的温度对制冷单元进行温度调节。

进一步地，在本发明中，为了实现对管路系统的加热或制冷，加热单元可配置为包括电加热片或电加热罩，制冷单元可配置为包括水冷单元或半导体制冷单元。

此外，在本发明中，为了实现碱金属定向转移装置10的移动，碱金属定向转移装置10还可配置为包括支撑组件15，支撑组件15用于使加热组件11和制冷组件12沿管路系统移动以使碱金属沿管路系统实现定向转移。

作为本发明的一个具体实施例，支撑组件15配置为包括基座151、第一支撑连杆152和第二支撑连杆153，第一支撑连杆152的一端与基座151固定连接，第一支撑连杆152的另一端与加热组件11固定连接，第二支撑连杆153的一端与基座151固定连接，第二支撑连杆153的另一端与制冷组件12固定连接。基座151与光学平台相固定，通过调整第一支撑连杆152和第二支撑连杆153使得碱金属定向转移装置10在沿管路系统移动的同时，保证碱金属定向转移装置10与管路系统的良好接触。

如图2所示，本发明的碱金属定向转移装置可应用于一种碱金属气室制备系统，该碱金属气室制备系统包括碱金属源、气室50、管路系统40和碱金属定向转移装置10。气室50用于充入碱金属以形成碱金属气室。碱金属源位于管路系统40的一端，气室50位于管路系统40的另一端，管路系统40形成碱金属从碱金属源转移至气室50的转移路径。碱金属定向转移装置10为上述的碱金属定向转移装置10，碱金属定向转移装置10用于在管路系统40构造温度梯度以将碱金属从碱金属源定向转移至气室50内以形成碱金属气室。

此外，在本发明中，碱金属气室制备系统还可配置为包括真空系统60，真空系统60用于制备碱金属气室制备系统的真空状态。

上述碱金属气室制备系统可采用如下碱金属气室制备方法，该碱金属气室制备方法具体包括以下步骤：步骤一，利用外界热源烘烤碱金属源以生成碱金属气体进入管路系统40；步骤二，调整碱金属定向转移装置10的初始位置以使加热组件11位于碱金属气体进入管路系统40的初始位置；步骤三，通过加热组件11和制冷组件12在管路系统40上形成温度梯度以使碱金属气体从加热组件11对应的管路部分定向转移至制冷组件12对应的管路部分，直至加热组件11对应的管路部分不存在碱金属气体；步骤四，沿管路系统40整体移动加热组件11和制冷组件12以使加热组件11位于管路系统40中碱金属所在位置，重复步骤三至步骤四，直至碱金属达到气室50以完成碱金属气室的制备。

通过上述方法可实现碱金属在碱金属气室制备过程中的定向移动，能够提高碱金属的充入效率，同时避免在管路系统40中残留过多碱金属，能够降低碱金属的回收难度。

为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1和图2对本发明的碱金属定向转移装置进行详细说明。

如图1和图2所示，根据本发明的具体实施例提供了一种碱金属定向转移装置10，该碱金属定向转移装置10用于将碱金属从碱金属源沿管路系统定向转移至气室，碱金属定向转移装置10包括加热组件11和制冷组件12，加热组件11和制冷组件12可移动地设置在管路系统上，加热组件11位于靠近碱金属源的一侧，加热组件11和制冷组件12用于使管路系统形成温度梯度，加热组件11和制冷组件12沿管路系统移动以使碱金属沿管路系统实现定向转移。

碱金属定向转移装置10还包括加热控制单元13和制冷控制单元14，加热控制单元13用于控制加热组件11以对加热组件11当前所在位置对应的管路部分进行加热，制冷控制单元14用于控制制冷组件12以对制冷组件12当前所在位置对应的管路部分进行制冷。

加热组件11包括加热单元和第一温度传感器，制冷组件12包括制冷单元和第二温度传感器。第一温度传感器用于实时采集加热单元当前所在位置对应的管路部分的温度并反馈至加热控制单元13，加热控制单元13根据第一温度传感器实时反馈的温度对加热单元进行温度调节；第二温度感器用于实时采集制冷单元当前所在位置对应的管路部分的温度并反馈至制冷控制单元14，制冷控制单元14根据第二温度传感器实时反馈的温度对制冷单元进行温度调节。

碱金属定向转移装置10还包括支撑组件15，支撑组件15配置为包括基座151、第一支撑连杆152和第二支撑连杆153，第一支撑连杆152的一端与基座151固定连接，第一支撑连杆152的另一端与加热组件11固定连接，第二支撑连杆153的一端与基座151固定连接，第二支撑连杆153的另一端与制冷组件12固定连接。

综上所述，本发明提供了一种碱金属定向转移装置，该碱金属定向转移装置通过配置加热组件和制冷组件以在管路系统形成温度梯度，并使加热组件和制冷组件沿管路系统移动实现碱金属的定向转移，该装置能够实现碱金属的定向转移，提高碱金属的充入效率。与现有技术相比，本发明能够解决现有技术中在碱金属原子气室制备过程中碱金属不能定向移动导致的碱金属充入效率低的技术问题。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种碱金属定向转移装置，其特征在于，所述碱金属定向转移装置用于将碱金属从碱金属源沿管路系统定向转移至气室，所述碱金属定向转移装置包括加热组件（11）和制冷组件（12），所述加热组件（11）和所述制冷组件（12）可移动地设置在所述管路系统上，所述加热组件（11）位于靠近所述碱金属源的一侧，所述加热组件（11）和所述制冷组件（12）用于使所述管路系统形成温度梯度，所述加热组件（11）和所述制冷组件（12）沿所述管路系统移动以使碱金属沿所述管路系统实现定向转移；所述碱金属定向转移装置还包括支撑组件（15），所述支撑组件（15）用于使所述加热组件（11）和所述制冷组件（12）沿所述管路系统移动以使所述碱金属沿所述管路系统实现定向转移；所述支撑组件（15）包括基座（151）、第一支撑连杆（152）和第二支撑连杆（153），所述第一支撑连杆（152）的一端与所述基座（151）固定连接，所述第一支撑连杆（152）的另一端与所述加热组件（11）固定连接，所述第二支撑连杆（153）的一端与所述基座（151）固定连接，所述第二支撑连杆（153）的另一端与所述制冷组件（12）固定连接。

2.根据权利要求1所述的碱金属定向转移装置，其特征在于，所述碱金属定向转移装置还包括加热控制单元（13）和制冷控制单元（14），所述加热控制单元（13）用于控制所述加热组件（11）以对所述加热组件（11）当前所在位置对应的管路部分进行加热，所述制冷控制单元（14）用于控制所述制冷组件（12）以对所述制冷组件（12）当前所在位置对应的管路部分进行制冷。

3.根据权利要求2所述的碱金属定向转移装置，其特征在于，所述加热组件（11）包括加热单元和第一温度传感器，所述制冷组件（12）包括制冷单元和第二温度传感器；所述第一温度传感器用于实时采集所述加热单元当前所在位置对应的管路部分的温度并反馈至所述加热控制单元（13），所述加热控制单元（13）根据所述第一温度传感器实时反馈的温度对所述加热单元进行温度调节；所述第二温度传 感器用于实时采集所述制冷单元当前所在位置对应的管路部分的温度并反馈至所述制冷控制单元（14），所述制冷控制单元（14）根据所述第二温度传感器实时反馈的温度对所述制冷单元进行温度调节。

4.根据权利要求3所述的碱金属定向转移装置，其特征在于，所述加热单元包括电加热片或电加热罩；所述制冷单元包括水冷单元或半导体制冷单元。

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