CN111013969A - 一种碱金属气室抗弛豫涂层的固化装置 - Google Patents

Abstract

本发明所述的一种碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置，将碱金属气室主体与碱金属气室尾管分别设于温度较高的下层壳体和温度较低的上层壳体，在抗弛豫涂层固化时，附着于所述碱金属气室主体的碱金属原子在下层壳体内的加热装置提供的固化温度作用下和抗弛豫涂层可以较好相互作用，以产生稳定的抗弛豫涂层，且气化的碱金属原子由于下层壳体和上层壳体之间存在温度梯度，最终在相对较冷的碱金属气室尾管处凝结并附着，避免抗弛豫涂层存在缺陷，提高抗弛豫涂层的覆盖率。

Description

一种碱金属气室抗弛豫涂层的固化装置

技术领域

本发明涉及碱金属气室抗弛豫技术，特别是一种碱金属气室抗弛豫涂层的固化装置。

背景技术

碱金属气室是利用原子自旋的属性进行超高灵敏度的磁场和惯性测量的特制透明玻璃泡，是原子钟、原子磁强计、原子陀螺仪等量子传感器件的核心敏感元件。目前制作具有抗弛豫涂层的碱金属气室的步骤如下：步骤一，对碱金属气室内部进行清洗；步骤二，镀制抗弛豫涂层；步骤三，充制碱金属原子；步骤四，对具有抗弛豫涂层的碱金属气室进行抗弛豫涂层与碱金属原子相互作用的固化过程。对于具有抗弛豫涂层的碱金属气室而言，在步骤三充制碱金属原子后，由于抗弛豫涂层的吸附作用，如果不经过步骤四的固化过程，则气室内部无法检测到碱金属原子，因此固化过程对具有抗弛豫涂层的碱金属气室而言十分重要。对于抗弛豫涂层而言，在固化过程中需要少量的碱金属原子与抗弛豫涂层进行相互作用，但是固化过程完成后，若存在较多的碱金属原子附着在抗弛豫涂层上形成团簇则会被认为是抗弛豫涂层缺陷，进而降低抗弛豫涂层的覆盖率，影响涂层的抗弛豫性能。现有技术中关于碱金属气室的抗弛豫涂层固化过程中抗弛豫涂层与碱金属原子相互作用的研究较少，一方面碱金属气室抗弛豫涂层固化过程较长，另一方面缺乏可靠的研究设备。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种碱金属气室抗弛豫涂层的固化装置，该装置通过设置温度不同的上层部件和下层部件，将存有碱金属原子的气室尾管置于温度较低的上层部件，将有抗弛豫涂层的气室主体置于温度较高的下层部件，以使抗弛豫涂层在固化过程中，与少量的碱金属原子相互作用产生稳定的抗弛豫涂层，并最终使碱金属原子附着在温度较低的气室尾管处，不影响抗弛豫涂层最终的固化效果，且加快具有抗弛豫涂层的碱金属气室的制作流程，有利于开展对抗弛豫涂层与碱金属原子相互作用的研究。

本发明技术方案如下：

一种碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置，包括下层壳体和上层壳体；所述下层壳体与所述上层壳体上下对接，所述下层壳体与所述上层壳体均为开口向左的筒状壳体，所述下层壳体用于容纳碱金属气室主体；所述上层壳体用于放置碱金属气室尾管；所述上层壳体与所述下层壳体的对接处设有用于使所述碱金属气室尾管从下层壳体进入上层壳体的槽体；所述上层壳体内设有用于悬挂所述碱金属气室尾管的悬挂机构，所述下层壳体的底部设有加热装置，所述上层壳体内的温度明显低于所述下层壳体内的温度。优选地，所述下层壳体与所述上层壳体均为左侧开口的长方形筒状壳体，或所述下层壳体为左侧开口的长方形筒状壳体，所述上层壳体为可以与所述下层壳体的顶部侧面相对接的圆柱形或其他形状的筒状壳体。

作为优选，所述下层壳体的顶部设有开口向左的第一U型槽，所述碱金属气室尾管穿过所述第一U型槽悬挂于所述悬挂机构，所述第一U型槽的宽度稍大于所述碱金属气室尾管的外径；所述上层壳体的底部设有与所述第一U型槽上下对应的U型槽或所述下层壳体的顶部即为所述上层壳体的底部。

作为优选，所述加热装置为贴于所述下层壳体的底部的聚酰亚胺加热膜。

作为优选，所述碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置还包括设于所述上层壳体的第一测温装置和设于所述下层壳体的第二测温装置。

作为优选，所述上层壳体和所述下层壳体的左侧相齐平，所述固定装置还包括用于封闭所述上层壳体和所述下层壳体左侧的第一门体，所述第一门体开有用于引出加热装置、第一测温装置和第二测温装置的线路的走线槽，且所述线路从开于所述第一门体下方的引出槽引出，所述第一门体通过紧固螺栓固定于所述下层壳体的左侧。

作为优选，所述悬挂机构为竖立于所述第一U型槽长度方向两侧的薄铝板，所述上层壳体的左侧设有使所述碱金属气室尾管穿过的槽口；或所述悬挂机构为沿所述第一U型槽长度方向吊装于所述上层壳体顶部的悬挂杆或悬挂架。

作为优选，所述下层壳体的顶部设有与所述第一U型槽左右对称的第二U型槽，所述第二U型槽的开口端相对应的所述下层壳体的右侧设有碱金属气室主体通过孔，或所述下层壳体为左右贯通的筒体。

作为优选，所述第一U型槽与所述第二U型槽之间设有上层壳体固定螺栓孔，所述上层壳体通过穿过其顶部的紧固螺栓与所述上层壳体固定螺栓孔相配合固定于所述下层壳体的顶部。

作为优选，所述上层壳体和所述下层壳体的右侧相齐平，所述碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置还包括用于封闭所述上层壳体和所述下层壳体右侧的第二门体，所述第二门体通过紧固螺栓固定于所述下层壳体的右侧。

作为优选，所述上层壳体、所述下层壳体、第一门体和第二门体的外表面均包裹有隔热层。

本发明相对于现有技术优势在于：

1、将所述碱金属气室主体与碱金属气室尾管分别设于温度较高的下层壳体和温度较低的上层壳体，在抗弛豫涂层固化时，附着于所述碱金属气室主体的碱金属原子在下层壳体内的加热装置提供的固化温度作用下和抗弛豫涂层发生相互作用，以产生稳定的抗弛豫涂层，且气化的碱金属原子由于下层壳体和上层壳体之间存在温度梯度，最终在相对较冷的碱金属气室尾管处凝结并附着，避免抗弛豫涂层存在缺陷，提高抗弛豫涂层的覆盖率。

2、本发明所述碱金属气室抗弛豫涂层的固化装置，分为上下双层，且可以左右对称设置，可以同时为多个碱金属气室提供固化环境，提高具有抗弛豫涂层的碱金属气室的固化效率，加快具有抗弛豫涂层的碱金属气室的制作流程。

3、本发明所述碱金属气室抗弛豫涂层的固化装置，通过在所述上层壳体设置第一测温装置，在下层壳体内设置加热装置和第二测温装置，方便调整下层壳体和上层壳体之间的温度梯度，为开展固化过程中抗弛豫涂层与碱金属原子相互作用的研究提供便利。

附图说明

图1是本发明碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置的装配图；

图2是本发明碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置开启第一门体的装配示意图；

图3是本发明碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置的下层壳体三维结构示意图；

图4是本发明碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置的上层壳体三维结构示意图。

附图标记列示如下：1-碱金属气室；11-碱金属气室主体；12-碱金属气室尾管；2-下层壳体；21-加热装置；22-第一U型槽；23-第二U型槽；24-上层壳体固定螺栓孔；3-上层壳体；4-第一门体；41-走线槽；5-第二门体，6-紧固螺栓。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图1-4和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。

实施例1

一种碱金属气室1内抗弛豫涂层的固化装置，如图1-4所示，包括下层壳体2和上层壳体3；所述下层壳体2与所述上层壳体3上下对接，所述下层壳体2与所述上层壳体3均为开口向左的长方体形筒状壳体，所述下层壳体2的内部用于容纳碱金属气室主体11；所述上层壳体3用于放置碱金属气室尾管12；所述上层壳体3与所述下层壳体2的对接处设有用于使所述碱金属气室尾管12从下层壳体2进入上层壳体3的槽体22；所述上层壳体3内设有用于悬挂所述碱金属气室尾管12的悬挂机构，所述下层壳体2的底部设有加热装置21，所述上层壳体3与所述下层壳体2之间存在明显的温度梯度，具体地，所述上层壳体3内的温度明显低于所述下层壳体2内的温度。作为优选，所述加热装置21为贴于所述下层壳体的底部的聚酰亚胺加热膜。

将所述碱金属气室主体11与碱金属气室尾管12分别设于温度较高的下层壳体2和温度较低的上层壳体3，在抗弛豫涂层固化时，附着于所述碱金属气室主体11的碱金属原子在下层壳体2内的加热装置21的提供的固化温度作用下和抗弛豫涂层可以较好相互作用，以产生稳定的抗弛豫涂层，且气化的碱金属原子由于下层壳体2和上层壳体3之间存在温度梯度，最终在相对较冷的碱金属气室尾管12处凝结并附着，避免抗弛豫涂层存在缺陷，提高抗弛豫涂层的覆盖率。

实施例2

本实施例与上述实施例不同的是，如图2-4所示，所述下层壳体2的顶部设有开口向左的第一U型槽22，所述碱金属气室尾管12穿过所述第一U型槽悬22挂于所述悬挂机构，所述第一U型槽22的宽度稍大于所述碱金属气室尾管12的外径；所述上层壳体3的底部设有与所述第一U型槽22上下对应的U型槽或所述下层壳体2的顶部即为所述上层壳体3的底部。方便使所述碱金属气室1从所述下层壳体2的左侧开口滑入，且所述碱金属气室主体11位于所述下层壳体2，所述碱金属气室尾管12的下部通过所述第一U型槽22使得所述碱金属气室尾管12的绝大部分均位于所述上层壳体3内。作为优选，所述悬挂机构可以设于所述上层壳体3内部，也可以设于所述下层壳体2的顶部，以方便悬挂所述碱金属气室尾管12为准。且本发明所述碱金属气室抗弛豫涂层的固化装置可以同时为多个碱金属气室1提供固化环境，提高具有抗弛豫涂层的碱金属气室1的固化效率，加快具有抗弛豫涂层的碱金属气室1的制作流程。

作为优选，碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置还包括设于所述上层壳体3的第一测温装置和设于所述下层壳体2的第二测温装置。方便调整下层壳体2和上层壳体3之间的温度梯度，为开展固化过程中抗弛豫涂层与碱金属原子相互作用的研究提供便利。

作为优选，所述上层壳体3和所述下层壳体2的左侧相齐平，所述固定装置还包括用于封闭所述上层壳体3和所述下层壳体2左侧开口的第一门体4，所述第一门体4开有用于引出加热装置、第一测温装置和第二测温装置的线路的走线槽41，所述第一门体4通过紧固螺栓6固定于所述下层壳体2的左侧。

作为优选，所述悬挂机构为竖立于所述第一U型槽22长度方向两侧边或两侧边中某一侧边的薄铝板，所述上层壳体3的左侧设有使所述碱金属气室尾管12穿过的槽口；或所述悬挂机构为沿所述第一U型槽长度22方向吊装于所述上层壳体3顶部的悬挂杆或悬挂架，所述碱金属气室尾管12穿过第一U型槽22向上悬挂于所述薄铝板或悬挂杆或悬挂架。

作为优选，所述下层壳体2的顶部设有与所述第一U型槽22左右对称的第二U型槽23，所述第二U型槽23的开口端相对应的所述下层壳体2的右侧设有碱金属气室主体通过孔，或所述下层壳体2与所述上层壳体3为左右贯通的筒状壳体。

作为优选，所述第一U型槽22与所述第二U型槽23之间设有上层壳体固定螺栓孔24，所述上层壳体3通过穿过其顶部的紧固螺栓6与所述上层壳体固定螺栓孔24相配合固定于所述下层壳体2的顶部。

作为优选，所述上层壳体3和所述下层壳体2的右侧相齐平，所述碱金属气室内抗弛豫涂层的固定装置还包括用于封闭所述上层壳体3和所述下层壳体2右侧的第二门体5，所述第二门体5通过紧固螺栓6固定于所述下层壳体2的右侧。

作为优选，所述上层壳体3、所述下层壳体2、第一门体4和第二门体5的外表面均包裹有隔热层。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改变，其均应涵盖在本发明专利的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置，其特征在于，包括下层壳体和上层壳体；所述下层壳体与所述上层壳体上下对接，所述下层壳体与所述上层壳体均为开口向左的筒状壳体，所述下层壳体用于容纳碱金属气室主体；所述上层壳体用于放置碱金属气室尾管；所述上层壳体与所述下层壳体的对接处设有用于使所述碱金属气室尾管从下层壳体进入上层壳体的槽体；所述上层壳体内设有用于悬挂所述碱金属气室尾管的悬挂机构，所述下层壳体的底部设有加热装置，所述上层壳体内的温度明显低于所述下层壳体内的温度。

2.如权利要求1所述的碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置，其特征在于，所述下层壳体的顶部设有开口向左的第一U型槽，所述碱金属气室尾管穿过所述第一U型槽悬挂于所述悬挂机构，所述第一U型槽的宽度稍大于所述碱金属气室尾管的直径；所述上层壳体的底部设有与所述第一U型槽上下对应的U型槽或所述下层壳体的顶部即为所述上层壳体的底部。

3.如权利要求1或2所述的碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置，其特征在于，所述加热装置为贴于所述下层壳体的底部的聚酰亚胺加热膜。

4.如权利要求3所述的碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置，其特征在于，还包括设于所述上层壳体的第一测温装置和设于所述下层壳体的第二测温装置。

5.如权利要求4所述的碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置，其特征在于，所述上层壳体和所述下层壳体的左侧相齐平，所述固定装置还包括用于封闭所述上层壳体和所述下层壳体左侧开口的第一门体，所述第一门体开有用于引出加热装置、第一测温装置和第二测温装置的线路的走线槽，且所述线路从开于所述第一门体下方的引出槽引出，所述第一门体通过紧固螺栓固定于所述下层壳体的左侧。

6.如权利要求2所述的碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置，其特征在于，所述悬挂机构为竖立于所述第一U型槽长度方向两侧的薄铝板，所述上层壳体的左侧设有使所述碱金属气室尾管穿过的槽口；或所述悬挂机构为沿所述第一U型槽长度方向吊装于所述上层壳体顶部的悬挂杆或悬挂架。

7.如权利要求2所述的碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置，其特征在于，所述下层壳体的顶部设有与所述第一U型槽左右对称的第二U型槽，所述第二U型槽的开口端相对应的所述下层壳体的右侧设有碱金属气室主体通过孔，或所述下层壳体和所述上层壳体为左右贯通的筒状壳体。

8.如权利要求7所述的碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置，其特征在于，所述第一U型槽与所述第二U型槽之间设有上层壳体固定螺栓孔，所述上层壳体通过穿过其顶部的紧固螺栓与所述上层壳体固定螺栓孔相配合固定于所述下层壳体的顶部。

9.如权利要求1所述的碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置，其特征在于，所述上层壳体和所述下层壳体的右侧相齐平，所述固化装置还包括用于封闭所述上层壳体和所述下层壳体右侧的第二门体，所述第二门体通过紧固螺栓固定于所述下层壳体的右侧。

10.如权利要求9所述的碱金属气室内抗弛豫涂层的固化装置，其特征在于，所述上层壳体、所述下层壳体、第一门体和第二门体的外表面均包裹有隔热层。

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