CN115451931B - 一种激光陀螺高可靠封闭式消气剂封装机构 - Google Patents
一种激光陀螺高可靠封闭式消气剂封装机构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提出一种激光陀螺高可靠封闭式消气剂封装机构，涉及真空消气技术领域。所述封装结构包括：盛放消气剂的镍碗、消气剂和碗盖；所述碗盖采用泡沫镍材料加工制作，将所述消气剂放入镍碗后，将所述碗盖焊接在镍碗上，所述盛放消气剂的镍碗放入激光陀螺内部的镍碗放置孔内。所述消气剂采用非蒸散型消气剂，压制成饼状放置在所述镍碗中。所述消气剂封装机构可以直接用于代替现有的消气剂，不需要复杂的结构改动，大大提高了激光陀螺各种环境下的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于真空消气技术领域，尤其涉及一种激光陀螺高可靠封闭式消气剂封装机构。
背景技术
激光陀螺是一种高精度、高可靠、长寿命的惯性仪表，广泛用于运载火箭、卫星飞船、导弹武器、航空飞机、潜艇舰船等领域。如图1所示，激光陀螺主要部件为零膨胀微晶玻璃制成的激光陀螺腔体2，整块微晶玻璃内部加工有高精度的细长孔3作为激光器的谐振腔。通常这些孔系的直径0.5~15mm之间，长度5~200mm之间。
加工好的玻璃腔体，经过多道工序的精密清洗后，连接超高真空排气台，加热抽真空，去除内部吸附的气体，然后充入高纯度的氦氖工作气体。最后用钳子将激光陀螺与超高真空排气台之间的连接管道掐断密封。
通常激光陀螺仪的存储寿命高达二十多年，在此过程中激光陀螺玻璃谐振腔内部管壁、阴极内表面和阳极内表面吸附的气体会逐渐释放出来。同时玻璃材料和电极金属材料熔炼时的内部的气体也会释放出来。这些释放的气体主要成分是H2、O2、N2、 H2O、CO和CO2等。这些气体即使含量很低，也会产生显著的消激发效应，使得氦氖气体的增益下降，光强下降，甚至无光。因此激光陀螺内部通常安装有一个消气剂，吸收非惰性气体，确保工作气体的高纯度。
消气剂是粉末压制而成，存在表面材料颗粒脱落的隐患。特别是消气剂表面材料与被吸附气体反应后，结构疏松，在激光陀螺仪抖动或振动下更容易掉落。众所周知，一旦颗粒调入光路中，引起将光强下降，如果粘附在反射镜上的激光光斑所在区域，则会导致精度急剧下降，严重时甚至没有激光输出，激光陀螺仪失效。消气剂的吸气率与暴露在空气中的面积相关，封闭良好的消气剂吸气能力显著下降，但不会出现颗粒污染。完全暴露的消气剂具有最好的吸气率，但存在颗粒脱落污染。因此需要设计一款高吸气率和无颗粒脱落隐患的消气剂结构。
现有的专利和文献并并没有涉及对消气剂结构的处理，国内外很多陀螺消气剂采用完全暴露的形态，如图2所示，消气剂c放在圆环形的镍碗中。它的安装如图3所示，圆环形的镍碗置于消气剂碗d中再放入激光陀螺腔体2的消气剂碗安装孔e，用弹簧压片b压住后再用堵片a封装。所述消气剂碗d安装孔与激光陀螺的光腔相通。这种安装方式步骤繁琐，零部件太多，存在较大的失效隐患，不能适应高精度长寿命和高可靠激光陀螺的发展需求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的第一方面提出一种激光陀螺高可靠封闭式消气剂封装机构，所述封装结构包括：盛放消气剂的镍碗、消气剂和碗盖；所述碗盖采用泡沫镍材料加工制作，将所述消气剂放入镍碗后，将所述碗盖固接在镍碗上，所述盛放消气剂的镍碗放入激光陀螺内部的镍碗放置孔内，
制作所述碗盖的泡沫镍材料为蜂窝状结构，具有能够通过空气分子的微细孔径，且所述微细孔径内部为曲折性空气通道，以使消气剂颗粒无法通过。
如本发明的第一方面所提出的封装机构，所述消气剂采用非蒸散型消气剂，压制成饼状放置在所述镍碗中。
如本发明的第一方面所提出的封装机构，所述消气剂为锆基或钛基非蒸散消气剂。
如本发明的第一方面所提出的封装机构，用于盛放消气剂的所述镍碗和采用泡沫镍材料制作的所述碗盖外形均为圆环状；所述碗盖和所述镍碗通过激光焊接为一体。
如本发明的第一方面所提出的封装机构，所述微细孔径直径为微米级。
如本发明的第一方面所提出的封装机构，所述碗盖加工成型后，执行清洗流程，清洗后置于真空烘箱内执行500摄氏度下做真空处理，以排除内部吸附的气体，并退火消除应力。
如本发明的第一方面所提出的封装机构，所述镍碗通过激光或电弧焊接在不锈钢弹簧支架上，压缩所述不锈钢弹簧支架，将所述镍碗放入激光陀螺内部的镍碗放置孔内，所述不锈钢弹簧支架使得所述镍碗被卡固在激光陀螺内部。
如本发明的第一方面所提出的封装机构，激光陀螺内部的所述镍碗放置孔与激光陀螺腔体内的储存激光物质的光腔联通，放入所述镍碗后，将所述镍碗放置孔封闭，以保证激光陀螺腔体的气密性。
采用本发明的封装机构，所述的消气剂封装机构可以直接用于代替现有的消气剂，不需要对激光腔体做复杂的结构改动，其装配也非常简单。其次由于对消气剂采用密闭式装配，仅仅通过泡沫镍的内部微细孔径，为激光陀螺腔体内的气体提供曲折性空气通道，而消气剂粉不可能掉入激光陀螺的光腔内，大大提高了激光陀螺各种环境下的可靠性。
附图说明
图1是现有技术的装消气剂的激光陀螺的腔体示意图；
图2是现有技术中暴露式消气剂结构示意图；
图3是现有技术中消气剂整体结构装入腔体示意图；
图4是本发明的镍碗和泡沫镍碗盖组装示意图；
图5是本发明的镍碗和支架组装示意图。
其中，1.镍碗放置孔，2.激光陀螺腔体，3.用作激光光腔的细长孔，4.消气剂粉末，5.焊接点，6.碗盖，7.弹簧支架，8.消气剂组件，9.焊接位置。a.堵片，b.弹簧压片，c.消气剂粉末，d.消气剂碗，e.消气剂碗安装孔。
具体实施方式
本发明提供了一种激光陀螺高可靠封闭式消气剂，适用于各种规格激光陀螺的应用。采用泡沫镍等泡沫金属封闭消气剂的设计方案；利用泡沫金属的真空除气处理。
本发明提出一种在非蒸散消气剂结构表面焊接透气金属的方法，从而解决颗粒脱落隐患。
本发明的技术解决问题是：克服现有激光陀螺存在消气剂粉末颗粒脱落的风险，提供一种透气性好、颗粒完全封闭式的消气剂结构，提高仪表在强振动环境下的长期可靠性。
以下结合附图对本发明的具体实施方式作出详细说明。
如图4所示，本发明的第一方面提出一种激光陀螺高可靠封闭式消气剂封装机构，所述封装结构包括：盛放消气剂粉末4的镍碗、消气剂粉末4和碗盖6；所述碗盖6采用泡沫镍材料加工制作，将所述消气剂粉末4放入镍碗后，将所述碗盖6焊接在镍碗上，所述盛放消气剂粉末4的镍碗放入激光陀螺内部的镍碗放置孔1内
制作所述碗盖6的泡沫镍材料为蜂窝状，具有能够通过空气分子的微细孔径，且所述微细孔径内部为曲折性空气通道，以使消气剂粉末4无法通过。
具体组装结构如图4所示，镍碗和泡沫镍制作的碗盖6焊接一体，镍碗内放置消气剂粉末4。通过泡沫镍材料的碗盖6让消气剂粉末4与激光陀螺的光腔内的气体接触，以吸收有害气体。
如本发明的第一方面所提出的封装机构，所述消气剂采用非蒸散型消气剂，压制成饼状放置在所述镍碗中。
如本发明的第一方面所提出的封装机构，所述消气剂为锆基或钛基非蒸散消气剂。
如本发明的第一方面所提出的封装机构，用于盛放消气剂粉末4的所述镍碗和采用泡沫镍材料制作的所述碗盖6外形均为圆环状；所述碗盖6和所述镍碗通过激光焊接为一体。
如本发明的第一方面所提出的封装机构，所述微细孔径直径为微米级。
本发明的技术方案中采用锆基或钛基非蒸散消气剂粉末4，在镍碗内压制成圆饼状，烧结成型。圆形泡沫镍的碗盖6和装有非蒸散消气剂粉末4的镍碗通过激光焊接，将消气剂粉末4封闭在内部，由于泡沫镍的孔隙直径大致几个微米，远小于颗粒直径，特别是材料且内部呈现弯曲通道的蜂窝状，颗粒被牢牢吸附无法通过。微米量级的孔洞对气体分子来说几乎是透明的，对气体的透过率影响微乎其微。由于采用了同质材料焊接，焊缝5非常牢固，特别是。圆形泡沫镍的碗盖6和镍碗膨胀系数相近，这样在消气剂粉末4激活的数百度高温下，封闭式结构仍然保持完好。
如本发明的第一方面所提出的封装机构，所述碗盖6加工成型后，执行清洗流程，清洗后置于真空烘箱内执行500摄氏度的高温高真空处理，以排除内部吸附的气体，并退火消除应力。
如本发明的第一方面所提出的封装机构，所述镍碗6通过激光或电弧焊接在不锈钢材料的弹簧支架7上，压缩所述不锈钢的弹簧支架7，将所述镍碗放入激光陀螺腔体2内部的镍碗放置孔1内，所述不锈钢的弹簧支架7使得所述镍碗卡固在激光陀螺腔体2内部。
如本发明的第一方面所提出的封装机构，激光陀螺腔体内的所述镍碗放置孔1与激光陀螺腔体2内的储存激光物质的光腔联通，放入所述镍碗后，将所述镍碗放置孔1封闭，以保证激光陀螺腔体2的气密性。
所述消气剂封装机构的装配方式如图5所示，焊接碗盖6的镍碗组成消气剂组件8，所述消气剂组件8再通过激光或电弧焊接在不锈钢弹簧支架7的焊接位置9上，通过不锈钢的弹簧支架7把所述消气剂组件8卡固在激光陀螺腔体1内的镍碗放置孔1内。
最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种激光陀螺高可靠封闭式消气剂封装机构，其特征在于，所述封装机构包括：盛放消气剂的镍碗、消气剂和碗盖；所述碗盖采用泡沫镍材料加工制作，将所述消气剂放入镍碗后，将所述碗盖固接在镍碗上，所述盛放消气剂的镍碗放入激光陀螺内部的镍碗放置孔内制作所述碗盖的泡沫镍材料为蜂窝状结构，具有能够通过空气分子的微细孔径，且所述微细孔径内部为曲折性空气通道，以使消气剂粉末无法通过；
用于盛放消气剂的所述镍碗和采用泡沫镍材料制作的所述碗盖外形均为圆环状；所述碗盖和所述镍碗通过激光焊接为一体；
所述微细孔径直径为微米级；
所述镍碗通过激光或电弧焊接在不锈钢弹簧支架上，压缩所述不锈钢弹簧支架，将所述镍碗放入激光陀螺内部的镍碗放置孔内，所述不锈钢弹簧支架使得所述镍碗被卡固在激光陀螺内部；
激光陀螺内部的所述镍碗放置孔与激光陀螺腔体内的储存激光物质的光腔联通，放入所述镍碗后，将所述镍碗放置孔封闭，以保证激光陀螺腔体的气密性。
2.如权利要求1所述的封装机构，其特征在于，所述消气剂采用非蒸散型消气剂，压制成饼状放置在所述镍碗中。
3.如权利要求2所述的封装机构，其特征在于，所述消气剂为锆基或钛基非蒸散消气剂。
4.如权利要求1所述的封装机构，其特征在于，所述碗盖加工成型后，执行清洗流程，清洗后的所述碗盖置于真空烘箱内执行500摄氏度下做真空处理，以排除内部吸附的气体，并退火消除应力。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111359584A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-07-03 | 湖南二零八先进科技有限公司 | 一种石墨烯基吸气剂及其制作方法 |
| CN111647872A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-09-11 | 湖南二零八先进科技有限公司 | 基于表面cvd生长石墨烯防止激光陀螺气体泄漏的方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4503543A (en) * | 1982-07-16 | 1985-03-05 | The Singer Company | Ring laser gyroscope getter-holder |
| US6077046A (en) * | 1998-01-20 | 2000-06-20 | Raytheon Company | Getter assembly having porous metallic support and its use in a vacuum apparatus |
| WO2010095367A1 (ja) * | 2009-02-19 | 2010-08-26 | 日本電気株式会社 | 真空封止パッケージ、真空封止パッケージを有するプリント回路基板、電子機器、及び真空封止パッケージの製造方法 |
| US20130049143A1 (en) * | 2011-08-26 | 2013-02-28 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Release activated thin film getter |
| CN111705318A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-09-25 | 西安交通大学 | 一种基于泡沫金属衬底的五元钛合金吸气剂 |
-
2022
- 2022-09-27 CN CN202211179111.4A patent/CN115451931B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111647872A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-09-11 | 湖南二零八先进科技有限公司 | 基于表面cvd生长石墨烯防止激光陀螺气体泄漏的方法 |
| CN111359584A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-07-03 | 湖南二零八先进科技有限公司 | 一种石墨烯基吸气剂及其制作方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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