[發明專利]一種自旋交換光泵泡的溫度精確測量、控制裝置及方法

在審

• 申請號: 201811206261.3
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN111060211A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 李海東;周欣;饒秋晨;韓葉清;孫獻平;葉朝輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢物理與數學研究所
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02;G01K7/18
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 董路;王敏鋒

1.一種自旋交換光泵泡的溫度精確測量、控制裝置，包括自旋交換光泵泡，其特征在于：還包括溫度測量模塊、溫度控制模塊和控制模塊，自旋交換光泵泡沿其表面開設有一個以上的導熱凹槽，溫度測量模塊的個數與導熱凹槽的個數相同，各溫度測量模塊分別位于與其對應的導熱凹槽中，溫度控制模塊的個數和導熱凹槽的個數相同，各溫度控制模塊對與其對應的導熱凹槽所處自旋交換光泵泡內的局部區域進行加熱或冷卻，各溫度控制模塊和溫度測量模塊分別與控制模塊連接，控制模塊用于讀取各溫度測量模塊測得的溫度值，然后與事先設定的設定值進行比較，向對應的溫度控制模塊發出加熱或冷卻的指令。

2.根據權利要求1所述的一種自旋交換光泵泡的溫度精確測量裝置，其特征在于：所述的溫度控制模塊包括第一固態繼電器、第二固態繼電器、第一電磁閥、第二電磁閥、空氣壓縮機、空氣加熱器、換熱管、第一通氣管、第二通氣管和三通接頭，第一通氣管的一端與空氣壓縮機連通，第一電磁閥和空氣加熱器沿著氣體流動的方向依次安裝于第一通氣管上，第二通氣管的一端與空氣壓縮機連通，第二電磁閥安裝于第二通氣管上，第一通氣管和第二通氣管的另一端通過三通接頭與換熱管入口連通，第一固態繼電器與第一電磁閥電連接，第二固態繼電器與第二電磁閥電連接，各溫度控制模塊的第一固態繼電器和第二固態繼電器分別與控制模塊連接，各換熱管纏繞于與其對應的導熱凹槽所處自旋交換光泵泡內的局部區域的外表面上。

3.根據權利要求1所述的一種自旋交換光泵泡的溫度精確測量、控制裝置，其特征在于：所述的導熱凹槽呈長條狀，導熱凹槽的橫截面呈圓形，導熱凹槽的材質為玻璃。

4.根據權利要求1所述的一種自旋交換光泵泡的溫度精確測量、控制裝置，其特征在于：所述的溫度測量模塊為鉑電阻、熱電偶或非接觸式的溫度傳感器。

5.根據權利要求1所述的一種自旋交換光泵泡的溫度精確測量、控制裝置，其特征在于：所述的控制模塊為具有電信號輸入和輸出的可編程控制模塊，所述的可編程控制模塊為單片機、PLC控制器或數據采集卡。

6.一種自旋交換光泵泡的溫度精確測量、控制方法，其特征在于包括如下步驟：

6.1、將自旋交換光泵泡裝在超極化裝置上，通入工作氣體；

6.2、打開自旋交換光泵所需的激光和磁場系統，調節自旋交換光泵泡內壓力及氣體流速，通過控制模塊設定各導熱凹槽所處自旋交換光泵泡內的局部區域所需的溫度；

6.3、開啟空氣壓縮機和空氣加熱器；

6.4、控制模塊將各溫度測量模塊測得的溫度值與其對應的設定值進行比較，若測得的溫度值小于設定值，第一固態繼電器自動開啟，從而使第一電磁閥自動開啟，空氣壓縮機中的壓縮空氣通過空氣加熱器進行加熱，產生的高溫壓縮空氣進入換熱管，將對應導熱凹槽所處自旋交換光泵泡內的局部區域進行加熱；若測得的溫度值大于設定值，第二固態繼電器自動開啟，第一固態繼電器自動關閉，從而使第二電磁閥自動開啟，空氣壓縮機中的壓縮空氣進入換熱管，將對應導熱凹槽所處自旋交換光泵泡內的局部區域進行冷卻，進而使各導熱凹槽所處自旋交換光泵泡內的局部區域的溫度穩定在設置值。