[發明專利]基于空間雙端對稱的弱磁場低溫度梯度原子氣室加熱結構

有效

• 申請號: 202010760612.6
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN112135370B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 劉院省;霍麗君;范曉婷;賀宇;黃偉;李新坤;闞寶璽;王學鋒
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: H05B3/06
• 分類號: H05B3/06;H05B3/02;H05B3/20
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 馬全亮

一種基于空間雙端對稱的弱磁場低溫度梯度原子氣室加熱結構，該加熱結構由一個加熱體和一個柔性加熱片構成。其中，加熱體材料為鋁，整體為圓柱形，其上留有兩個通孔用于正交激光通過，加熱體中的熱敏電阻與導線相連接以輸出溫度參數；加熱片包圍在加熱體外側，加熱片上留有四個孔與加熱體上的通光孔對應，用于通光，上下四個小孔及右側兩孔用于與加熱體固定，導線與加熱片上銅線相連用于加熱控溫。本發明加熱結構可以有效減小氣室周圍溫度梯度，并通過雙層對稱結構實現較好的消磁效果。

技術領域

本發明涉及一種基于空間雙端對稱的弱磁場低溫度梯度原子氣室加熱結構，屬于量子儀表用原子氣室加熱技術領域。

背景技術

原子氣室加熱元件用于加熱原子氣室，獲得足夠高的堿金屬原子密度。以往的單側加熱結構使氣室周圍溫度場梯度較大，對原子密度的均勻分布產生不良影響，進而影響陀螺儀輸出；同時加熱元件引入的磁場會干擾原子磁共振狀態，降低陀螺儀的性能。

為進一步完善原子氣室加熱結構，急需一種可同時滿足減小溫度梯度和實現空間消磁的原子氣室加熱結構。

發明內容

本發明的目的在于：克服現有技術的不足，提供一種基于空間雙端對稱的弱磁場低溫度梯度原子氣室加熱結構，在實現小型化的同時也因其雙端對稱結構有效減小了氣室周圍的溫度梯度，并通過加熱片內銅線的布置和對稱結構實現較好的消磁效果。

本發明目的通過如下技術方案予以實現：

一種基于空間雙端對稱的弱磁場低溫度梯度原子氣室加熱結構，包括：加熱體、加熱片、第一導線和熱敏電阻；

加熱體為圓柱體，背部鏤空一長方體結構，原子氣室放入該背部鏤空長方體內用于實驗；

加熱體頂部壁面上設置有沿加熱體軸向的第一凹槽，熱敏電阻緊貼在所述第一凹槽內，第一導線與熱敏電阻連接以實時輸出加熱體溫度參數，加熱體左右兩側有對稱分布的四個凸起定位柱，用于固定加熱片；正面及背面有對稱分布的八個限位柱，用于加熱片的上下限位；

加熱體中部設置有正交的第一通孔和第二通孔，用于通過兩路正交激光，加熱體頂面和底面均設置有第二凹槽，用于固定加熱體；

加熱片采用柔性材質，沿加熱體周向包覆在加熱體外側，用于加熱控溫。

進一步的，加熱體的材料為鋁，加熱體高20mm，底面直徑為8mm，背部鏤空長方體大小為4.5×4.2×7mm，該鏤空長方體頂面距離加熱體頂面5.6mm，該鏤空長方體底面距離加熱體底面7.4mm。

進一步的，凹槽高為7.5mm，寬2mm。

進一步的，定位柱高1mm，直徑為1.5mm，分別距離頂面或底面1.25mm；限位柱直徑為1.5mm。

進一步的，第一通孔直徑3mm，第一通孔直徑2.5mm；第二凹槽深1mm、寬1.5mm，且第二凹槽通過圓心。

進一步的，第一通孔和第二通孔位于加熱體的背部鏤空長方體結構位置，第一通孔的軸線與第二凹槽的方向一致。

進一步的，加熱片為長方形片狀結構，上下有四個定位片，定位片上的定位孔與加熱體上的四個凸起定位柱相對應，實現加熱片的固定；

加熱片有四個加熱區域，通過銅線在加熱片內部往復彎折實現，導線與銅線相連用于加熱控溫；加熱片圍繞安裝在加熱體上后，該四個加熱區域呈上下對稱分布，同時還對稱分布在加熱體左右兩側，為原子氣室的左右兩側同時均勻加熱；

加熱片中間設有兩個第一孔和兩個第二孔用于通光，加熱片在外側包圍住加熱體后，兩者激光通孔相對應，第一通孔對應第一孔，第二通孔對應第二孔，且第一通孔的直徑小于第一孔，第二通孔的直徑小于第二孔；

加熱片右側設置的兩個的第三孔用于焊在加熱片左端的焊盤上使加熱片包圍住加熱體。