[發明專利]一種圓柱型原子氣室石蠟抗弛豫鍍膜裝置及控制系統

有效

• 申請號: 202011087016.2
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112246489B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 馬宗敏;劉俊;董誠;石云波;唐軍;王慧云;魏久焱
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B05B13/06
• 分類號: B05B13/06;B05B13/02;B05B16/20;B05B12/00;B05D5/00;B05D7/22
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本發明涉及一種圓柱型原子氣室石蠟抗弛豫鍍膜裝置及控制系統，由石蠟儲備單元、加熱鍍膜單元、旋轉驅動單元、光學鍍膜均勻檢測器、微區加熱鍍膜修整單元、圓柱型原子氣室、驅動輪構成。其中，石蠟儲備單元由石蠟溶液容器、蠕動泵、石蠟溶液噴頭組成；加熱鍍膜單元由恒溫加熱管組成；旋轉驅動單元由伺服電機、驅動小齒輪、從動大齒輪、軸向運動滾輪組成；光學鍍膜均勻檢測器由多象限光線偏轉探測器、激光控制器、連接線、激光探頭組成；微區加熱鍍膜修整單元由多個微小加熱片組成。

技術領域

本發明涉及鍍膜領域，進一步涉及原子氣室石蠟抗弛豫鍍膜領域，具體涉及一種圓柱型原子氣室石蠟抗弛豫鍍膜裝置及控制系統。

背景技術

以原子磁強計為例，原子磁強計的核心敏感器件是堿金屬氣室，氣室內堿金屬原子的極化時間影響原子磁強計的靈敏度，極化時間越長，靈敏度越高，因此，提升堿金屬原子的極化時間具有很大意義。

原子氣室抗弛豫鍍膜是一種延長氣室內原子極化壽命的方法，采用石蠟對原子氣室進行抗弛豫鍍膜是一種有效方式，現有的石蠟鍍膜方式，均為手工鍍膜，鍍膜效果差，因此，采用新型鍍膜方式有效增加鍍膜效果。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種圓柱型原子氣室石蠟抗弛豫鍍膜裝置及控制系統，以解決當前存在的鍍膜不均勻問題。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：一種圓柱型原子氣室石蠟抗弛豫鍍膜裝置及控制系統，包括石蠟儲備單元、加熱鍍膜單元、旋轉驅動單元、原子氣室支撐單元和驅動輪。

石蠟儲備單元包括石蠟溶液容器、蠕動泵、石蠟溶液噴頭，蠕動泵通過管路和石蠟溶液容器連接，連接管路的自由端固定石蠟溶液噴頭，所述的石蠟儲備單元用于儲存石蠟溶液和將石蠟溶液噴涂到原子氣室內壁上，裝置將配置好的石蠟溶液從石蠟溶液容器輸出，通過蠕動泵控制石蠟噴發的流量，經由石蠟噴頭將石蠟溶液噴涂到原子氣室內壁上。

加熱鍍膜單元包括恒溫加熱管和加熱鍍膜單元支架，加熱鍍膜單元支架頂部固定加熱管體，加熱管體的外壁上纏繞加熱電阻絲構成恒溫加熱管，用于對輸入到原子氣室內壁上的石蠟溶液進行加熱，將石蠟溶液中溶劑成分蒸發，使石蠟覆蓋在原子氣室內壁上，形成鍍膜。

旋轉驅動單元包括伺服電機、驅動小齒輪、環狀的從動大齒輪、軸向運動滾輪，伺服電機和驅動小齒輪連接，驅動小齒輪外圈和從動大齒輪的外圈嚙合，從動大齒輪的內圈圓周均布軸向運動滾輪；旋轉驅動單元用于原子氣室的旋轉，在高速旋轉下，溶液在離心力作用下，在原子氣室內壁形成均勻薄膜。

原子氣室支撐單元包括支撐滾珠、滾珠鋼圈和氣室支架，氣室支架的頂部固定滾珠鋼圈，滾珠鋼圈內均布支撐滾珠。

驅動輪包括周向運動滾輪、驅動電機、徑向運動輪，驅動電機和徑向運動輪連接，徑向運動輪的外圈圓周均布有周向運動滾輪，徑向運動輪用于驅動原子氣室沿著軸向前進，保證鍍膜過程不間斷進行，周向運動滾輪用于保持原子氣室在前進過程中的旋轉運動不被破壞。

加熱鍍膜單元、若干個原子氣室支撐單元沿著筒狀的原子氣室的軸向布置，原子氣室支撐單元上的滾珠鋼圈同軸，恒溫加熱管、滾珠鋼圈、旋轉驅動單元的從動大齒輪同軸，筒狀的原子氣室水平支撐在滾珠鋼圈的支撐滾珠上，原子氣室還從從動大齒輪中穿過并與軸向運動滾輪接觸，徑向運動輪上的周向運動滾輪的軸線和原子氣室的軸線異面垂直，且周向運動滾輪位于原子氣室正上方且其上的周向運動滾輪和原子氣室外壁接觸；石蠟溶液噴頭伸入到原子氣室內且位于鍍膜初始位置，伺服電機驅動從動大齒輪旋轉，從動大齒輪帶動原子氣室旋轉，由于離心力的存在，石蠟溶液均勻覆蓋在氣室內壁上，驅動電機驅動徑向運動輪旋轉，徑向運動輪驅動原子氣室沿著軸向前進，軸向運動滾輪保證原子氣室可以在軸向上前進，在周向與從動大齒輪保持同一轉速旋轉，周向運動滾輪用于保持原子氣室在前進過程中的旋轉運動不被破壞；隨著原子氣室的軸向運動，石蠟溶液噴頭從鍍膜初始位置移位到鍍膜結束位置，原子氣室還在軸向運動過程中穿過恒溫加熱管。