[实用新型]铷泡内充制铷量定点收集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及航天技术领域，尤其涉及铷泡内充制铷量定点收集装置。

背景技术

铷是一种银白色稀有碱金属，密度1.532克/厘米立方，熔点38.89℃，沸点688℃。铷的化学性质极活泼，在室温和空气中能自燃，铷与水甚至是与温度低到-100℃的冰相接触时，也能发生猛烈反应。在光的作用下，铷易放出电子，由于铷活性大，生产、使用、贮存和运费中，必须将其放在严密隔绝空气的装置中。通常情况下保存在液体石蜡中。

真空玻璃泡壁厚0.4mm，形状多为球状或圆柱体状，在洁净的真空状态下按工艺要求泡内充制定量的铷，称之为铷泡。铷泡组件是铷原子钟物理部分的核心部件，它在激励电路的作用下为物理部分提供稳定的抽运光，该抽运光的特征谱线激发的超精细能级跃迁频率是铷原子钟输出频率源的基准。因此，铷泡质量是影响铷原子钟性能指标的重要因素之一，而铷泡制作中充制铷量的多少控制精度与铷灯输出光强的稳定性有密切关系，从而影响铷原子钟的精度。

现有的铷泡制作工艺受制于工艺和设备的限制，铷泡内充制铷量是以灯工火焰驱赶方式，凭借感观主观判断，造成铷量偏差较大，铷泡质量难以控制，也增加了后续调试测试的难度，合格率约12%，造成铷原料尤其是同位素铷87和铷85大量浪费（铷87同位素单价：19万元/克）。同时，铷泡真空充制后贮藏于室温中，以固体粉末状离散粘接于泡内壁，测量方法采用DSC差分扫描量热法进行测量，存在夹持部位遮挡扫描的完整性而不能准确测量铷量，灯工充铷无标准量参考。因此，要想得到铷量合适的铷泡需要反复大量的生产，并经过多次筛选，易造成原材料浪费严重。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种实现准确测量、有效提高生产效率的铷泡内充制铷量定点收集装置。

为解决上述问题，本实用新型所述的铷泡内充制铷量定点收集装置，其特征在于：该装置包括加热装置及置于所述加热装置上的金属型腔体、冷剂循环箱和冷却体；所述金属型腔体由相接在一起的内置铷泡的下型腔和上型腔构成，该下型腔的底部与所述加热装置相接；所述上型腔的顶部设有隔热层，该隔热层上设有所述冷却体；所述冷却体上部设有冷却体芯组件，该冷却体芯组件与所述冷剂循环箱相接；所述冷却体芯组件通过所述隔热层与所述铷泡接触；所述下型腔的底部角对称两端分别设有一个依次穿过所述上型腔、隔热层、冷却体的导向柱。    

所述加热装置为电压220V、功率1000W的可调温电炉。

所述下型腔与所述上型腔均布有数个呈铷泡形状的分型面形成的结合面，该结合面内放有所述铷泡。

所述隔热层为导热系数λ=0.0350W/m·K、厚度为10mm的玻璃纤维硬板，并通过螺钉与所述上型腔相连。

所述冷却体芯组件包括调整螺母和套有压簧的冷却体芯；所述调整螺母的顶部不凸出所述冷却体并与所述冷剂循环箱相接，其底部设有所述冷却体芯，该冷却体芯穿过所述隔热层与所述铷泡圆弧面点接触。

所述冷剂循环箱包括循环水箱和制冷机；所述循环水箱的一侧设有进出水管接头，该进出水管接头分别与所述制冷机相连。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、由于本实用新型中设有由相接在一起的内置铷泡的下型腔和上型腔构成的金属型腔体，且下型腔与上型腔均布有数个呈铷泡形状的分型面形成的结合面，该结合面内放有铷泡，因此，上下型腔体扣合之上构成封闭密合的金属体，加热源加热金属下型腔体通过热传导于铷泡，铷形成气化状态至泡壳内形成饱和蒸汽压，从而实现金属型腔体定位加热铷泡。

2、本实用新型中设有隔热层，该隔热层阻隔冷热温度区，起到分隔作用，唯有冷却体芯与铷泡点接触，实现铷泡充制铷量定点收集的目的。

3、本实用新型中的冷却体芯由调整螺母压缩弹簧接触铷泡，手感灵敏，接触力易控制。

4、本实用新型中的冷却体芯穿过隔热层与铷泡圆弧面点接触，使得圆弧面接触后产生的温度梯度使铷量沉积形状成圆点状，便于准确测量。

5、本实用新型中设有导向柱，可实现上型腔扣合、盖板装配定位及导向目的。

6、本实用新型解决了铷泡内铷量定点收集，准确测量的工艺技术；为灯工充铷量建立了标准量的参考值，主观判断便于寻求规律。经实际测试，生产合格率由约12%提升到了约70%，生产率显著提高，不但节约了贵重原材料，而且降低了生产周期缩短和劳动强度。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。