[实用新型]玻璃铷泡铷加热冷却收集工装

说明书

技术领域

本实用新型涉及航天技术领域，尤其涉及玻璃铷泡铷加热冷却收集工装。

背景技术

球泡由玻璃制成形状多为球状，简称为球泡，壁厚0.4mm，Sφ10mm，在洁净的真空状态下按工艺要求泡内充制定量碱金属铷，称之为铷灯泡。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。

铷泡是铷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。铷钟是导航卫星时频系统的核心单机，为整个卫星提供时间基准和频率基准。所以说，铷泡内铷的质量是影响铷钟性能指标的重要因素之一。铷泡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，影响导航卫星的定位精度。

国外铷原子钟生产单位都开展了铷原子气室制作技术研究及应用，主要包括瑞士的TNT公司，美国的PE公司，并且与协作单位签订了保密协议，防止关键技术泄密。据国外报道的文献中得知：铷泡加热至气化状态后放入冷水中得到沉积，实现铷泡内铷的收集。

目前，国内铷泡内铷定点收集用灯工火焰驱赶实现。铷量充入的多少仅凭经验及目测观察，很难控制在工艺指标范围内，加之铷的离散度较高，筛选检验后合格率约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）。

铷泡制作工艺：铷泡真空充制-铷泡真空封离-铷泡铷量测量-铷泡合格铷泡老化筛选。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。如果铷泡内的铷收集到某一指定位置，其一测量准确，其二可为灯工充铷提供标准量参考。

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测量准确、提高合格率的玻璃铷泡铷加热冷却收集工装。

为解决上述问题，本实用新型所述的玻璃铷泡铷加热冷却收集工装，其特征在于：该工装包括置于加热装置的内置玻璃铷泡的上型腔和下型腔；所述上型腔和所述下型腔的上方通过一组对称设置的合腔导向柱固定冷却体，该冷却体上设有冷却体芯组件；所述冷却体的上方设有冷剂循环箱；一组所述合腔导向柱之间设有所述玻璃铷泡；所述冷却体与所述上型腔和所述下型腔之间设有隔热层。

所述加热装置为220V，1000W的密封式电炉。

所述玻璃铷泡置于所述下型腔的腔体挖坑腔内。

所述冷剂循环箱包括制冷箱；所述制冷箱内填充有Huber专用制冷液R290，其一端分别设有进水管、出水管，该进水管与出水管分别通过进出冷剂水管接头与制冷机相连。

所述冷却体芯组件包括冷却体和冷却体芯；所述冷却体芯通过所述隔热层与所述玻璃铷泡接触；所述冷却体芯的一端设有压簧，该压簧一端连有压紧螺母；所述压紧螺母的螺纹连接在冷却体上。

所述隔热层是指厚度为10mm、导热系数λ=0.0350W/m·K的玻璃纤维硬板。

所述隔热层通过平面螺钉与所述上型腔的上平面相连。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型中玻璃铷泡置于下型腔的腔体挖坑腔内，上型腔体扣合之上构成封闭密合的金属体，热源加热金属下型腔体通过热传导于玻璃铷泡，铷形成气化状态至泡壳内形成饱和蒸汽压。

2、本实用新型中冷却体与上型腔和下型腔之间设有隔热层，该隔热层起到温度分隔作用，唯有冷却体芯与玻璃铷泡点接触产生温度梯度，实现铷泡充制铷量定点收集的目的。

3、本实用新型中冷却体芯的一端设有压簧，该压簧一端连有压紧螺母，通过调整压紧螺母、压簧接触玻璃铷泡，手感灵敏，接触力易控制。

4、本实用新型中冷却体芯与玻璃铷泡以圆弧面接触，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、本实用新型有效解决了铷泡内铷量定点收集，与现有技术相比，生产合格率由约12%提升到了约65%；贵重原材料节约；生产周期缩短和劳动强度降低；确保了生产任务的按期完成。

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。

图2为本实用新型中冷却循环箱的结构示意图。

图3为本实用新型中冷却体芯组件的结构示意图。