[发明专利]一种用于无自旋交换弛豫原子磁力计的无磁加热系统

说明书

本发明公开了一种用于无自旋交换弛豫原子磁力计的无磁加热系统，涉及原子磁力计技术领域，包括原子气体室加热模块和加热供电模块，所述加热供电模块采用高频交流电源，避开影响原子磁力计灵敏度的电磁干扰频率范围。本发明创造性地使用高频交流电对电热丝进行加热，以避开影响原子磁力计灵敏度的电磁干扰频率范围，从而解决电热丝加热带来额外的电磁干扰问题。

技术领域

本发明涉及原子磁力计技术领域，具体是一种用于无自旋交换弛豫原子磁力计的无磁加热系统。

背景技术

原子磁力计利用光与原子之间的相互作用原理进行磁场强度测量。无自旋交换弛豫原子磁力计(简称SERF磁力计)是测量微弱磁场的高灵敏度原子磁力计，实测灵敏度可达到亚飞特斯拉，超越了超导量子干涉磁力仪，是现阶段最灵敏的磁力计，可广泛应用于医学诊断、地球物理探测、军事、航空航天等诸多领域。

SERF磁力计主要包括泵浦光路、探测光路、屏蔽筒、原子气体室、线圈、加热器、探测器和锁相放大器，其中加热器主要用于对原子气体室进行加热，使得其中的原子数密度增加，以达到无自旋交换弛豫区，即SERF区。

现有的加热方式通常有两种，一种是热空气加热，另外一种是热电阻加热。热空气加热虽然更为均匀，但是稳定性比较差，而常规热电阻加热会带来额外的电磁干扰。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种用于无自旋交换弛豫原子磁力计的无磁加热系统，不仅加热均匀、稳定性好，而且不会带来额外的电磁干扰。

一种用于无自旋交换弛豫原子磁力计的无磁加热系统，包括原子气体室加热模块和加热供电模块，所述加热供电模块采用高频交流电源，避开影响原子磁力计灵敏度的电磁干扰频率范围。

进一步的，所述加热模块主要由陶瓷加热座，以及缠绕于所述陶瓷加热座周边的电热丝构成；所述电热丝以双绞线形式缠绕于所述陶瓷加热座上。

进一步的，所述陶瓷加热座由电热丝缠绕座和位于所述电热丝缠绕座上方的原子气体室固定座组成，所述电热丝缠绕座整体呈工字型，原子气体室通过导热硅脂粘附于所述原子气体室固定座顶部；所述原子气体室固定座顶部设有凹槽，所述原子气体室底部凸出嵌入所述凹槽中。

进一步的，所述电热丝缠绕座上固定有热电偶，所述热电偶贴合所述原子气体室固定座侧边，所述热电偶实时检测所述原子气体室固定座的温度并通过PID调节控制所述高频交流电源的输出，具体为，所述高频交流电源输出信号和所述热电偶反馈信号共同输入乘法器，依次经过放大器、滤波器连接所述电热丝。

进一步的，所述加热模块连通原子气体室整体放置于保温腔内，所述保温腔采用peek塑料。

本发明创造性地使用高频交流电对电热丝进行加热，以避开影响原子磁力计灵敏度的电磁干扰频率范围，从而解决电热丝加热带来额外的电磁干扰问题。

附图说明

图1为一种加热装置结构示意图；

图2为双绞线电热丝示意图；

图3为另一种加热装置结构示意图；

图4为加热供电模块及其反馈示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。