[发明专利]一种应用于SERF原子磁强计实验装置的双层圆柱体均匀加热烤箱结构

说明书

一种应用于SERF原子磁强计实验装置的双层圆柱体均匀加热烤箱结构，通过设置将外层中空圆柱体与内层中空圆柱体同轴套装在加热底盖与加热顶盖之间的双层圆柱体结构，在所述外层中空圆柱体与内层中空圆柱体之间的空隙层填充纳米多孔二氧化硅隔热材料，在所述内层中空圆柱体的圆柱形中空内壁贴满加热膜使得位于所述圆柱形中空内SERF原子磁强计实验装置球形气室的敏感轴到所述加热膜的距离具有中心对称，能够使得球形碱金属气室内温度场分布更加均匀，有利于提高相邻通道信号的刻度因数一致性，保证了共模噪声抑制能力，从而提高SERF原子磁强计实验装置梯度测量灵敏度。

技术领域

本发明涉及SERF原子磁强计实验装置气室加热技术，特别是一种应用于SERF原子磁强计实验装置的双层圆柱体均匀加热烤箱结构，通过设置将外层中空圆柱体与内层中空圆柱体同轴套装在加热底盖与加热顶盖之间的双层圆柱体结构，在所述外层中空圆柱体与内层中空圆柱体之间的空隙层填充纳米多孔二氧化硅隔热材料，在所述内层中空圆柱体的圆柱形中空内壁贴满加热膜使得位于所述圆柱形中空内SERF原子磁强计实验装置球形气室的敏感轴到所述加热膜的距离具有中心对称，能够使得球形碱金属气室内温度场分布更加均匀，从而有利于保障梯度差分检测的共模噪声抑制能力。

背景技术

梯度差分检测方法因其具有较好的共模噪声抑制能力被广泛应用于SERF原子磁强计实验装置中，其中原子数密度的分布均匀性是梯度差分检测实现共模噪声抑制的关键因素之一，原子数密度分布不均匀影响相邻通道信号的刻度因数一致性，从而导致对共模噪声的抑制能力降低，进而影响梯度测量灵敏度。碱金属气室内部的原子数密度分布与温度直接相关，因此，提高碱金属气室的加热均匀性对提高SERF原子磁强计实验装置的检测灵敏度具有重要意义。加热烤箱作为SERF原子磁强计实验装置的重要组成部分，主要用于SERF原子磁强计实验装置中碱金属气室的加热，为了降低泡壁碰撞弛豫，增大气室压强，一般采用球形气室。但是，一种目前常用的碱金属气室加热烤箱所采用的结构如下，该烤箱为六面体结构，每片烤箱片上均有开孔，其缺陷在于：1、在使用过程中仅靠抽真空来隔绝空气避免与外界对流换热，不能完全避免热量散失；2、六面拼接的结构十分复杂，不便于拆装，同时也不利于碱金属气室的更换；3、六片加热膜分别贴于正方体六面烤箱上的设计，使得球形气室到加热膜上每一点距离不同，易导致碱金属气室受热不均匀，使得碱金属气室内部产生温度梯度，降低梯度差分检测的共模噪声抑制能力。本发明人认为，如果设置将外层中空圆柱体与内层中空圆柱体同轴套装在加热底盖与加热顶盖之间的双层圆柱体结构，在所述内层中空圆柱体的圆柱形中空内壁贴满加热膜使得位于所述圆柱形中空内SERF原子磁强计实验装置球形气室的敏感轴到所述加热膜的距离具有中心对称，则能够使得球形碱金属气室内温度场分布更加均匀，从而有利于保障梯度差分检测的共模噪声抑制能力，对提高SERF原子磁强计实验装置的检测灵敏度具有重要意义。有鉴于此，本发明人完成了本发明。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷或不足，提供一种应用于SERF原子磁强计实验装置的双层圆柱体均匀加热烤箱结构，通过设置将外层中空圆柱体与内层中空圆柱体同轴套装在加热底盖与加热顶盖之间的双层圆柱体结构，在所述外层中空圆柱体与内层中空圆柱体之间的空隙层填充隔热材料—纳米多孔二氧化硅，在所述内层中空圆柱体的圆柱形中空内壁贴满加热膜使得位于所述圆柱形中空内SERF原子磁强计实验装置球形气室的敏感轴到所述加热膜的距离具有中心对称，能够使得球形碱金属气室内温度场分布更加均匀，从而有利于保障梯度差分检测的共模噪声抑制能力，对提高SERF原子磁强计实验装置的检测灵敏度具有重要意义。

本发明的技术解决方案如下：

一种应用于SERF原子磁强计实验装置的双层圆柱体均匀加热烤箱结构，其特征在于，包括将外层中空圆柱体与内层中空圆柱体同轴套装在加热底盖与加热顶盖之间的双层圆柱体结构，在所述外层中空圆柱体与内层中空圆柱体之间的空隙层填充纳米多孔二氧化硅隔热材料，在所述内层中空圆柱体的圆柱形中空内壁贴满加热膜使得位于所述圆柱形中空内SERF原子磁强计实验装置球形气室的敏感轴y到所述加热膜的距离在xz平面内具有中心对称。