[发明专利]一种原子气室玻壳耐压测试装置和测试方法

说明书

本发明公开了一种原子气室玻壳耐压测试装置和测试方法，该测试装置包括：高压气瓶、球阀Ⅰ、承压筒、压力传感器、安全阀、球阀Ⅱ、球阀Ⅲ、不锈钢接头、防爆筒、气室玻壳、输气管路和排气管路；高压气瓶的出口与输气管路的一端连接，另一端穿过防爆筒后与气室玻壳连接；球阀Ⅰ、承压筒、球阀Ⅲ、不锈钢接头按照由高压气瓶至气室玻壳的方向，依次设置在输气管路上；承压筒上设置有压力传感器和安全阀；排气管路与输气管路连通，位于压力传感器与球阀Ⅲ之间；球阀Ⅱ设置在排气管路上。本发明实现了对气室玻壳耐压能力的精确量化，提高了测试效率和速度，有效保障了测试人员和设备安全。

技术领域

本发明属于原子气室制造技术领域，尤其涉及一种原子气室玻壳耐压测试装置和测试方法。

背景技术

高压原子气室是SERF陀螺仪、SERF磁力仪的核心部件，原子气室的性能将直接影响上述仪表的最终精度。为了制备出更加稳定的SERF态，原子气室内的充制压强需要达到几个到十几个大气压，用以抑制极化原子的自旋交换碰撞弛豫，以实现极高灵敏度的量子精密测量。

为了减少杂散光对信号的不利影响，高压原子气室多采用玻璃立方/圆柱形结构。通常的操作流程是首先将原子气室玻壳抽真空，然后充入碱金属和填充气体。其中，气室玻壳耐压性能将直接决定高压原子气室能否成功制备，以及高压原子气室的安全使用。玻壳耐压性能测试的难点在于：尺寸在10mm以内的微小型玻壳，测试过程中对震动比较敏感；玻壳材质为硬脆材料，超过其耐压能力后将发生破碎飞溅，对测试者造成安全隐患。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种原子气室玻壳耐压测试装置和测试方法，可实现气室玻壳耐压能力的精确量化，提高测试效率和速度，有效保障测试人员和设备安全。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种原子气室玻壳耐压测试装置，包括：高压气瓶、球阀Ⅰ、承压筒、压力传感器、安全阀、球阀Ⅱ、球阀Ⅲ、不锈钢接头、防爆筒、气室玻壳、输气管路和排气管路；

高压气瓶的出口与输气管路的一端连接，另一端穿过防爆筒后与气室玻壳连接；

球阀Ⅰ、承压筒、球阀Ⅲ、不锈钢接头按照由高压气瓶至气室玻壳的方向，依次设置在输气管路上；

承压筒上设置有压力传感器和安全阀；

排气管路与输气管路连通，位于压力传感器与球阀Ⅲ之间；

球阀Ⅱ设置在排气管路上。

在上述原子气室玻壳耐压测试装置中，输气管路，包括：输气管路Ⅰ和输气管路Ⅱ；

不锈钢接头与高压气瓶出口之间的管路为输气管路Ⅰ，输气管路Ⅰ为不锈钢材质的管体结构；

不锈钢接头与气室玻壳之间的管路为输气管路Ⅱ，输气管路Ⅱ为不锈钢材质过渡至石英材质的管体结构。

在上述原子气室玻壳耐压测试装置中，输气管路Ⅰ和输气管路Ⅱ通过不锈钢接头连接。

在上述原子气室玻壳耐压测试装置中，防爆筒，包括：防爆筒体和防爆筒盖；

防爆筒体与防爆筒盖之间通过卡扣连接；

防爆筒盖上设置有孔洞，输气管路Ⅱ穿过防爆筒盖上的孔洞与气室玻壳连接，气室玻壳位于防爆筒内。

在上述原子气室玻壳耐压测试装置中，高压气瓶自带减压表，高压气瓶输出的气体压力为0～5MPa；其中，高压气瓶内存储的气体为惰性气体。

在上述原子气室玻壳耐压测试装置中，承压筒为：采用不锈钢材质制备得到的、极限承压6MPa的筒体结构。

在上述原子气室玻壳耐压测试装置中，压力传感器为电感式数显压力表，最大量程为4MPa。