专利摘要

本发明涉及一种圆柱型原子气室石蜡抗弛豫镀膜装置及控制系统，由石蜡储备单元、加热镀膜单元、旋转驱动单元、光学镀膜均匀检测器、微区加热镀膜修整单元、圆柱型原子气室、驱动轮构成。其中，石蜡储备单元由石蜡溶液容器、蠕动泵、石蜡溶液喷头组成；加热镀膜单元由恒温加热管组成；旋转驱动单元由伺服电机、驱动小齿轮、从动大齿轮、轴向运动滚轮组成；光学镀膜均匀检测器由多象限光线偏转探测器、激光控制器、连接线、激光探头组成；微区加热镀膜修整单元由多个微小加热片组成。

权利要求

1.一种圆柱型原子气室石蜡抗弛豫镀膜装置及控制系统，其特征在于：包括石蜡储备单元（1）、加热镀膜单元（2）、旋转驱动单元（3）、原子气室支撑单元（6）和驱动轮（7）；石蜡储备单元（1）包括石蜡溶液容器（1-1）、蠕动泵（1-2）、石蜡溶液喷头（1-3），蠕动泵（1-2）通过管路和石蜡溶液容器（1-1）连接，所述管路的自由端固定石蜡溶液喷头（1-3）；加热镀膜单元（2）包括恒温加热管（2-1）和加热镀膜单元支架（2-2），加热镀膜单元支架（2-2）顶部固定加热管体，加热管体的外壁上缠绕加热电阻丝构成恒温加热管（2-1）；旋转驱动单元（3）包括伺服电机（3-1）、驱动小齿轮（3-2）、环状的从动大齿轮（3-3）、轴向运动滚轮（3-4），伺服电机（3-1）和驱动小齿轮（3-2）连接，驱动小齿轮（3-2）外圈和从动大齿轮（3-3）的外圈啮合，从动大齿轮（3-3）的内圈圆周均布轴向运动滚轮（3-4），轴向运动滚轮（3-4）在原子气室轴向方向转动；原子气室支撑单元（6）包括支撑滚珠（6-2）、滚珠钢圈（6-3）和气室支架（6-4），气室支架（6-4）的顶部固定滚珠钢圈（6-3），滚珠钢圈（6-3）内均布支撑滚珠（6-2）；驱动轮（7）包括周向运动滚轮（7-1）、驱动电机（7-2）、径向运动轮（7-3），驱动电机（7-2）和径向运动轮（7-3）连接，径向运动轮（7-3）在原子气室轴向方向转动，径向运动轮（7-3）的外圈圆周均布有周向运动滚轮（7-1），周向运动滚轮（7-1）在原子气室周向方向转动。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱型原子气室石蜡抗弛豫镀膜装置及控制系统，其特征在于：还包括光学镀膜均匀检测器（4）和微区加热镀膜修整单元（5），光学镀膜均匀检测器（4）包括多象限光线偏转探测器（4-1）、激光控制器（4-2）、连接线（4-3）、激光探头（4-4）、光学镀膜均匀检测器支架（4-5），光学镀膜均匀检测器支架（4-5）的顶部固定检测管体，检测管体的内壁上固定多象限光线偏转探测器（4-1）和激光探头（4-4），多象限光线偏转探测器（4-1）和激光探头（4-4）正对，激光控制器（4-2）通过连接线（4-3）和激光探头（4-4）连接；微区加热镀膜修整单元（5）包括微区加热筒（5-1）和微区加热镀膜修整单元支架（5-2），微区加热镀膜修整单元支架（5-2）的顶部固定加热筒体，加热筒体内壁上均布加热片形成微区加热筒（5-1）；计算机对光学镀膜均匀检测器（4）输出的信息进行分析，控制微区加热筒（5-1）中对应位置的加热片工作，对镀膜上不均匀部分进行融化重镀，以确保镀膜的均匀性。

3.根据权利要求1或2所述的一种圆柱型原子气室石蜡抗弛豫镀膜装置及控制系统，其特征在于：所述的石蜡溶液由石蜡与正庚烷质量比1:400进行溶液配制，对配置好的溶液进行搅拌，使溶液均匀。

4.根据权利要求1或2所述的一种圆柱型原子气室石蜡抗弛豫镀膜装置及控制系统，其特征在于：支撑滚珠（6-2）和滚珠钢圈（6-3）之间涂有油膜，使两者之间阻力小，不会影响气室（6-1）在轴向上的移动和周向上转动，仅起到支撑作用。

说明书

技术领域

本发明涉及镀膜领域，进一步涉及原子气室石蜡抗弛豫镀膜领域，具体涉及一种圆柱型原子气室石蜡抗弛豫镀膜装置及控制系统。

背景技术

以原子磁强计为例，原子磁强计的核心敏感器件是碱金属气室，气室内碱金属原子的极化时间影响原子磁强计的灵敏度，极化时间越长，灵敏度越高，因此，提升碱金属原子的极化时间具有很大意义。

原子气室抗弛豫镀膜是一种延长气室内原子极化寿命的方法，采用石蜡对原子气室进行抗弛豫镀膜是一种有效方式，现有的石蜡镀膜方式，均为手工镀膜，镀膜效果差，因此，采用新型镀膜方式有效增加镀膜效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种圆柱型原子气室石蜡抗弛豫镀膜装置及控制系统，以解决当前存在的镀膜不均匀问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种圆柱型原子气室石蜡抗弛豫镀膜装置及控制系统，包括石蜡储备单元、加热镀膜单元、旋转驱动单元、原子气室支撑单元和驱动轮。

石蜡储备单元包括石蜡溶液容器、蠕动泵、石蜡溶液喷头，蠕动泵通过管路和石蜡溶液容器连接，连接管路的自由端固定石蜡溶液喷头，所述的石蜡储备单元用于储存石蜡溶液和将石蜡溶液喷涂到原子气室内壁上，装置将配置好的石蜡溶液从石蜡溶液容器输出，通过蠕动泵控制石蜡喷发的流量，经由石蜡喷头将石蜡溶液喷涂到原子气室内壁上。

加热镀膜单元包括恒温加热管和加热镀膜单元支架，加热镀膜单元支架顶部固定加热管体，加热管体的外壁上缠绕加热电阻丝构成恒温加热管，用于对输入到原子气室内壁上的石蜡溶液进行加热，将石蜡溶液中溶剂成分蒸发，使石蜡覆盖在原子气室内壁上，形成镀膜。

旋转驱动单元包括伺服电机、驱动小齿轮、环状的从动大齿轮、轴向运动滚轮，伺服电机和驱动小齿轮连接，驱动小齿轮外圈和从动大齿轮的外圈啮合，从动大齿轮的内圈圆周均布轴向运动滚轮；旋转驱动单元用于原子气室的旋转，在高速旋转下，溶液在离心力作用下，在原子气室内壁形成均匀薄膜。

原子气室支撑单元包括支撑滚珠、滚珠钢圈和气室支架，气室支架的顶部固定滚珠钢圈，滚珠钢圈内均布支撑滚珠。

驱动轮包括周向运动滚轮、驱动电机、径向运动轮，驱动电机和径向运动轮连接，径向运动轮的外圈圆周均布有周向运动滚轮，径向运动轮用于驱动原子气室沿着轴向前进，保证镀膜过程不间断进行，周向运动滚轮用于保持原子气室在前进过程中的旋转运动不被破坏。

加热镀膜单元、若干个原子气室支撑单元沿着筒状的原子气室的轴向布置，原子气室支撑单元上的滚珠钢圈同轴，恒温加热管、滚珠钢圈、旋转驱动单元的从动大齿轮同轴，筒状的原子气室水平支撑在滚珠钢圈的支撑滚珠上，原子气室还从从动大齿轮中穿过并与轴向运动滚轮接触，径向运动轮上的周向运动滚轮的轴线和原子气室的轴线异面垂直，且周向运动滚轮位于原子气室正上方且其上的周向运动滚轮和原子气室外壁接触；石蜡溶液喷头伸入到原子气室内且位于镀膜初始位置，伺服电机驱动从动大齿轮旋转，从动大齿轮带动原子气室旋转，由于离心力的存在，石蜡溶液均匀覆盖在气室内壁上，驱动电机驱动径向运动轮旋转，径向运动轮驱动原子气室沿着轴向前进，轴向运动滚轮保证原子气室可以在轴向上前进，在周向与从动大齿轮保持同一转速旋转，周向运动滚轮用于保持原子气室在前进过程中的旋转运动不被破坏；随着原子气室的轴向运动，石蜡溶液喷头从镀膜初始位置移位到镀膜结束位置，原子气室还在轴向运动过程中穿过恒温加热管。

上述的一种圆柱型原子气室石蜡抗弛豫镀膜装置及控制系统，还包括光学镀膜均匀检测器和微区加热镀膜修整单元，光学镀膜均匀检测器包括多象限光线偏转探测器、激光控制器、连接线、激光探头、光学镀膜均匀检测器支架，光学镀膜均匀检测器支架的顶部固定检测管体，检测管体的内壁上固定多象限光线偏转探测器和激光探头，多象限光线偏转探测器和激光探头正对，激光控制器通过连接线和激光探头连接；微区加热镀膜修整单元包括微区加热筒和微区加热镀膜修整单元支架，微区加热镀膜修整单元支架的顶部固定加热筒体，加热筒体内壁上均布加热片形成微区加热筒；光学镀膜均匀检测器的检测管体、微区加热筒与滚珠钢圈同轴，原子气室在轴向运动过程中穿过检测管体、微区加热筒。光学镀膜均匀检测器用于对初步镀膜的检测，原子气室穿过检测管体过程中，激光透过石蜡镀膜照射到多象限光线偏转探测器上，由于石蜡镀膜均匀时与石蜡镀膜不均匀时，激光的偏转角度不同，照射到多象限光线偏转探测器的位置也是不同的，从而判断石蜡镀膜的均匀性。计算机对光学镀膜均匀检测器输出的信息进行分析，控制微区加热筒中对应位置的加热片工作，对镀膜上不均匀部分进行融化重镀，以确保镀膜的均匀性。

上述的一种圆柱型原子气室石蜡抗弛豫镀膜装置及控制系统，所述的石蜡溶液由石蜡与正庚烷质量比1:400进行溶液配制，对配置好的溶液进行搅拌，使溶液均匀。石蜡溶液由石蜡和可溶石蜡的正庚烷组成，其中正庚烷具有挥发性，通过恒温加热可以加速溶剂的挥发，快速形成石蜡镀膜。所述的石蜡溶液不限于由正庚烷配置，可由其他可溶石蜡的有机溶剂配置。

上述的一种圆柱型原子气室石蜡抗弛豫镀膜装置及控制系统，支撑滚珠和滚珠钢圈之间涂有油膜，使两者之间阻力小，不会影响气室在径向上的移动和周向上转动，仅起到支撑作用。

本发明采用液相沉积和原子气室高速旋转所产生的离心力使石蜡溶液均匀覆盖在原子气室内壁上；利用光学检测方法对石蜡镀膜进行均匀性检测，并进行微区加热重镀，提高镀膜质量。与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几个方面：

（1）本发明所采用的镀膜方法针对圆柱型原子气室石蜡抗弛豫镀膜的形成提高了均匀性；

（2）本发明采用的光学镀膜均匀检测方法，实现了微区检测；

（3）本发明采用的微区加热镀膜修整方法，实现了微区优化，可以对石蜡镀膜不均匀部分进行准确修整。

附图说明

图1为本发明提供的一种圆柱型原子气室石蜡抗弛豫镀膜装置及控制系统结构示意图。

图2为加热镀膜单元结构示意图。

图3为从动大齿轮纵剖面示意图。

图4为光学镀膜均匀检测器示意图。

图5为光学镀膜均匀检测器检测定位原理图。

图6为微区加热镀膜修整单元纵剖面示意图。

图7为原子气室支撑单元结构示意图。

图8为气室支架纵剖面示意图。

图9为驱动轮结构示意图。

图10为驱动轮工作示意图。

图11为一种圆柱型原子气室石蜡抗弛豫镀膜装置及控制系统的工作流程图。

图12为镀膜初始时刻示意图。

附图标号说明

1-石蜡储备单元；2-加热镀膜单元；3-旋转驱动单元；4-光学镀膜均匀检测器；5-微区加热镀膜修整单元；6-原子气室单元；7-驱动轮。

1-1-石蜡溶液容器；1-2-蠕动泵；1-3-石蜡溶液喷头。

2-1-恒温加热管；2-2-加热镀膜单元支架。

3-1-伺服电机；3-2-驱动小齿轮；3-3-从动大齿轮；3-4-轴向运动滚轮。

4-1-多象限光线偏转检测器；4-2-激光控制器；4-3-连接线；4-4-激光探头；4-5-光学镀膜均匀检测器支架。

5-1-微区加热筒；5-2-微区加热镀膜修整单元支架。

6-1-圆柱型原子气室；6-2-支撑滚珠；6-3-滚珠钢圈；6-4-气室支架。

7-1-周向运动滚轮；7-2-驱动电机；7-3-径向运动轮。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

参照图1，本发明提供一种圆柱型原子气室石蜡抗弛豫镀膜装置及控制系统。该装置包括石蜡储备单元1、加热镀膜单元2、旋转驱动单元3、光学镀膜均匀检测器4、微区加热镀膜修整单元5、原子气室支撑单元6、驱动轮7。加热镀膜单元2、光学镀膜均匀检测器4、微区加热镀膜修整单元5位于两原子气室支撑单元6之间，右侧原子气室支撑单元6的右侧布置有石蜡储备单元1、旋转驱动单元3和驱动轮7，左侧原子气室支撑单元6的左侧布置有旋转驱动单元3和驱动轮7，原子气室从右向左轴向移动，镀膜初始位置在原子气室的左侧，镀膜结束位置在原子气室的右侧。

所述的石蜡储备单元1由石蜡溶液容器1-1、蠕动泵1-2、石蜡溶液喷头1-3组成。石蜡溶液储存单元1将石蜡从石蜡溶液容器1-1输出，通过蠕动泵1-2控制石蜡喷发的流量，经由石蜡喷头1-3将石蜡溶液喷涂到原子气室内壁上。

所述的加热镀膜单元2、光学镀膜均匀检测器4、微区加热镀膜修整单元5均通过支架放置在平面上。

参照图2，所述的加热镀膜单元2由恒温加热管2-1和加热镀膜单元支架2-2组成，用于对输入到原子气室内壁上的石蜡溶液进行加热，石蜡溶液由石蜡和正庚烷组成，其中溶剂正庚烷具有挥发性，通过恒温加热可以加速溶剂的挥发，快速形成石蜡镀膜。

参照图3，所述的旋转驱动单元3由伺服电机3-1、驱动小齿轮3-2、从动大齿轮3-3、轴向运动滚轮3-4组成，原子气室6-1嵌套在从动大齿轮3-3中，从动大齿轮上有多个轴向运动滚轮与原子气室接触，轴向运动滚轮保证原子气室可以在轴向上前进，在周向与从动大齿轮保持同一转速旋转，在周向上气室随从动大齿轮3-3运动。该单元通过伺服电机3-1，使驱动小齿轮3-2运动，通过齿轮啮合，驱动小齿轮3-2带动从动大齿轮3-3运动，使嵌套在从动大齿轮3-3中的气室以恒定转速（600r/s）旋转，经由石蜡喷头1-3喷涂到原子气室内壁加热镀膜区域的石蜡溶液受到离心力作用，在原子气室内壁上均匀覆盖。

参照图4、图5，所述的光学镀膜均匀检测器4由多象限光线偏转探测器4-1、激光控制器4-2、连接线4-3、激光探头4-4、光学镀膜均匀检测器支架4-5组成。光学镀膜均匀检测器4的标定原理，激光透过圆柱型原子气室6-1照射到多象限光线偏转探测器4-1，其初始位置是确定的，在镀膜平整的时候进行标定，激光探头发出的激光透过原子气室和石蜡镀膜照射到多象限光线偏转探测器上，形成光斑，标定该光斑位置为参考基准。在镀膜形成凸起时，凸起部分在激光照射下，会使激光光路发生偏转，在多象限光线偏转探测器上会出现光斑闪动，光斑位置发生突变，从而可以判断光斑闪动处有镀膜凸起的存在。

参照图6，所述的微区加热镀膜修整单元5由内壁均布加热片的微区加热筒5-1和微区加热镀膜修整单元支架5-2组成，计算机对光学镀膜均匀检测器4输出的信息进行分析，控制微区加热筒5-1中对应位置的加热片工作，对镀膜上凸起部分进行融化重镀，以确保镀膜的均匀性。

参照图7、图8，所述的原子气室支撑单元6由支撑滚珠6-2、滚珠钢圈6-3和气室支架6-4组成，支撑滚珠6-2、滚珠钢圈6-3和气室支架6-4用于支撑圆柱型原子气室6-1，在支撑滚珠6-2和滚珠钢圈6-3之间涂有油膜，保证两者之间摩擦阻力小，一方面对圆柱型原子气室6-1进行有效支撑，另一方面不会对圆柱型原子气室6-1的径向移动和周向转动造成阻碍。

参照图9、图10，所述的驱动轮7由驱动电机7-2、径向运动轮7-3、周向运动滚轮7-1组成，径向运动轮7-3用于驱动原子气室6-1前进，保证镀膜过程不间断进行，周向运动滚轮7-1用于保持原子气室6在前进过程中的旋转运动不被破坏。

参照图11，为装置工作的流程图。旋转驱动单元3驱动原子气室6-1旋转，石蜡储备单元1将石蜡溶液喷涂到原子气室6-1内壁上；喷涂石蜡溶液后的原子气室经过加热镀膜单元2加热，使正庚烷蒸发，在原子气室内壁上形成石蜡镀膜；光学镀膜均匀检测器4检测镀膜的均匀性，若镀膜均匀，微区加热镀膜单元5不工作，镀膜顺利通过，若镀膜不均匀，微区加热镀膜修整单元5工作，对镀膜凸起区域进行加热重镀，重镀完成后，石蜡镀膜通过装置。

参照图4、图5，在情况1中，在镀膜平整的时候进行标定，激光探头发出的激光透过原子气室和石蜡镀膜照射到多象限光线偏转探测器上，形成光斑，标定该光斑位置为参考基准。

在情况2中，在镀膜形成凸起时，凸起部分在激光照射下，会使激光光路发生偏转，在多象限光线偏转探测器上会出现光斑闪动，光斑位置发生突变，从而可以判断光斑闪动处有镀膜凸起的存在。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

一种圆柱型原子气室石蜡抗弛豫镀膜装置及控制系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。