用于原子气室的温度控制系统及温度控制方法技术方案

本公开提供了一种用于原子气室的温度控制系统，包括：加热丝，缠绕在原子气室的外表面；加热驱动电路，与加热丝的两端连接；控制器，与加热驱动电路连接，用于控制加热驱动电路工作，以实现控制加热丝的温度；电流表，设置在加热驱动电路与加热丝的连接支路上，用于测量流经加热丝的电流值；以及电压表，其两端分别与加热丝的两端连接，用于测量加热丝两端的电压值。本公开还提供了一种光泵磁力仪、一种核磁共振陀螺仪、一种由温度控制系统实现的温度控制方法。

Temperature Control System and Temperature Control Method for Atomic Gas Chamber

The present disclosure provides a temperature control system for an atomic gas chamber, which includes: a heating wire wound on the outer surface of the atomic gas chamber; a heating driving circuit connected with both ends of the heating wire; a controller connected with a heating driving circuit for controlling the operation of the heating driving circuit to control the temperature of the heating wire; and an ammeter arranged in the connection between the heating driving circuit and the heating wire. A branch is connected to measure the current flowing through the heating wire, and a voltmeter is connected to the two ends of the heating wire to measure the voltage at the two ends of the heating wire. The present disclosure also provides an optical pump magnetometer, a nuclear magnetic resonance gyroscope and a temperature control method realized by a temperature control system.

【技术实现步骤摘要】
用于原子气室的温度控制系统及温度控制方法
本公开涉及一种用于原子气室的温度控制系统、一种光泵磁力仪、一种核磁共振陀螺仪、一种由温度控制系统实现的温度控制方法。
技术介绍
在核磁共振陀螺仪和磁力仪等高端科技产品中，其核心部件包括原子气室，而原子气室内的原子密度与原子气室内的温度密切相关。因此，对原子气室内的温度进行控制是至关重要的。在相关技术中，通常采用欧姆加热的方式使得原子气室内的温度达到预期的温度状态，但采用此方式需要检测原子气室内的温度作为加热的反馈信号，从而使原子气室内的温度维持在设计的温度范围内。目前，检测原子气室内的温度的检测手段通常以温度传感器为主。通过将温度传感器设置在原子气室表面或者内部，检测原子气室内的温度。但是在实现本公开的过程中，专利技术人发现，将温度传感器设置在原子气室内部或表面会对磁场等相关关键物理量的测量产生影响，而且增加了设备的复杂程度，降低了设备的稳定性与可靠性。
技术实现思路
本公开的一个方面提供了一种用于原子气室的温度控制系统，包括加热丝、加热驱动电路、控制器、电流表和电压表。根据本公开的实施例，加热丝缠绕在上述原子气室的外表面；根据本公开的实施例，加热驱动电路与上述加热丝的两端连接；根据本公开的实施例，控制器与上述加热驱动电路连接，用于控制上述加热驱动电路工作，以实现控制上述加热丝的温度；根据本公开的实施例，电流表设置在上述加热驱动电路与上述加热丝的连接支路上，用于测量流经上述加热丝的电流值；根据本公开的实施例，电压表两端分别与上述加热丝的两端连接，用于测量上述加热丝两端的电压值。根据本公开的实施例，温度控制系统还包括温度传感器，可拆卸的安装于上述原子气室的外表面，用于测量上述加热丝的温度。根据本公开的实施例，上述温度传感器与上述控制器相连，用于将测量得到的上述加热丝的温度传输给上述控制器。根据本公开的实施例，上述控制器还用于根据上述电流表测量的电流值和上述电压表测量的电压值控制上述加热驱动电路工作，以实现控制上述加热丝的温度。根据本公开的实施例，温度控制系统还包括保温腔，套设在上述原子气室的外围，用于维持上述原子气室内的温度。根据本公开的实施例，上述加热丝按照预设间隔均匀缠绕在上述原子气室的外表面。本公开的另一个方面提供了一种光泵磁力仪，包括第一本体和用于原子气室的温度控制系统。根据本公开的实施例，上述第一本体包括原子气室。本公开的另一个方面提供了一种核磁共振陀螺仪，包括第二本体和用于原子气室的温度控制系统。根据本公开的实施例，上述第二本体包括原子气室。本公开的另一个方面提供了一种由上述的温度控制系统实现的温度控制方法，包括：上述电流表测量流经上述加热丝的电流值；上述电压表测量上述加热丝两端的电压值；以及上述控制器根据上述电流表测量的电流值和上述电压表测量的电压值计算上述加热丝的温度，并基于计算得到的上述加热丝的温度控制上述加热驱动电路工作。根据本公开的实施例，基于计算得到的上述加热丝的温度控制上述加热驱动电路工作包括在上述加热丝的温度高于预设温度的情况下，上述控制器控制上述加热驱动电路对上述加热丝停止加热；以及在上述加热丝的温度小于等于上述预设温度的情况下，上述控制器控制上述加热驱动电路对上述加热丝进行加热。通过本公开的实施例，通过将加热丝缠绕在原子气室的外表面，通过设置在所述加热驱动电路与所述加热丝的连接支路上的电流表测量流经所述加热丝的电流值，通过与所述加热丝的两端连接的电压表测量所述加热丝两端的电压值，根据测量得到的流经所述加热丝的电流值和测量得到的加热丝两端的电压值可以计算得到加热丝的温度，从而通过控制器控制加热驱动电路工作，以实现控制所述加热丝的温度。通过本公开的实施例，在控制加热驱动电路工作的过程中，无需将温度传感器设置在原子气室内部或表面，通过测量得到的流经加热丝的电流值和测量得到的加热丝两端的电压值可以计算得到加热丝的温度，降低了设备的复杂程度，提高了设备的稳定性与可靠性。附图说明为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：图1示意性示出了根据本公开实施例的光泵磁力仪的示意图；图2示意性示出了根据本公开实施例的用于原子气室的温度控制系统的示意图；图3示意性示出了根据本公开另一实施例的用于原子气室的温度控制系统的示意图；图4示意性示出了根据本公开实施例的由温度控制系统实现的温度控制方法的流程图；以及图5示意性示出了根据本公开实施例的基于计算得到的加热丝的温度控制加热驱动电路工作的流程图。具体实施方式以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。图1示意性示出了根据本公开实施例的光泵磁力仪的示意图。需要注意的是，图1所示仅为可以应用本公开实施例的光泵磁力仪的示例，以帮助本领域技术人员理解本公开的
技术实现思路
，但并不能因此而对本公开实施例的光泵磁力仪进行不当限定。如图1所示，光泵磁力仪包括用于原子气室的温度控制系统110和第一本体120。根据本公开的实施例，第一本体120至少包括原子气室121。根据本公开的实施例，第一本体120还可以包括光源122、光学系统123、光电探测器124和示波器125等。根据本公开的实施例，用于原子气室的温度控制系统110包括加热丝111、加热驱动电路112、控制器113、电流表114和电压表115。根据本公开的实施例，如图1所示，加热丝111缠绕在上述原子气室121的外表面。根据本公开的实施例，如图1所示，上述加热丝111可以按照预设间隔均匀缠绕在上述原子气室121的外表面。根据本公开的实施例，本领域技术人员可以根据实际情况确定预设间隔的大小。根据本公开的实施例，加热丝111用于对原子气室121进行加热，使原子气室121中的原子密度处在较佳状态。加热丝111可以设计成正向电流与反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于原子气室的温度控制系统，包括：加热丝，缠绕在所述原子气室的外表面；加热驱动电路，与所述加热丝的两端连接；控制器，与所述加热驱动电路连接，用于控制所述加热驱动电路工作，以实现控制所述加热丝的温度；电流表，设置在所述加热驱动电路与所述加热丝的连接支路上，用于测量流经所述加热丝的电流值；以及电压表，其两端分别与所述加热丝的两端连接，用于测量所述加热丝两端的电压值。

【技术特征摘要】
1.一种用于原子气室的温度控制系统，包括：加热丝，缠绕在所述原子气室的外表面；加热驱动电路，与所述加热丝的两端连接；控制器，与所述加热驱动电路连接，用于控制所述加热驱动电路工作，以实现控制所述加热丝的温度；电流表，设置在所述加热驱动电路与所述加热丝的连接支路上，用于测量流经所述加热丝的电流值；以及电压表，其两端分别与所述加热丝的两端连接，用于测量所述加热丝两端的电压值。2.根据权利要求1所述的温度控制系统，还包括：温度传感器，可拆卸的安装于所述原子气室的外表面，用于测量所述加热丝的温度。3.根据权利要求2所述的温度控制系统，其中，所述温度传感器与所述控制器相连，用于将测量得到的所述加热丝的温度传输给所述控制器。4.根据权利要求1所述的温度控制系统，其中，所述控制器还用于根据所述电流表测量的电流值和所述电压表测量的电压值控制所述加热驱动电路工作，以实现控制所述加热丝的温度。5.根据权利要求1所述的温度控制系统，还包括：保温腔，套设在所述原子气室的外围，用于维持所述原子气室内的温度。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐昆，曹进文，任秀艳，曾自强，吴灵美，米亚静，屠锐，杜雪媛，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11