玻璃铷泡铷加热冷却收集工装制造技术

本实用新型专利技术涉及一种玻璃铷泡铷加热冷却收集工装，该工装包括置于加热装置的内置玻璃铷泡的上型腔和下型腔。所述上型腔和所述下型腔的上方通过一组对称设置的合腔导向柱固定冷却体，该冷却体上设有冷却体芯组件；所述冷却体的上方设有冷剂循环箱；一组所述合腔导向柱之间设有所述玻璃铷泡；所述冷却体与所述上型腔和所述下型腔之间设有隔热层。本实用新型专利技术测量准确，合格率高。

【技术实现步骤摘要】
玻璃铷泡铷加热冷却收集工装
本技术涉及航天
，尤其涉及玻璃铷泡铷加热冷却收集工装。
技术介绍
球泡由玻璃制成形状多为球状，简称为球泡，壁厚0.4mm，Sφ10mm，在洁净的真空状态下按工艺要求泡内充制定量碱金属铷，称之为铷灯泡。铷是一种银白色稀有碱金属，密度1.532克/厘米立方，熔点38.89℃，沸点688℃。铷的化学性质极活泼，在室温和空气中能自燃，铷与水甚至是与温度低到-100℃的冰相接触时，也能发生猛烈反应。在光的作用下，铷易放出电子，由于铷活性大。铷泡是铷钟物理部分的核心部件，它在激励电路的作用下为物理部分提供稳定的抽运光。铷钟是导航卫星时频系统的核心单机，为整个卫星提供时间基准和频率基准。所以说，铷泡内铷的质量是影响铷钟性能指标的重要因素之一。铷泡充制铷量的多少控制精度与铷灯输出光强的稳定性有密切关系，影响导航卫星的定位精度。国外铷原子钟生产单位都开展了铷原子气室制作技术研究及应用，主要包括瑞士的TNT公司，美国的PE公司，并且与协作单位签订了保密协议，防止关键技术泄密。据国外报道的文献中得知：铷泡加热至气化状态后放入冷水中得到沉积，实现铷泡内铷的收集。目前，国内铷泡内铷定点收集用灯工火焰驱赶实现。铷量充入的多少仅凭经验及目测观察，很难控制在工艺指标范围内，加之铷的离散度较高，筛选检验后合格率约12%，造成铷原料尤其是同位素铷87和铷85大量浪费（铷87同位素单价：19万元/克）。铷泡制作工艺：铷泡真空充制-铷泡真空封离-铷泡铷量测量-铷泡合格铷泡老化筛选。铷泡真空充制后贮藏于室温中，以固体粉末状离散粘接于泡内壁，测量方法采用DSC差分扫描量热法进行测量，存在夹持部位遮挡扫描的完整性而不能准确测量铷量，灯工充铷无标准量参考。如果铷泡内的铷收集到某一指定位置，其一测量准确，其二可为灯工充铷提供标准量参考。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种测量准确、提高合格率的玻璃铷泡铷加热冷却收集工装。为解决上述问题，本技术所述的玻璃铷泡铷加热冷却收集工装，其特征在于：该工装包括置于加热装置的内置玻璃铷泡的上型腔和下型腔；所述上型腔和所述下型腔的上方通过一组对称设置的合腔导向柱固定冷却体，该冷却体上设有冷却体芯组件；所述冷却体的上方设有冷剂循环箱；一组所述合腔导向柱之间设有所述玻璃铷泡；所述冷却体与所述上型腔和所述下型腔之间设有隔热层。所述加热装置为220V，1000W的密封式电炉。所述玻璃铷泡置于所述下型腔的腔体挖坑腔内。所述冷剂循环箱包括制冷箱；所述制冷箱内填充有Huber专用制冷液R290，其一端分别设有进水管、出水管，该进水管与出水管分别通过进出冷剂水管接头与制冷机相连。所述冷却体芯组件包括冷却体和冷却体芯；所述冷却体芯通过所述隔热层与所述玻璃铷泡接触；所述冷却体芯的一端设有压簧，该压簧一端连有压紧螺母；所述压紧螺母的螺纹连接在冷却体上。所述隔热层是指厚度为10mm、导热系数λ=0.0350W/m·K的玻璃纤维硬板。所述隔热层通过平面螺钉与所述上型腔的上平面相连。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、本技术中玻璃铷泡置于下型腔的腔体挖坑腔内，上型腔体扣合之上构成封闭密合的金属体，热源加热金属下型腔体通过热传导于玻璃铷泡，铷形成气化状态至泡壳内形成饱和蒸汽压。2、本技术中冷却体与上型腔和下型腔之间设有隔热层，该隔热层起到温度分隔作用，唯有冷却体芯与玻璃铷泡点接触产生温度梯度，实现铷泡充制铷量定点收集的目的。3、本技术中冷却体芯的一端设有压簧，该压簧一端连有压紧螺母，通过调整压紧螺母、压簧接触玻璃铷泡，手感灵敏，接触力易控制。4、本技术中冷却体芯与玻璃铷泡以圆弧面接触，产生的温度梯度使铷量沉积形状成圆点状，便于准确测量。5、本技术有效解决了铷泡内铷量定点收集，与现有技术相比，生产合格率由约12%提升到了约65%；贵重原材料节约；生产周期缩短和劳动强度降低；确保了生产任务的按期完成。附图说明下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1为本技术的结构示意图。图2为本技术中冷却循环箱的结构示意图。图3为本技术中冷却体芯组件的结构示意图。图中：1—加热装置；2—下型腔；3—上型腔；4—合腔导向柱；5—隔热层；6—冷却体；7—冷却体芯组件；8—冷剂循环箱；9—进出冷剂水管接头；10—制冷箱；11—出水管；12—进水管；13—制冷机；14—冷却体芯；15—压簧；16—压紧螺母。具体实施方式如图1~3所示，玻璃铷泡铷加热冷却收集工装，该工装包括置于加热装置1的内置玻璃铷泡的上型腔3和下型腔2。上型腔3和下型腔2的上方通过一组对称设置的合腔导向柱4固定冷却体6，该冷却体6上设有冷却体芯组件7；冷却体6的上方设有冷剂循环箱8；一组合腔导向柱4之间设有玻璃铷泡；冷却体6与上型腔3和下型腔2之间设有隔热层5。其中：加热装置1为220V，1000W的密封式电炉。玻璃铷泡置于下型腔2的腔体挖坑腔内。冷剂循环箱8包括制冷箱10；制冷箱10内填充有Huber专用制冷液R290，其一端分别设有进水管12、出水管11，该进水管12与出水管11分别通过进出冷剂水管接头9与制冷机13相连。冷却体芯组件7包括冷却体6和冷却体芯14；冷却体芯14通过隔热层5与玻璃铷泡接触；冷却体芯14的一端设有压簧15，该压簧15一端连有压紧螺母16；压紧螺母16的螺纹连接在冷却体6上。隔热层3是指厚度为10mm、导热系数λ=0.0350W/m·K的玻璃纤维硬板。隔热层3通过平面螺钉与上型腔3的上平面相连。本技术的工艺流程：上型腔3和下型腔2中先揭开上型腔3放置球泡→扣合上型腔3→上型腔3和下型腔2整体放置于加热装置1上方→冷却体6用合腔导向柱4导向放置于上型腔3上方→冷却体6上方放置冷剂循环箱8→加热装置1通电加热至200℃→同时冷剂开始循环→工作10分钟→加热停止温度自然冷却至室温→制冷机13停机→检验本技术的原理：依据材料固有的物理性质，当金属铷温度高于熔点38.89℃时，便有液态铷和气态产生，气态铷原子扩散到泡内空间形成饱和蒸汽压，随着温度的变化此种状态而不断变化。反之，当金属铷温度低于熔点38.89℃时，气态铷原子不断凝固到泡内壁形成固体。根据这一原理，在室温环境下，下方加热使金属铷温度高于熔点产生气态容器内形成饱和蒸汽压；上方制冷并通过制冷的冷却体芯与铷泡接触，通过热传导和喷冷气冷使铷泡接触点产生温度梯度，铷原子不断沉积到铷泡内壁，实现铷泡内定点收集的目的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
玻璃铷泡铷加热冷却收集工装，其特征在于：该工装包括置于加热装置（1）的内置玻璃铷泡的上型腔（3）和下型腔（2）；所述上型腔（3）和所述下型腔（2）的上方通过一组对称设置的合腔导向柱（4）固定冷却体（6），该冷却体（6）上设有冷却体芯组件（7）；所述冷却体（6）的上方设有冷剂循环箱（8）；一组所述合腔导向柱（4）之间设有所述玻璃铷泡；所述冷却体（6）与所述上型腔（3）和所述下型腔（2）之间设有隔热层（5）。

【技术特征摘要】
1.玻璃铷泡铷加热冷却收集工装，其特征在于：该工装包括置于加热装置（1）的内置玻璃铷泡的上型腔（3）和下型腔（2）；所述上型腔（3）和所述下型腔（2）的上方通过一组对称设置的合腔导向柱（4）固定冷却体（6），该冷却体（6）上设有冷却体芯组件（7）；所述冷却体（6）的上方设有冷剂循环箱（8）；一组所述合腔导向柱（4）之间设有所述玻璃铷泡；所述冷却体（6）与所述上型腔（3）和所述下型腔（2）之间设有隔热层（5）。2.如权利要求1所述的玻璃铷泡铷加热冷却收集工装，其特征在于：所述加热装置（1）为220V，1000W的密封式电炉。3.如权利要求1所述的玻璃铷泡铷加热冷却收集工装，其特征在于：所述玻璃铷泡置于所述下型腔（2）的腔体挖坑腔内。4.如权利要求1所述的玻璃铷泡铷加热冷却收集工装，其特征在于：所述冷剂循环箱（8）包括制冷箱（10）；所述制冷箱（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：高兴民，王永，刘青，梁泽芬，高炳天，冯浩，
申请(专利权)人：高兴民，
类型：新型
国别省市：甘肃,62