[发明专利]一种测量光谱灯控温因子的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及原子频标领域，特别涉及一种测量光谱灯控温因子的装置及方法。

背景技术

在原子频标的物理部分中，谱灯型原子频标的抽运光源是一个无极放电的光谱灯。为了谱灯型原子频标快速锁定稳定工作，要求光谱灯尽快进入稳定工作状态。

光谱灯的灯泡放在一个高频振荡线圈中，整个灯由高频场激励并维持发光。当激励功率大时，光谱灯容易启辉。然而，激励功率越大，产生的热量也越多，光谱灯的灯室则不容易被恒温。为了得到稳定的抽运光，整个灯室包括灯泡和振荡器电路都应该恒温，把温度控制在灯稳定发光的温度上。在实际应用中，为了使光谱灯工作环境的温度稳定，将为光谱灯设置温控装置。该温控装置用于实时测量光谱灯的实际温度，当光谱灯的实际温度高于预定温度时，对光谱灯进行降温；反之，当光谱灯的实际温度低于预定温度时，对光谱灯进行加热。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

为了使原子频标能够长期稳定工作，原子频标整机包括内部的光谱灯部件需放置在恒温环境中。由于原子频标整机的工作温度与光谱灯的工作温度不一致，可能导致原子频标整机的恒温环境影响光谱灯的工作温度，因此，光谱灯的温控装置需精确调节光谱灯的温度，以使光谱灯的工作温度稳定。为了衡量光谱灯的温控装置在恒温环境下的控温性能，以更好地设计光谱灯的控温装置及谱灯型原子频标整机，需测量光谱灯的控温因子。

发明内容

为了测量光谱灯的控温因子，本发明实施例提供了一种测量光谱灯控温因子的装置及方法。所述技术方案如下：

一种测量光谱灯控温因子的装置，所述装置包括用于控制谱灯型原子频标的工作环境温度的恒温箱、以及用于控制所述光谱灯的工作温度的温控模块，所述装置还包括：

用于当所述谱灯型原子频标的预定工作环境温度为第一工作环境温度且所述光谱灯的预定工作温度为预设值时，以及当所述谱灯型原子频标的预定工作环境温度为第二工作环境温度且所述光谱灯的预定工作温度维持所述预设值不变时，分别测量所述谱灯型原子频标的实际工作环境温度，并得到第一实际工作环境温度和第二实际工作环境温度的第一测温模块，所述第一工作环境温度与所述第二工作环境温度不同；

用于当所述谱灯型原子频标的预定工作环境温度为第一工作环境温度且所述光谱灯的预定工作温度为预设值时，以及当所述谱灯型原子频标的预定工作环境温度为第二工作环境温度且所述光谱灯的预定工作温度维持所述预设值不变时，分别测量所述光谱灯的实际工作温度，并得到第一实际工作温度和第二实际工作温度的第二测温模块；以及

用于设置所述谱灯型原子频标的预定工作环境温度和所述光谱灯的预定工作温度，并根据测得的所述谱灯型原子频标的所述第一实际工作环境温度和所述第二实际工作环境温度、以及所述光谱灯的所述第一实际工作温度和所述第二实际工作温度，计算所述控温因子的主控模块；

其中，所述恒温箱为可调温度的恒温箱，所述谱灯型原子频标和所述第一测温模块设在所述恒温箱内；所述恒温箱、所述温控模块、所述第一测温模块和所述第二测温模块分别与所述主控模块连接。

其中，所述恒温箱调节温度的精度大于0.1℃。

其中，所述温控模块包括两个对称电阻、数字电位计、热敏电阻、温控芯片和电源；其中，所述两个对称电阻的一端相连，其中一个所述对称电阻的另一端与所述数字电位计的一端连接，另一个所述对称电阻的另一端与所述热敏电阻的一端连接；所述数字电位计的另一端与所述热敏电阻的另一端连接；所述温控芯片的一端连在所述数字电位计和与所述数字电位计相邻的所述对称电阻之间，所述温控芯片的另一端连在所述热敏电阻和与所述热敏电阻相邻的所述对称电阻之间；所述两个对称电阻的连接点与所述电源连接；所述数字电位计与所述热敏电阻的连接点接地。

其中，所述第一测温模块为热敏电阻，所述热敏电阻设在所述原子钟的壳体上。

其中，所述第二测温模块为热敏电阻，所述热敏电阻贴在所述光谱灯的表面。

其中，所述控温因子为，