[发明专利]一种铯光泵磁力仪用铯光谱灯装置

说明书

技术领域

    本发明属于磁探技术领域，具体涉及一种铯光泵磁力仪中专用的高频激发铯光谱灯装置。

背景技术

铯光泵磁力仪是目前高精度磁探测领域中的一种重要仪器设备，以其灵敏度高、使用寿命长、性能稳定可靠而广泛使用。铯光泵磁力仪在国内尚属空白产品。除了应用于物探与海洋勘探应用领域，还由于铯光泵磁力仪在军事应用上的潜在价值，高指标的铯光泵磁力仪属于对华限制出口产品。目前上海通用卫星导航有限公司已经研制出国内第一台全量程自激式铯133光泵磁力仪产品，填补了国内该领域的空白。铯光谱灯装置是铯光泵磁力仪中的核心部件之一，其性能指标直接决定了铯光泵磁力仪的整机性能。由于铯133元素的特殊性，常温下为固态，点亮激发铯元素灯的难度比同为氦光泵磁力仪关键部件的氦灯难度大。主要取决于铯元素泡尺寸的设计、高频激励线圈的设计、激励高频交流电频率的选择、底座和外套筒的结构设计。此外，为了维持铯灯的最佳工作温度，需要加热线圈加热。由于是在磁力仪中使用，加热线圈不能产生磁场干扰测量。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种铯光泵磁力仪中专用的高频激发铯光谱灯装置，具有结构简单、性能稳定，不产生附加磁场干扰的特点。

本发明的目的是这样实现的：

一种铯光泵磁力仪用铯光谱灯装置，特点是该装置包括铯元素泡、高频激励线圈、套筒、底座、上、下加热线圈及温敏电阻，所述铯元素泡为球形状玻璃泡，安装在底座上，外部绕有高频激励线圈，铯元素泡和高频激励线圈的外部套装有套筒，保持铯元素泡工作温度恒定，套筒外部绕有上加热线圈及下加热线圈，上加热线圈与下加热线圈的圈数相同，方向相反，可以使得加热线圈电流的磁场相互抵消；套筒的下部有一钻孔，孔内安装有温敏电阻用来探测铯元素泡工作的温度。

本发明解决了用于铯光泵磁力仪的铯光谱灯设计的难点，整个装置工作稳定，体积小，结构紧凑，可靠性高，调试方便，且做到了工作中对磁力仪没有附加磁场干扰。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实现方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不限定本发明内容。

实施例

铯元素泡1为球形玻璃结构,直径1cm，内部充有铯133金属单质和惰性气体。铯133金属单质采用多道提纯工艺，纯度可达到6个9以上。铯133原子受到激发后主要发射D1线（894nm）和D2线（852nm），处于近红外波段。

高频激励线圈2采用直径1mm紫铜丝绕制，内径1cm，可容纳铯元素泡1，共绕13圈，两端引出，接高频驱动电源。

套筒3和底座4采用高强度工程尼龙，由于是非金属绝缘材料，当高频激励线圈2通电时，套筒3和底座4内部不会产生涡流，保证了高频激励线圈2的能量能被铯元素泡1吸收。套筒3内壁开有小孔，孔内放置温敏电阻7，用以检测铯元素泡1的工作温度。

套筒3和底座4采用高强度工程尼龙，由于是非金属绝缘材料，当高频激励线圈2通电时，套筒3和底座4内部不会产生涡流，保证了高频激励线圈2的射频能量能被铯元素泡1吸收。

上加热线圈5及下加热线圈6采用直径0.1的耐高温漆包线绕制，每个线圈绕200圈，两线圈圈数相同，方向相反，可以使加热线圈电流的磁场相互抵消。