本實用新型屬于原子干涉測量技術(shù)領(lǐng)域,更具體地,涉及一種用于支撐原子干涉儀真空容器的支撐裝置。
背景技術(shù):
在過去二十多年里,原子干涉技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用,因其潛在高靈敏度和量子屬性,在精密測量領(lǐng)域已被用來進行重力、重力梯度、轉(zhuǎn)動、精細結(jié)構(gòu)常數(shù)、磁場梯度、萬有引力常數(shù)等測量,同時也用來檢驗一些物理學的基本原理。它在基礎(chǔ)科學研究、重力測量、資源勘探、重力輔助導航等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。其中原子干涉重力測量是其最重要的應(yīng)用之一,也是目前最為成功的應(yīng)用之一。
非常多的重力測量應(yīng)用場合要求重力測量儀器具有可移動、體積小穩(wěn)定性好等特定。傳統(tǒng)的原子干涉重力測量裝置往往體型巨大,難以搬運,不適合移動測量。例如孫步梁博士論文(參考文獻:孫步梁,高分辨率原子干涉重力測量實驗研究,華中科技大學博士學位論文,2013)中描述的原子干涉重力測量裝置。該裝置高近3米,真空容器主要靠探測區(qū)的支撐板支撐,結(jié)構(gòu)龐大,而我們新設(shè)計的支撐裝置體積小,重量輕,不僅有探測區(qū)懸掛,節(jié)省了探測區(qū)附近空間,還在真空容器底部有彈性支撐,避免了容器的晃動。
原子干涉重力測量過程包括原子的預冷卻、三維冷卻、囚禁、上拋、選態(tài)、干涉以及最終探測,這一系列的過程都發(fā)生在超高真空度的真空容器中。整個過程要求原子被送到不同區(qū)域完成不同的操作,這就決定了真空容器的形狀是比較特殊的。以往用于原子干涉重力測量的真空容器往往體積較大,難以搬運,不適合移動測量。因此,設(shè)計了體積小的真空容器,該真空容器需要特殊的支撐裝置,即是本實用新型的內(nèi)容。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,本實用新型的目的在于提供一種適用于支撐小型化原子干涉儀真空容器的支撐裝置,結(jié)合我們設(shè)計的真空容器,旨在解決現(xiàn)有的真空容器體積大,不易搬動和轉(zhuǎn)動的問題。
本實用新型提供了一種用于支撐原子干涉儀真空容器的支撐裝置,包括:頂板、四根第一支柱、三根第二支柱、托盤、底板和支撐腳;頂板上懸掛四根第一支柱,第一支柱用于懸掛原子干涉重力測量的真空容器;頂板通過三根第二支柱支撐在底板上,底板通過高度可調(diào)的支撐腳支撐在地面;托盤固定在第二支柱上,用于托舉所述真空容器。
更進一步地,頂板為圓盤結(jié)構(gòu),圓盤的中心開設(shè)有圓孔,圓孔便于真空容器管道穿過與固定。
更進一步地,四根第一支柱均勻布置在所述圓孔的四周。
更進一步地,三根第二支柱均勻布置在所述頂板的外圍。
更進一步地,底板為與所述頂板結(jié)構(gòu)相同的圓盤。
更進一步地,頂板和底板均為鋁合金圓盤;結(jié)構(gòu)對稱,穩(wěn)定性好。
更進一步地,托盤的主體為圓盤,外圍有三個耳支撐在所述第二支柱上,托盤中間設(shè)置有一個彈性圓形托盤,彈性圓形托盤中心有個圓孔,圓孔大小與真空容器下方法蘭大小一致。托盤是具有一定彈性的銅質(zhì)材料做成的,其可以避免真空容器的晃動,還可以起到支撐作用。
本實用新型中,真空容器通過四根第一支柱懸掛在頂板,頂板通過三根第二支柱支撐在底板,使得結(jié)構(gòu)更加緊湊,高度大大降低。
本實用新型中,通過三個高度可調(diào)的支撐腳支撐在地面,一方面可以支撐整個裝置,另一方面可以調(diào)節(jié)裝置的水平和豎直。其中,支撐腳包括:支撐底盤,絲桿,螺母和上支撐元件;支撐底盤用于支撐絲桿,絲桿的中心設(shè)置有圓孔,通過在圓孔中插入工具來調(diào)節(jié)絲桿高度,從而調(diào)節(jié)支撐腳和裝置高度;螺母用于固定絲桿,上支撐元件用于固定在所述底板上。
本實用新型提供一種適用于原子干涉重力測量真空容器的支撐裝置,其主要的特點是體積小,重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊,穩(wěn)定性好,最重要的是為評估科里奧利效應(yīng)提供了較為簡便的途徑。
附圖說明
圖1為本實用新型提出的用于支撐原子干涉儀真空容器的支撐裝置整體示意圖。
圖2為本實用新型提供的有一定彈性的托盤。
圖3為本實用新型中裝置的支撐腳。
其中,1為頂板,2為第一支柱,3為第二支柱,4為托盤,5為底板,6為支撐腳,61為支撐底盤,62為絲桿,63為螺母,64為上支撐元件。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實施例,對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型,并不用于限定本實用新型。
本實用新型提供了一種用于支撐原子干涉儀真空容器的支撐裝置,其主要的特點是體積小,重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊,穩(wěn)定性好。
本實用新型提供的支撐裝置包括:頂板1、第一支柱2、第二支柱3、托盤4、底板5和支撐腳6;頂板1在真空容器最上方,頂板1上懸掛四根第一支柱2,第一支柱2下面懸掛原子干涉重力測量的真空容器。頂板1通過三根第二支柱3支撐在底板5上,底板5又通過高度可調(diào)的支撐腳6支撐在地面。在真空容器下端有一個具有一定彈性的托盤4托住真空容器,托盤4固定在第二支柱3上。
頂板1為圓盤,中心開圓孔,方便真空容器管道穿過,并固定,防止真空容器晃動;在頂板1下方圓孔四周均勻地懸掛四根第一支柱2,第一支柱2連接到真空容器上,真空容器的重量主要通過四根第一支柱2掛在頂板1上;另外,頂板1外圍有三根均勻分布的第二支柱3支撐頂板,三根第二支柱3起到主要承重的功能,三根第二支柱3支撐在底板上,底板5是與頂板1相同的圓盤。頂板1、第一支柱2、第二支柱3和底板5的材料均是鋁合金材料。
底板5下方均勻地分布著三個高度可調(diào)的支撐腳6;支撐腳6一方面支撐整個容器和支撐裝置,另一方面,可以調(diào)節(jié)整個裝置的水平和豎直。支撐腳6可以采用不銹鋼材料。
在底板5上方安裝有一個具有彈性的銅質(zhì)托盤4,該托盤4的主體為圓盤,外圍有三個耳支撐在第二支柱3上。該托盤4中間有一個厚度較薄的彈性圓形托盤,托盤中心有個較大的圓孔,圓孔大小正好與真空容器下方法蘭大小一致,這樣一方面該托盤可以拖住真空容器,起到支撐作用,另一方面可以在水平方向限制真空容器的晃動。
下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方法做進一步的描述。
圖1中頂板1為直徑380mm、厚20mm的鋁合金圓盤,中心開有直徑80mm的圓孔,以使得真空容器管道通過,然后從側(cè)面固定真空容器管道,防止真空容器晃動;距離圓盤中心約60mm處均勻分布四根直徑18mm、長度約為200mm的鋁合金第一支柱2,該第一支柱上端懸掛在頂板上,下端懸掛著真空容器,即真空容器承重主要就是通過這四根第一支柱懸掛于頂板上;在頂板上,距離中心約150mm處,均勻地固定三根直徑28mm、長680mm的鋁合金第二支柱3,三根支柱上端固定在頂板上,下端連接底板;底板5是跟頂板一樣,直徑380mm、厚20mm的鋁合金圓盤,中心不開孔。
在底板上方約17mm處安裝有一個具有彈性的銅質(zhì)托盤4,上視圖如圖2所示,該托盤主體為外徑200mm、內(nèi)徑150mm的中空圓盤,外圍有三個耳,可以支撐在第二支柱上;托盤中間有一個厚度較薄的彈性圓環(huán),圓環(huán)外徑110mm,內(nèi)徑56mm,圓環(huán)與圓盤連接,圓環(huán)內(nèi)孔大小正好與真空容器下方法蘭大小一致,這樣一方面該托盤可以在豎直方向拖住真空容器,起到支撐作用,另一方面可以在水平方向限制真空容器的晃動。
整個支撐裝置通過三個均勻分布的不銹鋼高度可調(diào)的支撐腳6支撐在地面,支撐腳具體構(gòu)成如圖3所示。該支撐腳主要分為四部分,61為支撐底盤,支撐著絲桿62,絲桿中心有一個圓孔,在該圓孔中插入工具即可調(diào)節(jié)絲桿高度,進而調(diào)節(jié)支撐腳和裝置高度;螺母63用于固定絲桿,松開即可調(diào)節(jié)絲桿;上支撐元件64用于固定在底板5上。整個支撐腳高度為79mm。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解,以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已,并不用以限制本實用新型,凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等,均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。