[发明专利]一种用于核磁共振陀螺仪的均匀无磁体加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及核磁共振陀螺仪的加热技术领域，特别涉及一种用于核磁共振陀螺仪的均匀无磁体加热装置，该装置主要用于战略、战术武器装备、微小型空间飞行器等领域。

背景技术

微型核磁共振陀螺具有小体积、低功耗、高性能、大动态范围等特性，已成为新型惯性器件的研究重点和热点。核磁共振陀螺的性能受原子核自旋宏观磁矩的影响，且直接与碱金属原子密度相关。为提高陀螺信噪比，需要将原子气室加热到100℃以上，从而获得高密度碱金属蒸汽，并通过优化加热结构抑制加热磁场给陀螺带来的负面影响。

热风加热是较好的无磁加热手段，但存在体积大、功耗高等无法克服的缺点，无法用于微型核磁共振陀螺。美国加州大学欧文分校A.Shkel课题组利用铜棒底部加热原子气室，加热温度达到130℃，但直导线引入的非均匀磁场使惰性气体宏观磁矩的横向弛豫时间减小，热均匀性差导致陀螺性变差。美国诺·格公司等人采用双向电流方式在底部加热玻璃气室，获得了高密度碱金属原子蒸汽，但仍存在气室横向磁场梯度过大的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于核磁共振陀螺仪的均匀无磁体加热方法，防止电加热产生的磁场对核磁共振装置造成的影响。

本发明的技术方案是：一种用于核磁共振陀螺仪的均匀无磁体加热装置，整个装置为一圆柱体，从内到外共包括4层圆柱形磁屏蔽金属外壳以及加热片；第一层磁屏蔽外壳包围并固定核磁共振装置；第二层磁屏蔽外壳套在第一层磁屏蔽外壳外，第二层磁屏蔽外壳与第一层磁屏蔽外壳侧壁之间填充有导热灌封胶；第三层磁屏蔽外壳套在第二层磁屏蔽外，第三层磁屏蔽外壳与第二层磁屏蔽侧壁之间填充有导热灌封胶；第四层磁屏蔽外壳套在第三层磁屏蔽外壳外，第四层磁屏蔽外壳与第三层磁屏蔽外壳之间填充有隔热灌封胶；加热片和第三层磁屏蔽外壳之间采用导热硅胶黏贴。

所述4层磁屏蔽外壳之间彼此不接触，且层与层之间留有1mm的间隙。

加热片和第四层磁屏蔽外壳之间采用隔热灌封胶填充。

各层磁屏蔽外壳的顶层间和各层磁屏蔽外壳的底层间均安装用于固定各磁屏蔽外壳的隔热固态材料。

本发明与现有技术相比的优点在于：

本发明提供了一种用于核磁共振陀螺仪的均匀体加热装置，加热结构在磁屏蔽材料外侧，可降低加热电流产生的磁场对核磁共振装置的影响；多层磁屏蔽之间采用导热灌封胶填充，增加热传导率；最外层磁屏蔽采用隔热灌封胶填充，减少热量流失；圆柱形侧壁采用加热片加热，可使热量向内部均匀集中，保证核磁共振装置均匀受热。

附图说明

图1为本发明装置示意图。

具体实施方式

图1给出了实现均匀体加热结构装置的纵向示意图。整个装置为一圆柱体，从内到外共包裹4层圆柱形磁屏蔽金属外壳，该外壳由坡莫合金材料制作。第一层磁屏蔽外壳1，用来包围并固定核磁共振装置16；第二层磁屏蔽外壳2，与第一层磁屏蔽外壳1之间填充有导热灌封胶12；第三层磁屏蔽外壳3，与第二层磁屏蔽2之间填充有导热灌封胶12；第四层磁屏蔽外壳4，与第三层磁屏蔽外壳之间填充有隔热灌封胶11。

为了达到最佳的磁屏蔽效果，4层磁屏蔽外壳之间彼此不能接触，层与层之间要留有1mm间隙。由于间隙的存在，使得导热率降低，因此要在层与层之间填充导热灌封胶12。

加热片14和第三层磁屏蔽外壳3之间采用导热硅胶15黏贴，这样，加热片的热量可通过导热硅胶15传递给磁屏蔽外壳3，磁屏蔽外壳3可通过导热灌封胶传递给磁屏蔽外壳2，并最终通过磁屏蔽外壳1传递给核磁共振装置16。

为防止热量从侧面外泄，加热片14和第四层磁屏蔽外壳4之间采用隔热灌封胶11填充。为防止热量从顶层或底层外泄，顶层和底层都装有固定磁屏蔽外壳的隔热固态材料5，可选用尼龙。隔热材料的设计，使得加热片14只能通过圆柱侧壁向核磁共振装置16均匀加热。

本发明未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。