一种用于氢原子频标的补偿型c场线圈的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及补偿型C场线圈的技术领域，具体涉及一种用于氢原子频标的补偿型C场线圈。
【背景技术】
[0002]现有技术中，用于氢原子频标的C场线圈主要有两种，第一种是在无磁金属圆筒外壁上紧密绕制高导电率的导线；第二种是在印刷电路板材上等间距印制具有一定宽度的高导电率的铜带，然后将印制有铜带的印刷电路板材卷成圆筒状，并将各条铜带首尾焊接以使其导通。当向上述C场线圈的导线或铜带中通入一定强度的稳恒电流时，圆筒内部便产生一个沿轴向的均勾磁场，该均勾磁场用于氢原子跃迀。
[0003]但是，实际应用中，上述第一种C场线圈具有如下不足之处:
[0004]其一，由于实际应用中该种C场线圈的长度有限，边缘效应导致其内部磁场存在一定的梯度，因此该种C场线圈内部产生的磁场分布不够均匀，进而会影响氢原子频标的f生會K ;
[0005]其二，紧密绕制高导电率导线的工艺复杂，导致该种C场线圈的制作工艺复杂；
[0006]其三，该种C场线圈存在短路的风险，一旦C场线圈出现短路将导致氢原子频标将无法工作，因此该种C场线圈的可靠性较差。
[0007]与第一种C场线圈相比，尽管第二种C场线圈的印刷电路板材省去了紧密绕制导线的复杂工艺，简化了其制作工艺，并克服了潜在的短路风险，提高了其可靠性。但是，实际应用中，上述第二种C场线圈仍然存在如下缺点:
[0008]其一，印刷电路板材自身的放气特性导致该种C场线圈无法应用于真空环境；
[0009]其二，该种C场线圈在制作过程中，需要将印刷电路板材卷成圆筒状，容易导致该种C场线圈的形状不规则，进而导致该种C场线圈内部产生的磁场不规则，最终影响氢原子频标的性能；
[0010]其三，该种C场线圈的整体力学可靠性教差，受力容易发生形变，这导致该种C场线圈内部产生的磁场不稳定，从而影响氢原子频标的性能。
【实用新型内容】
[0011]本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于氢原子频标的补偿型C场线圈，以克服现有技术中用于氢原子频标的C场线圈的磁场分布不均匀、制作工艺复杂、可靠性较差、无法应用于真空环境、磁场不规则和磁场不稳定的缺点。
[0012]为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案:
[0013]一种用于氢原子频标的补偿型C场线圈，该补偿型C场线圈包括圆形无磁金属筒，圆形无磁金属筒的外壁上设有一层绝缘膜；
[0014]绝缘膜的外表面的中间部分设置有等间距的多个凸起，且任意两个相邻的凸起之间构成一个凹槽；
[0015]主场线圈的导线缠绕在凹槽内；两个辅场线圈分别设置于主场线圈的两侧，两个辅场线圈对称分布，且辅场线圈的导线紧密缠绕于绝缘膜的外表面的边缘部分；
[0016]主场线圈和每一个辅场线圈均由独立电源供电，且能够独立调制主场线圈和每一个辅场线圈内电流。
[0017]优选地，任意两个相邻的所述凸起之间的间距为5-10mm。
[0018]优选地，所述凹槽的深度为0.5mm。
[0019]优选地，所述绝缘膜的厚度为Imm0
[0020]优选地，所述主场线圈和所述辅场线圈的导线表面设置有绝缘烤漆层，且在真空环境中该绝缘烤漆层不放气。
[0021]优选地，所述辅场线圈的长度为10-30mm。
[0022]优选地，所述圆形无磁金属筒为氢原子频标的辐射罩。
[0023]优选地，所述圆形无磁金属筒的材质为铝或钛。
[0024]优选地，所述绝缘膜的材质为聚四氟乙烯。
[0025]优选地，所述主场线圈和所述辅场线圈的导线的直径均为0.27_。
[0026]本实用新型的有益效果如下:
[0027]与现有技术的用于氢原子频标的C场线圈相比，本实用新型的用于氢原子频标的补偿型C场线圈的圆形无磁金属筒的外壁上设有一层绝缘膜，绝缘膜的外表面设置有等间距的多个凸起，且任意两个相邻的凸起之间构成一个凹槽，因此所述补偿型C场线圈能够产生规则、稳定且分布均匀的磁场，其制作工艺简单，可靠性较好，能够应用于真空环境，从而有利于提尚氛原子频标的性能。
【附图说明】
[0028]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0029]图1示出本实用新型实施例提供的用于氢原子频标的补偿型C场线圈的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0030]为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。
[0031]如图1所示，本实施例提供的用于氢原子频标的补偿型C场线圈包括圆形无磁金属筒1，圆形无磁金属筒I的外壁上设有一层绝缘膜2。绝缘膜2的外表面的中间部分设置有等间距的多个凸起3，且任意两个相邻的凸起3之间构成一个凹槽4，绝缘膜2的外表面的边缘部分未设置凸起3。主场线圈(图中未示出)的导线缠绕在凹槽4内。两个辅场线圈5分别设置于主场线圈的两侧，两个辅场线圈5对称分布，且辅场线圈5的导线紧密缠绕于绝缘膜2的外表面的边缘部分。绝缘膜2用于使主场线圈和两个辅场线圈5都与圆形无磁金属筒I绝缘。主场线圈和每一个辅场线圈5均由独立电源(图中未示出)供电，且能够独立调制主场线圈和每一个辅场线圈5内电流。
[0032]任意两个相邻的凸起3之间的间距优选为5-10mm。
[0033]凹槽4的深度优选为0.5mm。
[0034]圆形无磁金属筒I的材质优选为销或钛。
[0035]绝缘膜2的厚度优选为Imm0
[0036]绝缘膜2的材质优选为聚四氟乙烯。在真空环境中，材质为聚四氟乙烯的绝缘膜2的放气量较低。
[0037]主场线圈的导线优选为高导电率的铜导线。
[0038]辅场线圈5的导线优选为高导电率的铜导线。
[0039]主场线圈和辅场线圈5的导线的直径均优选为0.27mm。
[0040]在一种优选实施方式中，主场线圈和辅场线圈5的导线表面设置有绝缘烤漆层，且在真空环境中该绝缘烤漆层不放气。
[0041]辅场线圈5的长度优选为10-30mm。
[0042]圆形无磁金属筒I优选为氢原子频标的辐射罩。
[0043]本领域技术人员很容易理解，圆形无磁金属筒I的大小取决于用于氢原子频标的微波腔的大小。
[0044]使用时，通过独立电源向主场线圈和辅场线圈5输入稳恒电流，此时在圆形无磁金属筒I产生沿其轴向的磁场，其该磁场的大小取决于流过主场线圈和辅场线圈5的稳恒电流的大小。
[0045]经过实验发现，当主场线圈内流过的稳恒电流值为0.378A且辅场线圈5内流过的稳恒电流值为0.259A时，通过磁通门磁强计测得圆形无磁金属筒I内的磁场强度为lmG，且磁场分布均勾。
[0046]显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
【主权项】
1.一种用于氢原子频标的补偿型C场线圈，其特征在于，该补偿型C场线圈包括圆形无磁金属筒(I)，圆形无磁金属筒(I)的外壁上设有一层绝缘膜(2); 绝缘膜(2)的外表面的中间部分设置有等间距的多个凸起(3)，且任意两个相邻的凸起⑶之间构成一个凹槽⑷； 主场线圈的导线缠绕在凹槽(4)内；两个辅场线圈(5)分别设置于主场线圈的两侧，两个辅场线圈(5)对称分布，且辅场线圈(5)的导线紧密缠绕于绝缘膜(2)的外表面的边缘部分； 主场线圈和每一个辅场线圈(5)均由独立电源供电，且能够独立调制主场线圈和每一个辅场线圈(5)内电流。2.根据权利要求1所述的用于氢原子频标的补偿型C场线圈，其特征在于，任意两个相邻的所述凸起⑶之间的间距为5-10mmo3.根据权利要求1所述的用于氢原子频标的补偿型C场线圈，其特征在于，所述凹槽(4)的深度为0.5mm。4.根据权利要求1所述的用于氢原子频标的补偿型C场线圈，其特征在于，所述绝缘膜(2)的厚度为Imm05.根据权利要求1所述的用于氢原子频标的补偿型C场线圈，其特征在于，所述主场线圈和所述辅场线圈(5)的导线表面设置有绝缘烤漆层，且在真空环境中该绝缘烤漆层不放气。6.根据权利要求1所述的用于氢原子频标的补偿型C场线圈，其特征在于，所述辅场线圈(5)的长度为10-30_。7.根据权利要求1所述的用于氢原子频标的补偿型C场线圈，其特征在于，所述圆形无磁金属筒(I)为氢原子频标的福射罩。8.根据权利要求1所述的用于氢原子频标的补偿型C场线圈，其特征在于，所述圆形无磁金属筒(I)的材质为铝或钛。9.根据权利要求1所述的用于氢原子频标的补偿型C场线圈，其特征在于，所述绝缘膜(2)的材质为聚四氟乙烯。10.根据权利要求1所述的用于氢原子频标的补偿型C场线圈，其特征在于，所述主场线圈和所述辅场线圈(5)的导线的直径均为0.27mm。
【专利摘要】本实用新型公开一种用于氢原子频标的补偿型C场线圈，包括圆形无磁金属筒(1)，圆形无磁金属筒(1)的外壁上设有一层绝缘膜(2)；绝缘膜(2)的外表面的中间部分设置有等间距的多个凸起(3)，且任意两个相邻的凸起(3)之间构成一个凹槽(4)；主场线圈的导线缠绕在凹槽(4)内；两个辅场线圈(5)分别设置于主场线圈的两侧，两个辅场线圈(5)对称分布，且辅场线圈(5)的导线紧密缠绕于绝缘膜(2)的外表面的边缘部分；主场线圈和每一个辅场线圈(5)均由独立电源供电，且能够独立调制主场线圈和每一个辅场线圈(5)内电流。所述补偿型C场线圈能够产生规则、稳定且分布均匀的磁场，其制作工艺简单，可靠性较好，能够应用于真空环境，从而有利于提高氢原子频标的性能。
【IPC分类】H01F5/00, H01F5/06, H03L7/26
【公开号】CN204615809
【申请号】CN201520420015
【发明人】王文明
【申请人】北京无线电计量测试研究所
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月17日