一种原子蒸汽池的加热控温装置

本技术属于元件温度控制与加热的，具体涉及为一种原子蒸汽池的加热控温装置。

背景技术：

1、以光与原子相互作用的四波混频为原理的光学频率转换在近年来成为研究热点。如何提高四波混频出射光的转换效率是最为核心的指标。现阶段通过理论计算和其他研究者的工作成果表明，光学厚度（原子密度）是影响四波混频转换效率的因素之一。为了实现较高的四波混频转换效率，提高测量信号的信噪比，增强光与原子的相互作用，因此，我们需要提升原子蒸汽池内的原子密度。

2、目前，实验室上常用的方式主要是通过提升蒸汽池的温度来增强蒸汽池内部的汽压用来达到原子密度增加的目的。根据我们理论计算推导结果显示，要满足实验所需的原子密度，其中原子蒸汽池的温度需要达到120℃左右，由于实验平台空间有限，因此，我们对加热控温装置的大小和操控复杂度有着较高要求。

3、现有的原子蒸汽池加热控温装置采用裹缠加热带或者加热片等方式加热，这些简易加热控温装置存在控温上限低以及加热不均匀等缺点。然而复杂的装置则存在制造难度高，材料花销大，操作门槛高等缺点。所以，目前亟需设计一款装置简易，操作简单，可控温度较高，适合实验室平台的加热控温装置。

技术实现思路

1、针对上述背景技术中现有原子蒸汽池加热控温装置存在控温上限低以及加热不均匀的问题，以及复杂加热装置存在制造难且成本高的挑战，本实用新型提供一个可以加热并控制温度的原子蒸汽池加热控温装置。该加热控温装置利用直流电源与pid温度控制仪双重控制，同时采用热沉进行散热，可控温度可达120℃以上。

2、为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种原子蒸汽池的加热控温装置，包括有采用高硼硅玻璃制成的原子蒸汽池，还包括有采用具有导热性能材料制成的加热箱体以及配套的顶盖，所述顶盖盖合在加热箱体上形成封闭的加热空间，且其内部用于放置所述原子蒸汽池，在所述加热箱体的相对两侧外壁上分别设置有第一高温加热陶瓷片，两个所述第一高温加热陶瓷片的正负极分别通过导线与直流电源的电源输出端口相连接，两个所述第一高温加热陶瓷片由所述直流电源供电并对所述加热箱体进行持续加热，在所述顶盖的外侧壁上设置有第二加热陶瓷片，所述第二加热陶瓷片的正负极通过导线与pid温度控制仪的电源输出端口相连接，在所述加热箱体的相对两侧壁上分别设置有通光孔，在所述原子蒸汽池上设置有温度传感器，所述温度传感器的信号输出端与所述pid温度控制仪的信号输入端电连接，所述pid温度控制仪通过所述温度传感器采集的温度反馈信息经过自动调节输出电压来控制所述第二加热陶瓷片的加热功率，使所述原子蒸汽池处于动态的所需温度环境中。

3、作为上述技术方案的进一步补充说明，在两个所述通光孔上覆盖有锡纸，在两个所述锡纸上同轴心设置有光眼，其便于探测光束传输，所述锡纸防止靠近所述通光孔的原子蒸汽池两端头部分因降温过快而引发的汽态原子析出成固态堵住所述通光孔。

4、作为上述技术方案的进一步补充说明，所述原子蒸汽池通过两个底座放置在所述加热箱体的底部内壁上，且所述底座采用尼龙材料制成。

5、作为上述技术方案的进一步补充说明，在所述顶盖的外侧上设置有拉手，在所述拉手上设置有隔热层，所述拉手用于手握将所述顶盖从所述加热箱体上打开。

6、作为上述技术方案的进一步补充说明，所述加热箱体通过热沉放置在实验台上，所述加热箱体通过所述热沉进行散热。

7、作为上述技术方案的进一步解释及限定，所述热沉包括有金属底板，在所述金属底板的底部设置有多个散热金属片，在所述金属底板的四角分别设置有安装孔，其内分别设置有可调支脚。

8、与现有的加热装置相比，本实用新型具有以下优点：

9、1、本实用新型采用具有导热性能材料制成的加热箱体和顶盖进行简易组装，形成用来放置原子蒸汽池的加热空间，其中在加热箱体相对两侧设置第一高温加热陶瓷片，并由直流电源供电并对加热箱体进行持续加热；在顶盖上设置有第二加热陶瓷片由pid温度控制仪在温度传感器采集的温度信息反馈经过自动调节输出电压来控制加热，使原子蒸汽池处于动态的所需温度环境中。与此同时，在加热箱体的相对两侧壁上分别设置有通光孔，便于探测光束通过对原子蒸汽池进行直接照射。

10、2、本实用新型在两个通光孔上覆盖有锡纸，并在锡纸上设置有光眼，便于探测光束传输。其中锡纸可以有效防止靠近通光孔位置的原子蒸汽池两端头部分因降温过快而引发的汽态原子析出成固态从而堵住通光孔，最终导致整个加热控温装置不能正常使用。

11、3、本实用新型将加热箱体和顶盖组成的加热控温装置通过热沉放置在实验台上，并通过热沉进行散热，可以有效保证整个加热控温装置安全运行。

12、4、本实用新型设计的加热控温装置易于制作安装，体积小巧，适用于实验平台。同时操作便捷，易于上手。

13、5、本实用新型设计的加热控温装置通过相关实验检测，可控温度较高，可满足大部分实验需求。

技术特征：

1.一种原子蒸汽池的加热控温装置，包括有采用高硼硅玻璃制成的原子蒸汽池（14），其特征在于：还包括有采用具有导热性能材料制成的加热箱体（1）以及配套的顶盖（2），所述顶盖（2）盖合在加热箱体（1）上形成封闭的加热空间，且其内部用于放置所述原子蒸汽池（14），在所述加热箱体（1）的相对两侧外壁上分别设置有第一高温加热陶瓷片（3），两个所述第一高温加热陶瓷片（3）的正负极分别通过导线与直流电源（5）的电源输出端口相连接，两个所述第一高温加热陶瓷片（3）由所述直流电源（5）供电并对所述加热箱体（1）进行持续加热，在所述顶盖（2）的外侧壁上设置有第二加热陶瓷片（4），所述第二加热陶瓷片（4）的正负极通过导线与pid温度控制仪（6）的电源输出端口相连接，在所述加热箱体（1）的相对两侧壁上分别设置有通光孔（8），在所述原子蒸汽池（14）上设置有温度传感器（7），所述温度传感器（7）的信号输出端与所述pid温度控制仪（6）的信号输入端电连接，所述pid温度控制仪（6）通过所述温度传感器（7）采集的温度反馈信息经过自动调节输出电压来控制所述第二加热陶瓷片（4）的加热功率，使所述原子蒸汽池（14）处于动态的所需温度环境中。

2.根据权利要求1所述的一种原子蒸汽池的加热控温装置，其特征在于：在两个所述通光孔（8）上覆盖有锡纸（9），在两个所述锡纸（9）上同轴心设置有光眼（10），其便于探测光束传输，所述锡纸（9）防止靠近所述通光孔（8）的原子蒸汽池（14）两端头部分因降温过快而引发的汽态原子析出成固态堵住所述通光孔（8）。

3.根据权利要求1所述的一种原子蒸汽池的加热控温装置，其特征在于：所述原子蒸汽池（14）通过两个底座（13）放置在所述加热箱体（1）的底部内壁上，且所述底座（13）采用尼龙材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种原子蒸汽池的加热控温装置，其特征在于：在所述顶盖（2）的外侧上设置有拉手（11），在所述拉手（11）上设置有隔热层，所述拉手（11）用于手握将所述顶盖（2）从所述加热箱体（1）上打开。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种原子蒸汽池的加热控温装置，其特征在于：所述加热箱体（1）通过热沉（12）放置在实验台上，所述加热箱体（1）通过所述热沉（12）进行散热。

6.根据权利要求5所述的一种原子蒸汽池的加热控温装置，其特征在于：所述热沉（12）包括有金属底板（1201），在所述金属底板（1201）的底部设置有多个散热金属片（1202），在所述金属底板（1201）的四角分别设置有安装孔（1203），其内分别设置有可调支脚（1204）。

技术总结本技术属于元件温度控制与加热的技术领域，其公开了一种原子蒸汽池的加热控温装置。该加热控温装置包括加热箱体以及配套的顶盖两部分，在加热箱体的相对两侧壁上分别设置有通光孔，便于探测光束通过对原子蒸汽池进行照射，在加热箱体的相对两侧外壁上分别设置有第一高温加热陶瓷片，两个第一高温加热陶瓷片通过导线与直流电源的电源输出端口相连接，并对加热箱体进行持续加热，在顶盖的外侧壁上设置有第二加热陶瓷片，且其通过导线与PID温度控制仪的电源输出端口相连接，PID温度控制仪通过温度传感器采集的原子蒸汽池温度反馈信息经过自动调节输出电压来控制第二加热陶瓷片的加热功率，实现对原子蒸汽池环境温度的精密控制。技术研发人员：宜旭阳,范伟娜,张好受保护的技术使用者：山西大学技术研发日：20230515技术公布日：2024/1/15