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堿金屬液滴整形機(jī)構(gòu)、堿金屬含量測(cè)量裝置和方法制造方法及圖紙

技術(shù)編號(hào)：44436702 閱讀：3 留言：0更新日期：2025-02-28 18:46

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種堿金屬液滴整形機(jī)構(gòu)、堿金屬含量測(cè)量裝置和方法，包括殼體、堿金屬液滴類圓形整形系統(tǒng)、堿金屬含量分析系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；其中所述堿金屬液滴類圓形整形系統(tǒng)用于將分布雜亂的堿金屬液滴驅(qū)趕至氣室的某一固定面，并將其形狀整形為類圓形；堿金屬含量分析系統(tǒng)包括氣室分析室、氣室放置塊、數(shù)字顯微鏡、環(huán)形光源和開(kāi)發(fā)板，用于采集整形后的堿金屬液滴圖像，并進(jìn)行圖像處理獲取所需信息；加熱組件、制冷組件和堿金屬含量分析系統(tǒng)分別與控制系統(tǒng)有線或無(wú)線連接。可以實(shí)現(xiàn)氣室內(nèi)堿金屬液滴的類圓形整形及含量測(cè)量，從而為研究人員提供操作更為便捷且無(wú)損的氣室內(nèi)部堿金屬含量測(cè)試方式，完善堿金屬氣室壽命信息。

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【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于氣室內(nèi)堿金屬含量測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種氣室堿金屬液滴類圓形整形及含量測(cè)量裝置。

技術(shù)介紹

1、量子儀表因其極高的精度和靈敏度，在地質(zhì)勘探、醫(yī)學(xué)成像、基礎(chǔ)物理研究等方面得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。而堿金屬氣室作為量子儀表的核心部件，其壽命長(zhǎng)短將直接影響其穩(wěn)定性和使用壽命。因此，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)氣室內(nèi)部堿金屬含量，預(yù)估堿金屬氣室使用壽命，對(duì)保證量子儀表的性能至關(guān)重要。

2、目前測(cè)量氣室內(nèi)部堿金屬含量的辦法有兩種，一種是量熱法，一種是圖像分析法。量熱法測(cè)量氣室內(nèi)部堿金屬含量需要比較長(zhǎng)的時(shí)間周期，且量熱儀等設(shè)備價(jià)格高昂，具有較高的儀器維護(hù)成本和操作成本，此外，若氣室內(nèi)堿金屬樣品中雜質(zhì)較多或堿金屬含量較低，該方法對(duì)含量測(cè)量的準(zhǔn)確度將大大降低；圖像分析法對(duì)堿金屬含量的測(cè)量在短期測(cè)量中有明顯優(yōu)勢(shì)，相較于量熱法操作簡(jiǎn)單且高效，但該方法假設(shè)堿金屬在氣室內(nèi)的分布呈球狀，對(duì)堿金屬液滴的類圓度要求較高，其測(cè)量精度極大依賴算法的精度。然而氣室內(nèi)部堿金屬液滴分布大多為不規(guī)則顆粒狀分布，為保證含量測(cè)量的準(zhǔn)確性，研究人員常用堿金屬趨冷凝聚的性質(zhì)，采用火趕的方式將其驅(qū)趕至氣室某一固定面，之后再進(jìn)行測(cè)量。火趕法依賴人工技術(shù)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，因火焰溫度難以被精準(zhǔn)調(diào)控，其效率和準(zhǔn)確性都難以保證，此外，堿金屬含量測(cè)量算法的相關(guān)精度仍有提升空間。目前關(guān)于堿金屬含量的測(cè)量并沒(méi)有一套完整的系統(tǒng)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、專利技術(shù)目的，提供一種堿金屬液滴整形機(jī)構(gòu)及堿金屬含量測(cè)量裝置，以期能夠解決現(xiàn)有技術(shù)存在的至少一個(gè)問(wèn)題。</p>

2、技術(shù)方案，根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供一種堿金屬液滴整形機(jī)構(gòu)，用于堿金屬含量測(cè)量，包括：

3、本體，通過(guò)n個(gè)基本單元構(gòu)建成相對(duì)封閉的腔室，n大于等于2；

4、加熱組件，對(duì)至少1個(gè)基本單元進(jìn)行加熱；

5、制冷組件，對(duì)至少1個(gè)基本單元進(jìn)行冷卻；使得本體中至少有一個(gè)區(qū)域與其他區(qū)域的溫度差大于閾值，使得堿金屬液滴在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后，冷凝于該區(qū)域。

6、根據(jù)本申請(qǐng)的另一個(gè)方面，還提供一種堿金屬含量測(cè)試裝置，包括：

7、殼體，具有內(nèi)腔和通風(fēng)結(jié)構(gòu)；

8、上述技術(shù)方案所述的液滴整形機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述殼體內(nèi)，用于將堿金屬液滴驅(qū)趕至預(yù)定位置并整形；

9、圖像采集系統(tǒng)，設(shè)置于所述殼體內(nèi)，用于采集所述堿金屬液滴的圖像；

10、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，與所述圖像采集系統(tǒng)電連接，用于處理所述圖像并計(jì)算堿金屬含量。

11、在本申請(qǐng)的另一實(shí)施例中，堿金屬含量測(cè)量方法，步驟如下：

12、步驟s1、讀取采集到的n個(gè)不同角度的環(huán)形光源獲取的原始圖像序列，通過(guò)極向光強(qiáng)補(bǔ)償算法建立極坐標(biāo)系下的光強(qiáng)分布模型，生成光照均衡化圖像；對(duì)該光照均衡化圖像構(gòu)建二階梯度張量場(chǎng)并計(jì)算特征值，獲得邊緣增強(qiáng)圖像；對(duì)邊緣增強(qiáng)圖像計(jì)算局部區(qū)域灰度方差矩陣并建立自適應(yīng)閾值函數(shù)，得到分割圖像；將分割圖像通過(guò)高斯核函數(shù)構(gòu)建尺度空間并提取特征向量，形成液滴輪廓特征集合。

13、步驟s2、將液滴輪廓特征集合通過(guò)構(gòu)建輪廓曲線能量泛函并應(yīng)用變分法求解，獲得優(yōu)化后的輪廓曲線；對(duì)該輪廓曲線計(jì)算曲率譜并構(gòu)建形狀描述子，得到形狀不變量向量；結(jié)合形狀不變量向量建立表面張力模型并求解修正后的輪廓方程，獲得物理修正后的輪廓函數(shù)；對(duì)該輪廓函數(shù)計(jì)算擾動(dòng)響應(yīng)函數(shù)和穩(wěn)定性指標(biāo)，形成形態(tài)穩(wěn)定性評(píng)估結(jié)果；最后將輪廓函數(shù)與穩(wěn)定性指標(biāo)進(jìn)行特征融合，得到最終的綜合特征向量。

14、步驟s3、將綜合特征向量和輪廓函數(shù)通過(guò)構(gòu)建軸對(duì)稱約束下的曲面方程并滿足體積約束條件，得到三維曲面函數(shù)；對(duì)該曲面函數(shù)建立時(shí)間序列模型并設(shè)計(jì)波動(dòng)抑制算子，獲得穩(wěn)態(tài)體積函數(shù)；基于該體積函數(shù)構(gòu)建誤差傳播模型并計(jì)算參數(shù)敏感度，形成修正系數(shù)集合和不確定度；利用修正后的體積和修正系數(shù)建立熱力學(xué)狀態(tài)方程和修正函數(shù)，計(jì)算得到堿金屬含量和置信區(qū)間；最后將含量值和不確定度通過(guò)多準(zhǔn)則驗(yàn)證函數(shù)進(jìn)行評(píng)估，輸出最終含量值和可靠性等級(jí)。

15、有益效果，提供了一種更便捷、更準(zhǔn)確、更系統(tǒng)的堿金屬含量測(cè)量裝置，在完成自動(dòng)化驅(qū)趕堿金屬液滴并對(duì)其整形的基礎(chǔ)上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)堿金屬液滴的圖像采集、類圓度分析及含量估算，極大提升了研究人員獲取相關(guān)信息的效率。

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【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

1.一種堿金屬液滴整形機(jī)構(gòu)，用于堿金屬含量測(cè)量，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿金屬液滴整形機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述基本單元包括上端蓋、主腔體和下端蓋，所述上端蓋和主腔體上設(shè)有用于容納所述加熱組件的凹槽結(jié)構(gòu)；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的堿金屬液滴整形機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述主腔體和下端蓋的連接處設(shè)有隔熱墊圈，所述隔熱墊圈采用酚醛泡沫材料制成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿金屬液滴整形機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述加熱組件包括多個(gè)加熱片，所述加熱片的數(shù)量為至少2個(gè)，分別設(shè)置于所述上端蓋和主腔體的凹槽中。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿金屬液滴整形機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述制冷組件包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的堿金屬液滴整形機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述制冷組件還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的堿金屬液滴整形機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)冷塊與下端蓋直接接觸并共用同一保溫套，通過(guò)熱傳導(dǎo)進(jìn)行熱量交換；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿金屬液滴整形機(jī)構(gòu)，其特征在于，還包括：

9.堿金屬含量測(cè)試裝置，其特征在于，包括：p>

10.堿金屬含量測(cè)量方法，采用權(quán)利要求9所述的堿金屬含量測(cè)試裝置實(shí)現(xiàn)，并包括如下步驟：

...

【技術(shù)特征摘要】

1.一種堿金屬液滴整形機(jī)構(gòu)，用于堿金屬含量測(cè)量，其特征在于，包括：

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄒升，霍雨佳，張紅，張全哲，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京航空航天大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：

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