LIP Cs3000C磁选态铯原子钟的测试 被引量：11

1

作者 陈江 王骥 +6 位作者 马沛 郭磊 涂建辉 杨炜 崔敬忠 马寅光 成大鹏 《时间频率学报》 CSCD 2018年第3期190-193,共4页

小型磁选态铯原子钟性能高、应用广,目前产品严重依赖进口。报道了一款国产的小型磁选态铯原子钟LIP Cs3000C,其束光学采用了单束的S型方案。LIP Cs3000C铯钟的频率稳定度测试结果为:5.0×10^(-12)/s,3.5×10^(-12)/10s,8.5... 小型磁选态铯原子钟性能高、应用广,目前产品严重依赖进口。报道了一款国产的小型磁选态铯原子钟LIP Cs3000C,其束光学采用了单束的S型方案。LIP Cs3000C铯钟的频率稳定度测试结果为:5.0×10^(-12)/s,3.5×10^(-12)/10s,8.5×10^(-13)/100s,2.7×10^(-13)/1ks,8.5×10^(-14)/10ks,2.7×10^(-14)/100ks。通过分析影响寿命的因素,预计该钟的寿命为5年。LIP Cs3000C铯钟的成功研制为实现高性能铯钟的国产化替代奠定了基础。 展开更多

关键词 磁选态 铯原子钟 电子倍增器 频率稳定度

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小型磁选态铯原子钟产品化进展 被引量：9

2

作者 陈江 马沛 +13 位作者 王骥 郭磊 马寅光 崔敬忠 杨炜 涂建辉 刘志栋 成大鹏 朱宏伟 郑宁 黄良育 杨军 高玮 董鹏玲 《宇航计测技术》 CSCD 2020年第3期12-16,45,共6页

本文介绍了磁选态铯原子钟产品化进展情况,包括人们广泛关注的产品的性能指标测试、可靠性保证及寿命评估等,提出了铯束管采用单束束光学和电路采用了数字化技术是实现性能指标的基本保证;给出了产品化初期出现的一些故障现象及解决措施... 本文介绍了磁选态铯原子钟产品化进展情况,包括人们广泛关注的产品的性能指标测试、可靠性保证及寿命评估等,提出了铯束管采用单束束光学和电路采用了数字化技术是实现性能指标的基本保证;给出了产品化初期出现的一些故障现象及解决措施,以及为进一步提高可靠性开展的环境适应性试验;并讨论了电子倍增器寿命评估方法,提出寿命评估公式,对铯钟的寿命给出了评估结果。最后提出了产品化过程中还需要进一步探索的问题,不仅对磁选态铯原子钟的产品化有帮助,而且对光抽运铯钟甚至其他种类原子钟的产品化亦有参考价值。 展开更多

关键词 磁选态铯原子钟 产品化 电子倍增器 准确度 稳定度

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基于iSIGHT优化平台的卫星多学科设计优化 被引量：9

3

作者 裴晓强 袁博 +2 位作者 袁征难 马寅光 成大鹏 《航天器工程》 2009年第5期32-36,共5页

探讨以iSIGHT为优化平台的协同优化方法在卫星总体优化设计中的应用。首先对iSIGHT软件以及协同优化方法的基本流程及特点进行了介绍,然后以对地观测卫星总体优化设计为对象,研究如何利用协同优化方法建立此问题的优化模型,进而利用iSI... 探讨以iSIGHT为优化平台的协同优化方法在卫星总体优化设计中的应用。首先对iSIGHT软件以及协同优化方法的基本流程及特点进行了介绍,然后以对地观测卫星总体优化设计为对象,研究如何利用协同优化方法建立此问题的优化模型,进而利用iSIGHT优化平台进行优化计算。研究结果表明,基于iSIGHT优化平台的协同优化方法能够有效地解决对地观测卫星总体优化设计,学科间耦合设计变量以及耦合状态变量的一致性误差均接近0.01%。 展开更多

关键词 卫星设计 ISIGHT 多学科优化

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影响铯束管寿命因素的分析 被引量：7

4

作者 成大鹏 马寅光 +2 位作者 王骥 陈江 杨军 《真空与低温》 2015年第1期48-50,共3页

寿命问题一直是国内小型磁选态铯束管的重要缺陷,随着科技的发展,对铯束管的寿命要求越来越长,目前铯束管寿命问题已成为制约国内铯束管发展的技术瓶颈。通过介绍磁选态铯束管的工作原理及影响铯束管寿命的因素,阐述了铯炉内铯的消耗和... 寿命问题一直是国内小型磁选态铯束管的重要缺陷,随着科技的发展,对铯束管的寿命要求越来越长,目前铯束管寿命问题已成为制约国内铯束管发展的技术瓶颈。通过介绍磁选态铯束管的工作原理及影响铯束管寿命的因素,阐述了铯炉内铯的消耗和倍增器增益随工作时间衰减对铯束管长寿命的影响。 展开更多

关键词 铯原子钟 铯束管 铯炉 倍增器 寿命

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金属铯真空蒸馏提纯装置的研制 被引量：5

5

作者 马寅光 张涤新 刘苏明 《真空与低温》 2008年第2期99-102,共4页

为了保证金属铯能够达到铯束管的要求,根据金属铯中的杂质在同一温度下的饱和蒸气压比金属铯低的特性,采用真空多级蒸馏的提纯方法,研制了一套多级真空蒸馏装置。该装置具有结构简单,蒸馏过程直观,对真空泵组污染小等特点。

关键词 金属铯 提纯 真空蒸馏

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磁选态铯原子频率标准技术研制进展 被引量：4

6

作者 王骥 黄良育 +8 位作者 陈江 马沛 刘志栋 郭磊 成大鹏 马寅光 董鹏玲 崔敬忠 张照瑞 《时间频率学报》 CSCD 2022年第1期15-25,共11页

磁选态铯原子频率标准作为精密的守时与时间频率计量仪器设备已经实现了国产化和批量应用。介绍了国产磁选态铯原子频率标准的关键技术,包括准直器、单束磁选态束光学、电子倍增器、低噪声微波源和数字伺服控制。进一步,针对不同应用场... 磁选态铯原子频率标准作为精密的守时与时间频率计量仪器设备已经实现了国产化和批量应用。介绍了国产磁选态铯原子频率标准的关键技术,包括准直器、单束磁选态束光学、电子倍增器、低噪声微波源和数字伺服控制。进一步,针对不同应用场景,开发了守时型、轻量化、星载铯原子频率标准产品,实现了磁选态铯原子频率标准的自主可控。 展开更多

关键词 铯原子频率标准 磁选态 守时型原子钟

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高纯石墨对铯吸附性能的研究 被引量：4

7

作者 肖冬 邱家稳 +2 位作者 张涤新 马寅光 刘苏明 《真空与低温》 2009年第2期99-102,共4页

通过4种类型高纯石墨的吸铯试验,研究了不同结构的高纯石墨吸附铯后的变化情况及原因。在此基础上,提出了作为铯束管吸铯剂的高纯石墨,需要有良好的吸铯性能和加工性能以及高的机械强度。比较分析发现其中一种高纯石墨可以满足铯束管的... 通过4种类型高纯石墨的吸铯试验,研究了不同结构的高纯石墨吸附铯后的变化情况及原因。在此基础上,提出了作为铯束管吸铯剂的高纯石墨,需要有良好的吸铯性能和加工性能以及高的机械强度。比较分析发现其中一种高纯石墨可以满足铯束管的要求。 展开更多

关键词 高纯石墨 吸附 铯

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一种磁选态铯束管的真空设计方法 被引量：3

8

作者 陈江 成大鹏 +2 位作者 马寅光 张涤新 崔敬忠 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期16-19,共4页

密封铯束管是铯原子钟的物理部分,也是一种电真空器件。但是有关铯束管的真空设计方法在文献中很少讨论。本文提出了一种设计方法,该方法基于物理及使用要求。首先根据铯原子束流强度与铯束管内压强关系,得出铯束管的工作压强应当满足... 密封铯束管是铯原子钟的物理部分,也是一种电真空器件。但是有关铯束管的真空设计方法在文献中很少讨论。本文提出了一种设计方法,该方法基于物理及使用要求。首先根据铯原子束流强度与铯束管内压强关系,得出铯束管的工作压强应当满足的范围,在此基础上以铯束管的静态放置时间的要求为依据,定出材料单位面积平均出气率,进而对溅射离子泵的抽速和结构提出要求。文章内容无论对磁选态还是对光抽运密封铯束管的设计都具有参考价值。 展开更多

关键词 铯束管 材料出气率 溅射离子泵 真空设计

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基于分子蒸馏原理的高纯铯制备研究 被引量：2

9

作者 马寅光 王骥 +3 位作者 陈江 黄良育 成大鹏 杨军 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1466-1469,共4页

为了进一步提高原子钟用金属铯的纯度,以99.5%的精铯为原料,采用分子蒸馏的方法提纯金属铯。通过实验研究了蒸馏温度、刮膜器转速、进料速率对金属铯提纯效果的影响,得到最佳的实验条件如下:蒸馏温度控制在490~510 K之间,刮膜器转速设定... 为了进一步提高原子钟用金属铯的纯度,以99.5%的精铯为原料,采用分子蒸馏的方法提纯金属铯。通过实验研究了蒸馏温度、刮膜器转速、进料速率对金属铯提纯效果的影响,得到最佳的实验条件如下:蒸馏温度控制在490~510 K之间,刮膜器转速设定在180~210 r/min之间,进料速率在3~5 g/min之间。在上述条件下进行实验,结果表明:蒸馏产品中所有的杂质含量均有显著下降,其中钾(K)的含量从690×10^(-6)下降至10~6×10^(-6),铷(Rb)的含量从840×10^(-6)下降至123×10^(-6),该方法能够制得纯度为99.95%的高纯金属铯,满足了铯原子钟对金属铯原料的要求。此外,与普通的真空蒸馏相比,分子蒸馏的蒸馏温度更低,蒸馏时间更短。 展开更多

关键词 高纯铯 原子钟 分子蒸馏 提纯

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小型铯原子钟微波腔调谐过程的仿真研究 被引量：2

10

作者 黄良育 王骥 +2 位作者 陈江 张涤新 马寅光 《宇航计测技术》 CSCD 2012年第6期35-37,76,共4页

通过建立模型,利用Ansoft HFSS 12.0对小型铯原子钟内微波腔的调谐过程进行了仿真,得到了调谐棒半径、在调配器内长度与微波腔谐振频率之间的关系曲线。结果表明,调谐棒半径一定时,调谐棒长度在一定范围内,微波腔谐振频率随着长度的增... 通过建立模型,利用Ansoft HFSS 12.0对小型铯原子钟内微波腔的调谐过程进行了仿真,得到了调谐棒半径、在调配器内长度与微波腔谐振频率之间的关系曲线。结果表明,调谐棒半径一定时,调谐棒长度在一定范围内,微波腔谐振频率随着长度的增加逐渐下降;随着半径的增大,微波腔谐振频率的变化范围逐渐增大,在铯原子跃迁中心频率处,调谐棒长度对微波腔谐振频率的影响变大。根据仿真结果,给出了调谐棒半径的取值范围,为微波腔的设计、加工和调谐提供了理论指导。 展开更多

关键词 铯原子钟 微波腔 谐振频率 模拟

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铯束管的出气率模型及应用 被引量：2

11

作者 陈江 杨斓 +5 位作者 成大鹏 郭美如 杨军 刘志栋 马寅光 黄良育 《真空与低温》 2019年第6期368-371,共4页

铯束管是一种密封的电真空器件,为了能够长时间维持真空需对其进行烘烤与排气。在此过程中的出气率是无法获知的。本文提出了一种出气率模型,只要读出排气系统真空计的读数,通过模型,就可以得到铯束管的材料出气率。本文也给出了模型的... 铯束管是一种密封的电真空器件,为了能够长时间维持真空需对其进行烘烤与排气。在此过程中的出气率是无法获知的。本文提出了一种出气率模型,只要读出排气系统真空计的读数,通过模型,就可以得到铯束管的材料出气率。本文也给出了模型的一个应用,发现如果排气系统真空度优于1.2×10-7 Pa,那么铯束管可以封离排气系统。文中提出的方法也可应用于其他电真空器件。 展开更多

关键词 铯束管 出气率 排气系统

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一种超小型磁选态铯原子钟 被引量：1

12

作者 陈江 刘志栋 +8 位作者 王骥 马沛 郭磊 杨炜 成大鹏 杨军 马寅光 崔敬忠 涂建辉 《时间频率学报》 CSCD 2022年第1期9-14,共6页

本文提出了一种超小型磁选态铯原子钟。与传统的小型铯原子钟相比,超小型铯钟体积减小40%,其中铯束管体积减小23%,频标电路体积减小48%。采用数值方法研究了该钟的性能,结果表明,与传统小型铯钟LIP Cs-3000相比,超小型铯钟的Ramsey线宽... 本文提出了一种超小型磁选态铯原子钟。与传统的小型铯原子钟相比,超小型铯钟体积减小40%,其中铯束管体积减小23%,频标电路体积减小48%。采用数值方法研究了该钟的性能,结果表明,与传统小型铯钟LIP Cs-3000相比,超小型铯钟的Ramsey线宽增大67%,信噪比增大36%。该超小型铯钟体积约为27 L,预计Allan偏差介于1.0×10^(-11)/■~3.3×10^(-11)/■之间。数值计算结果为超小型铯钟的研制奠定了理论基础。 展开更多

关键词 铯原子钟 铯束管 ALLAN方差

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小型铯束管内防止液态铯溢出炉口的机理研究 被引量：1

13

作者 杨军 张涤新 +3 位作者 陈江 王骥 朱宏伟 马寅光 《真空与低温》 2015年第6期320-325,共6页

为了提高地面及星载铯原子钟的性能,开展对国外相关铯原子频标中防止液态铯溢出热炉口关键技术的研究。基于国外地面和星载的两种小型磁选态铯束管内铯炉的设计案例,以液体和多孔材料为切入点,结合阻尼器和分离器的功能特性,阐述了多孔... 为了提高地面及星载铯原子钟的性能,开展对国外相关铯原子频标中防止液态铯溢出热炉口关键技术的研究。基于国外地面和星载的两种小型磁选态铯束管内铯炉的设计案例,以液体和多孔材料为切入点,结合阻尼器和分离器的功能特性,阐述了多孔材料能有效防止液态铯溢出的物理机理,从流体力学的角度重点分析了影响多孔材料束缚液态铯的物性参数因素,强调了进一步优化防溢铯炉设计的关键点,这对于铯炉能够获得优质的铯原子束流是非常有益的。 展开更多

关键词 液态铯 防溢 多孔材料 气液分离

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石墨对金属铯的吸附性能实验研究 被引量：1

14

作者 马寅光 成大鹏 +4 位作者 陈江 王骥 黄良育 杨京 郑宁 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期63-65,共3页

采用自制的玻璃真空装置进行石墨吸铯实验,研究了真空下石墨对铯的吸附量和吸附性能,探讨了理想的吸铯剂应具备的结构特征,并确定了吸铯性能较佳的石墨型号。

关键词 金属铯 石墨 吸铯剂 吸附性能 结构特征 实验研究

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铯束管的冷压焊接工艺研究 被引量：1

15

作者 马寅光 成大鹏 +1 位作者 刘志栋 肖冬 《真空与低温》 2008年第4期227-230,共4页

为了确保铯束管用铯泡和整管冷压焊密封的可靠性,根据金属冷压焊密封原理,模拟密封件真空工作条件,进行了一系列工艺试验研究,在对试验现象和结果进行分析的基础上得出可行的冷压焊密封工艺。

关键词 铯束管 冷压焊 真空密封

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液态金属在非均匀多孔介质表面的润湿行为研究 被引量：1

16

作者 杨军 陈江 +3 位作者 王骥 张涤新 马寅光 郑宁 《真空与低温》 2014年第6期348-351,共4页

基于Wenzel模型和Cassie模型,研究了金属液滴在区域非均匀多孔介质表面的润湿行为。结果表明,大孔、小Young氏接触角区域对液滴更易表现高粘附性;而在小孔、大Young氏接触角区域,由于低粘附性,液滴会向大孔区域表现出爬移行为。提出借... 基于Wenzel模型和Cassie模型,研究了金属液滴在区域非均匀多孔介质表面的润湿行为。结果表明,大孔、小Young氏接触角区域对液滴更易表现高粘附性;而在小孔、大Young氏接触角区域,由于低粘附性,液滴会向大孔区域表现出爬移行为。提出借助非均匀区域周期性组合的方法来防止液滴飞溅的"自束液"防溢设计思路,为在微重力环境下,液态金属热管、离子电推进器及原子钟等航天星载产品在振动条件下能正常工作提供潜在应用的可能性。 展开更多

关键词 金属液滴 多孔介质 表面润湿 区域特性 防溢

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基于分子蒸馏原理的金属铯提纯实验系统研制

17

作者 马寅光 李得天 +4 位作者 陈江 王骥 黄良育 成大鹏 刘苏民 《真空》 CAS 2015年第4期21-24,共4页

为了进一步提高铯原子钟用金属铯原料的纯度，研制了一套刮膜式分子蒸馏实验系统，进行99.5%金属铯的进一步提纯。本文介绍了系统的结构，对系统的真空性能、刮膜器性能进行了实测，最后进行了金属铯提纯实验。实验结果表明：系统的极... 为了进一步提高铯原子钟用金属铯原料的纯度，研制了一套刮膜式分子蒸馏实验系统，进行99.5%金属铯的进一步提纯。本文介绍了系统的结构，对系统的真空性能、刮膜器性能进行了实测，最后进行了金属铯提纯实验。实验结果表明：系统的极限真空度达到4.3×10^-6Pa，工作真空度达到5.0×10^-4Pa，刮膜器转速实现0-300 r/min范围内可调，均符合设计要求。金属铯经过该设备蒸馏后纯度达到99.95%，可以满足铯原子钟的使用要求。 展开更多

关键词 高纯铯 分子蒸馏系统 提纯 铯原子钟

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基于TRIZ理论提高磁选态铯束管真空封装效率的QC小组活动实践

18

作者 杨军 陈江 +2 位作者 马寅光 杨炜 雷志忠 《质量与可靠性》 2021年第4期42-46,51,共6页

针对小型密封磁选态铯束管封装效率低的问题,提出了基于TRIZ(发明问题解决理论)与QC实践相结合的解决方法。采用TRIZ创新方法理论,建立了问题求解模型,通过矛盾分析、物质-场分析和进化分析,给出了解决问题的创新方案对策。借助QC小组... 针对小型密封磁选态铯束管封装效率低的问题,提出了基于TRIZ(发明问题解决理论)与QC实践相结合的解决方法。采用TRIZ创新方法理论,建立了问题求解模型,通过矛盾分析、物质-场分析和进化分析,给出了解决问题的创新方案对策。借助QC小组活动实践,经过多次PDCA循环,对创新方案对策进行了验证和巩固,获得了良好的铯束管封装效果。该项工作使铯束管的性能指标改善,成品率提高,生产周期缩短,研制成本降低,为满足铯原子钟市场大量供应需求奠定了基础。通过探索基于TRIZ与QC多方法融合解决技术问题的可行性,为进一步提升产品质量管理水平提供了支持。 展开更多

关键词 TRIZ QC 真空封装 铯束管 铯原子钟

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金属铯分子蒸馏流体力学模拟研究

19

作者 马寅光 陈江 +3 位作者 王骥 成大鹏 黄良育 刘苏民 《真空与低温》 2015年第4期202-206,共5页

为了研究刮膜式分子蒸馏器内液膜湍流流场特性,应用Fluent流体力学模拟软件,选用RNG K-ε湍流计算模型对其进行数值模拟。由于刮膜式分子蒸馏器中液膜流动的复杂性,对模型进行了简化,建立二维GAMBIT模型。在恒温恒压下,对刮膜器刮板形... 为了研究刮膜式分子蒸馏器内液膜湍流流场特性,应用Fluent流体力学模拟软件,选用RNG K-ε湍流计算模型对其进行数值模拟。由于刮膜式分子蒸馏器中液膜流动的复杂性,对模型进行了简化,建立二维GAMBIT模型。在恒温恒压下,对刮膜器刮板形状、大小,刮膜器转速和进料速率等参数进行了优化,设计的刮膜器刮板形状为圆柱形,直径为Φmm,刮板数量为3个。当刮膜器转速为180 round/min,进料速率量为3.5g/min,蒸发液膜流场的形态最稳定,液膜均匀性最好。 展开更多

关键词 分子蒸馏 CFD 模拟 铯

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星载铯束管内铯炉的力学特性研究

20

作者 杨军 张涤新 +4 位作者 陈江 王骥 郑宁 朱宏伟 马寅光 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1205-1209,共5页

在ANSYS Workbench软件中建立了星载铯束管内铯炉的有限元模型。采用兰索斯法对模型作了模态分析,获得了铯炉的固有频率及振型。利用模态叠加法对模型作了铯炉的谐响应分析,研究了铯炉及其内部关键部件的结构变形与应力分布情况。数值... 在ANSYS Workbench软件中建立了星载铯束管内铯炉的有限元模型。采用兰索斯法对模型作了模态分析,获得了铯炉的固有频率及振型。利用模态叠加法对模型作了铯炉的谐响应分析,研究了铯炉及其内部关键部件的结构变形与应力分布情况。数值结果表明:炉体主体结构和铯泡支撑体是铯炉力学特性的关键环节,会影响石墨、铯泡和准直器的工作性能。针对结构设计中存在的薄弱环节,提出了对铯炉主体结构和铯泡支撑体进行改进的有效措施。改进后铯炉的力学特性增强,对比铯束管内芯的基频,可避免铯炉不会发生共振。同时,由于抑制了振动对炉体内关键部件的影响,使得铯炉对铯流体的管理能力明显增强。 展开更多

关键词 铯炉 铯泡 多孔材料 力学特性 有限元

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