КВАНТОВЫЙ ВОДОРОДНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Квантовый водородный генератор
Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к квантовым водородным генераторам, дискриминаторам ( мазерам ) и может быть использована при разработке водородных стандартов частоты как источников высокостабильных сигналов на основе квантовых водородных генераторов и дискриминаторов.
Квантовый водородный генератор есть источник, формирующий пучок атомов водорода, который подвергается сортировке по состояниям и одновременной фокусировке с помощью сортирующей системы. Отсортированный и сфокусированный пучок попадает в резонатор, где отдает свою энергию (Стандарты частоты и времени на основе квантовых генфаторов и дискриминаторов под ред. Б.П.Фатеева, М.изд.Сов.радио, с. 70).
Известен квантовый водородный генератор, используемый в водородном стандарте частоты и времени типа , взятый в качестве прототипа предлагаемой полезной модели. Основными элементами квантового водородного генератора являются источник атомарного водорода, магнитная сортирующая система, резонатор с накопительной колбой и магнитными экранами, вакуумная система. Накопительная колба имеет для входа атомов канал, позволяющий получить нужное время накопления атомов и значительно
г о 00 ) г 3 г в О
МКИ: H01S 1/00, 3/00
уменьшающий поток атомов из источника. Вакуумный объем в квантовом водородном генераторе состоит из трех камер. Первая камера, в которой находится источник атомарного водорода и сортирующий магнит, вторая и третья камеры, где расположены резонатор и накопительная колба. В накопительной колбе обеспечивается вакуум не более 6,6  10- Па, в резонаторе 1,3-10- Па, в источнике 1,3  10- Па. Откачивающими средствами для создания вакуума в камерах являются магниторазрядные и геттерный насосы.
Недостатком таких конструкций является то, что при выходе из строя например источника атомарного водорода, Бсварцевой накопительной колбы, при выработке ресурса насосов или других элементов вакуумной системы, необходимо разгерметизировать вакуумные камеры квантового водородного генератора ( дискриминатора ) , являющегося сложным, наиболее ответственным узлом стандартов частоты и времени, т.к. стабильность выходной частоты стандарта определяется в основном стабильностью частоты квантового перехода. Все это значительно усложняет надежную эксплуатацию стандарта.
Технической задачей полезной модели является повышение эффективной и надежной эксплутадии стандарта, сокращая время
замены или восстановления вышедших из строя или выработавших свой ресурс элементов квантового водородного генератора.
Решение технической задачи заключается в том, что в квантовом водородном генфаторе, содержащем помещенные в вакуумный колпак резонатор с накопительной колбой, соединенной вакуумпроводом с источником атомарного водорода и  насосом, в вакуумпроводе установлено устройство, перекрывающее, при необходимости, вакуумпровод.
Перекрывающее устройство выполнено в виде вентильного клапана.
Вентильный клапан включает в себя сильфон, переходную трубу, через боковую поверхность которой проходит вентильный кран, корпус которого жестко закреплен на боковой поверхности переходной трубы, а входное отверстие вентильного крана полностью перезЕфывает нижнее проходное отверстие переходной трубы.
Сущность полезной модели поясняется рисунками, где на фиг.1 изображен общий вид квантового водородного генератора, на фиг.2 изображен клапанный вентиль.
На рисунках обозначено: 1 - резонатор, 2- накопительная колба, 3 - вакуумный колпак ( камера ), 4 - вакуумпровод, 5 - источник
атомарного водорода , 6 - гетгерный насос, 7 - магниторазрядный насос, 8 - сильфон, 9 - переходная труба, 10 - вентильный кран, 11 корпус крана, 12 - входное oTsepcnie, 13 - гайка, 14 - шток, 15 клапан, 16 - внутренний выступ.
Квантовый водородный генератор включает в себя резонатор 1, внутри которого находится кварцевая накопительная колба 2, помещенные в вакуумный колпак 3 и соединенные вакуумпроводом 4 через вентильный клапан с источником атомарного водорода 5 и геттерным насосом 6. В квантовом водородном генераторе используются две независимые вакуумные системы: гетгерный насос 6, в совокупности с первым магниторазрядным насосом 7, создает и поддерживает вакуум в системе формирования пучка атомарного водорода 5, а второй магниторазрядный насос 7 обеспечивает вакуум в СВЧ резонаторе 1.
Вентильный клапан является частью вакуумпровода и включает в себя ( см. фиг.2 ) сильфон 8 ( расширяющийся или сжимающийся под действием разности давления вдоль оси ), обеспечивающий гибкое соединение переходной трубы 9 с сильфоном 8 и исключая несоосность соединения, которая может возникнуть при установке переходной трубы 9 с вентильным краном 10. Через боковую поверхность переходной трубы 9 проходит вентильный ьфан 10,
корпус 11 которого жестко закреплен ( приварен ) на боковой поверхности переходной трубы 9. Входное отверстие 12 вентильного крана 10 полностью перекрывает нижнее проходное отверстие переходной трубы 9, т. к. вентильный кран 10 установлен на нижнем проходном отверстии переходной трубы 9.
При необходимости перекрытия вакуумпровода 4 закручиваем гайку 13 вентильного крана 10, при этом начинает перемещаться шток 14 вентильного крана 10 вместе с клапаном 15, который своей скошенной ( конусной ) поверхностью упирается во внутренний выступ 16 в нижней части корпуса крана 10, плотно перекрывая нижнюю часть крана 10 ( клапан 15 выполнен из меди, а корпус крана 11 из нержавеющей стали).
Введение вентильного клапана позволяет перекрывать вакуумпровод 4, заменять вышедшие из строя вакуумные насосы 6 и источник атомарного водорода 5, не разгерметизируя камеры 3, где находятся резонатор 1 и накопительная колба 2. При повреждении накопительной колбы 2, перекрыв отверстие в переходной трубе клапаном 4, можно не разгерметизируя камеру, где находятся источник атомарного водорода 5, заменить неисправную накопительную колбу 2. При такой конструкции квантового
водородного генератора значительно быстрее, удобнее и эффективнее проводить ремонтные и профилактические работы.
Промышленная применимость
Полезная модель может быть использована при изготовлении квантовых водородных генераторов ( дискриминаторов ) для использования их в водородных стандартах частоты при работе их в качестве источников высокостабильных сигналов.