JP2573879Y2 - 水素メーザ標準器用放電管 - Google Patents
水素メーザ標準器用放電管Info
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- JP2573879Y2 JP2573879Y2 JP1991027149U JP2714991U JP2573879Y2 JP 2573879 Y2 JP2573879 Y2 JP 2573879Y2 JP 1991027149 U JP1991027149 U JP 1991027149U JP 2714991 U JP2714991 U JP 2714991U JP 2573879 Y2 JP2573879 Y2 JP 2573879Y2
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- discharge tube
- hydrogen
- discharge
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、超高安定な原子周波数
標準器である水素メーザ標準器の放電管に係り、特にプ
ラズマ放電による管内の汚染を防止した放電管に関する
ものである。
標準器である水素メーザ標準器の放電管に係り、特にプ
ラズマ放電による管内の汚染を防止した放電管に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】水素メーザ標準器は、放電管で水素を解
離させた後に外部磁場をかけ、基底状態の超微細準位間
のエネルギ準位を選別して所定の準位の水素原子のみを
集め、これを誘導放出によってメーザ発振させて安定し
た周波数を得る装置である。
離させた後に外部磁場をかけ、基底状態の超微細準位間
のエネルギ準位を選別して所定の準位の水素原子のみを
集め、これを誘導放出によってメーザ発振させて安定し
た周波数を得る装置である。
【０００３】一般に水素メーザ標準器においては、水素
ボンベから供給される水素ガスは、図示しないパラジウ
ム弁で流量制御されると共に精製され、図２に示す放電
管１００に供給される。
ボンベから供給される水素ガスは、図示しないパラジウ
ム弁で流量制御されると共に精製され、図２に示す放電
管１００に供給される。
【０００４】図２に示すように、前記放電管１００は、
一般に硼珪酸ガラスからなる円筒形の器である。この放
電管１００の上面には円盤形のフランジ部１０１が形成
されている。このフランジ部１０１には、その中央に水
素原子の通過孔１０２が形成され、中央から外れた側方
部には水素分子の供給孔１０３が形成されている。
一般に硼珪酸ガラスからなる円筒形の器である。この放
電管１００の上面には円盤形のフランジ部１０１が形成
されている。このフランジ部１０１には、その中央に水
素原子の通過孔１０２が形成され、中央から外れた側方
部には水素分子の供給孔１０３が形成されている。
【０００５】また、解離された水素原子を受け入れる高
真空状態とされた真空箱１０４の下面側には、金属製の
取付けフランジ１０５が設けられている。この取付けフ
ランジ１０５には、その中央部に前記放電管１００の通
過孔１０２に連通する貫通孔１０６が形成され、該貫通
孔１０６のまわりにはシール溝１０７が二重に形成され
てＯリングが設けられている。シール溝１０７，１０７
の間には、前記放電管１００の供給孔１０３に連通する
導入孔１０８の一端が開口しており、この導入孔１０８
の他端は取付けフランジ１０５の下面に開口し、前記パ
ラジウム弁等を有する水素供給系の管１０９に接続され
て水素を供給されるようになっている。
真空状態とされた真空箱１０４の下面側には、金属製の
取付けフランジ１０５が設けられている。この取付けフ
ランジ１０５には、その中央部に前記放電管１００の通
過孔１０２に連通する貫通孔１０６が形成され、該貫通
孔１０６のまわりにはシール溝１０７が二重に形成され
てＯリングが設けられている。シール溝１０７，１０７
の間には、前記放電管１００の供給孔１０３に連通する
導入孔１０８の一端が開口しており、この導入孔１０８
の他端は取付けフランジ１０５の下面に開口し、前記パ
ラジウム弁等を有する水素供給系の管１０９に接続され
て水素を供給されるようになっている。
【０００６】そして、前記放電管１００は、そのフラン
ジ部１０１を前記取付けフランジ１０５のＯリングに密
着させ、固定手段によって真空箱１０４側に対して気密
に取付けられている。
ジ部１０１を前記取付けフランジ１０５のＯリングに密
着させ、固定手段によって真空箱１０４側に対して気密
に取付けられている。
【０００７】前記放電管１００の下面の下方には、放電
励振器１１０のコイル１１１が設けられており、これら
によって前記放電管１００には円筒形の中心軸線にほぼ
平行な磁力線の高周波電磁界が加えられるようになって
いる。
励振器１１０のコイル１１１が設けられており、これら
によって前記放電管１００には円筒形の中心軸線にほぼ
平行な磁力線の高周波電磁界が加えられるようになって
いる。
【０００８】そして、取付けフランジ１０５の導入孔１
０８及び放電管１００の供給孔１０３を介して放電管１
００内に供給された水素は、放電管１００の軸線方向に
生ずるプラズマ放電によって解離される。そして解離さ
れた水素原子は、通過孔１０２を通り、準位選別マグネ
ット１１２によって超微細構造間の原子エネルギ準位が
選別される。
０８及び放電管１００の供給孔１０３を介して放電管１
００内に供給された水素は、放電管１００の軸線方向に
生ずるプラズマ放電によって解離される。そして解離さ
れた水素原子は、通過孔１０２を通り、準位選別マグネ
ット１１２によって超微細構造間の原子エネルギ準位が
選別される。
【０００９】
【考案が解決しようとする課題】水素メーザ標準器の安
定度を左右する主要因のひとつがメーザ発振電力であ
り、メーザ発振電力は放電管に供給される水素流量と放
電管における水素解離効率に依存している。
定度を左右する主要因のひとつがメーザ発振電力であ
り、メーザ発振電力は放電管に供給される水素流量と放
電管における水素解離効率に依存している。
【００１０】通常の運用状態（水素蓄積球内の原子数で
約３×１０8 ／cm3 ）での共鳴周波数のシフト率は約１
×１０-11 である。このため、メーザ発振周波数の変動
を５×１０-15 以下とするためには水素流量の変動率を
５×１０-4以下に安定化し、かつ水素解離効率を一定に
保つ必要がある。
約３×１０8 ／cm3 ）での共鳴周波数のシフト率は約１
×１０-11 である。このため、メーザ発振周波数の変動
を５×１０-15 以下とするためには水素流量の変動率を
５×１０-4以下に安定化し、かつ水素解離効率を一定に
保つ必要がある。
【００１１】前記水素解離効率は、放電管内の水素流量
（圧力）、放電励振器から加えられる高周波電磁界強
度、さらに放電管内壁部の汚染に左右される。
（圧力）、放電励振器から加えられる高周波電磁界強
度、さらに放電管内壁部の汚染に左右される。
【００１２】放電管内壁部の汚染の主因は、経時的な炭
化物の付着（スパッタリング）にある。そして、前記炭
化物は、放電管の供給孔１０３や取付けフランジ１０５
の導入孔１０８を通じて水素供給系側に逆流するプラズ
マ放電の炎が、前述した金属製の取付けフランジ１０５
やＯリング等を損傷させ、その構成物質を分離させるこ
とによって発生する。
化物の付着（スパッタリング）にある。そして、前記炭
化物は、放電管の供給孔１０３や取付けフランジ１０５
の導入孔１０８を通じて水素供給系側に逆流するプラズ
マ放電の炎が、前述した金属製の取付けフランジ１０５
やＯリング等を損傷させ、その構成物質を分離させるこ
とによって発生する。
【００１３】このようなプラズマ放電による炭化物の発
生は、従来の水素メーザ標準器用放電管においては避け
ることができなかった。これは、円筒形の放電管１００
の上端にあるフランジ部１０１の側から取付けフランジ
１０５を介して水素が供給されるためであり、しかも磁
力線が管の軸線に沿う方向で与えられるようになってい
るので、図中上下方向に発生するプラズマ放電が水素供
給系側に入りやすくなっているためであった。
生は、従来の水素メーザ標準器用放電管においては避け
ることができなかった。これは、円筒形の放電管１００
の上端にあるフランジ部１０１の側から取付けフランジ
１０５を介して水素が供給されるためであり、しかも磁
力線が管の軸線に沿う方向で与えられるようになってい
るので、図中上下方向に発生するプラズマ放電が水素供
給系側に入りやすくなっているためであった。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本考案の水素メーザ標準
器用放電管は、円筒形の中心軸線に沿う方向の磁力線が
加えられる円筒形の周面に、放電管（１）内のプラズマ
放電によって汚染物質を放出しない真空容器構成物質に
よって、水素の供給口（４）を形成した水素メーザ標準
器用放電管において、前記供給口（４）には内径が狭い
絞り部（５）が形成されていることを特徴としている。
器用放電管は、円筒形の中心軸線に沿う方向の磁力線が
加えられる円筒形の周面に、放電管（１）内のプラズマ
放電によって汚染物質を放出しない真空容器構成物質に
よって、水素の供給口（４）を形成した水素メーザ標準
器用放電管において、前記供給口（４）には内径が狭い
絞り部（５）が形成されていることを特徴としている。
【００１５】
【作用】円筒形の放電管には、その中心軸線に沿う方向
の磁力線が与えられる。水素の供給口は、放電管の周面
側に設けられているので、管内に発生するプラズマ放電
は供給口に達しにくい。また、供給口は真空容器構成物
質によって形成されているので、プラズマ放電に晒され
たとしても汚染物質を放出しにくい。
の磁力線が与えられる。水素の供給口は、放電管の周面
側に設けられているので、管内に発生するプラズマ放電
は供給口に達しにくい。また、供給口は真空容器構成物
質によって形成されているので、プラズマ放電に晒され
たとしても汚染物質を放出しにくい。
【００１６】
【実施例】図１により本考案の一実施例を説明する。こ
の放電管１は、上面にフランジ部２を有する円筒形で、
真空容器構成物質としての硼珪酸ガラスで構成されてい
る。この放電管１の周面３には、水素の供給口４が本体
と同一材質で一体に形成されている。この供給口４は管
状であり、周面３に対して垂直の方向に向いており、そ
の後下方に延設されて水素供給系に接続されている。供
給口４の周面３に近い一部分は、内径が狭い絞り部５に
なっており、プラズマ放電が水素供給系の方へ届きにく
くなっている。また、前記放電管１のフランジ部２の中
心には、水素原子の放射口６が形成されている。
の放電管１は、上面にフランジ部２を有する円筒形で、
真空容器構成物質としての硼珪酸ガラスで構成されてい
る。この放電管１の周面３には、水素の供給口４が本体
と同一材質で一体に形成されている。この供給口４は管
状であり、周面３に対して垂直の方向に向いており、そ
の後下方に延設されて水素供給系に接続されている。供
給口４の周面３に近い一部分は、内径が狭い絞り部５に
なっており、プラズマ放電が水素供給系の方へ届きにく
くなっている。また、前記放電管１のフランジ部２の中
心には、水素原子の放射口６が形成されている。
【００１７】前記放電管１が取付けられる真空箱側の取
付けフランジ７には、放電管１の放射口６に対応する貫
通孔８が形成されている。また取付けフランジ７の下面
には１本のシール溝９が形成され、Ｏリングが設けられ
ている。本実施例では、従来と異なり、この取付けフラ
ンジ７側に水素の導入孔は加工されておらず、従ってシ
ール溝９は１本でよい。そして、前記放電管１は、その
フランジ部２を前記取付けフランジ７のＯリング１０に
密着させた状態で真空箱側に固定されている。
付けフランジ７には、放電管１の放射口６に対応する貫
通孔８が形成されている。また取付けフランジ７の下面
には１本のシール溝９が形成され、Ｏリングが設けられ
ている。本実施例では、従来と異なり、この取付けフラ
ンジ７側に水素の導入孔は加工されておらず、従ってシ
ール溝９は１本でよい。そして、前記放電管１は、その
フランジ部２を前記取付けフランジ７のＯリング１０に
密着させた状態で真空箱側に固定されている。
【００１８】前記放電管１の下方には、コイル１１を備
えた放電管励振器１２が設けられており、水素の入った
放電管１内に円筒形の軸線に沿った方向の高周波電磁力
線を発生させてプラズマ放電を生じさせるようになって
いる。
えた放電管励振器１２が設けられており、水素の入った
放電管１内に円筒形の軸線に沿った方向の高周波電磁力
線を発生させてプラズマ放電を生じさせるようになって
いる。
【００１９】以上の構成によれば、水素供給系からの水
素は、供給口４から放電管１内に所定の流量で供給され
る。この水素は、放電励振器１２によって管内に加えら
れる高周波電磁界によって解離され、放射口６から図中
上方の真空箱側へ放射される。
素は、供給口４から放電管１内に所定の流量で供給され
る。この水素は、放電励振器１２によって管内に加えら
れる高周波電磁界によって解離され、放射口６から図中
上方の真空箱側へ放射される。
【００２０】ここで、放電管１内のプラズマ放電は、お
もに放電管１の中心軸線に沿う方向（図中上下方向）に
生じるので、管の周面３に開口し、この方向と交差する
方向に延設された前記供給口４内にプラズマ放電が入り
込む可能性は小さい。特に本実施例では、前記供給口４
に絞り部５があるので、プラズマ放電が水素供給系に達
する恐れはさらに小さくなっている。
もに放電管１の中心軸線に沿う方向（図中上下方向）に
生じるので、管の周面３に開口し、この方向と交差する
方向に延設された前記供給口４内にプラズマ放電が入り
込む可能性は小さい。特に本実施例では、前記供給口４
に絞り部５があるので、プラズマ放電が水素供給系に達
する恐れはさらに小さくなっている。
【００２１】以上説明したように、本実施例によれば、
円筒形の軸線方向に平行な磁力線を与えられる円筒形の
放電管において、放電によって汚染物質の生じにくい硼
珪酸ガラスで放電管１の本体を構成し、さらに水素の供
給口４はプラズマ放電が入り込みにくい周面３に本体と
同一材質で形成し、絞り部５も形成した。従って、本実
施例によれば、供給口４の先にある真空容器構成物質以
外の物質からなる部分に放電管１内のプラズマ放電が達
しにくく、汚染物質が発生して管内を汚してしまう恐れ
が少い。
円筒形の軸線方向に平行な磁力線を与えられる円筒形の
放電管において、放電によって汚染物質の生じにくい硼
珪酸ガラスで放電管１の本体を構成し、さらに水素の供
給口４はプラズマ放電が入り込みにくい周面３に本体と
同一材質で形成し、絞り部５も形成した。従って、本実
施例によれば、供給口４の先にある真空容器構成物質以
外の物質からなる部分に放電管１内のプラズマ放電が達
しにくく、汚染物質が発生して管内を汚してしまう恐れ
が少い。
【００２２】前記実施例では、管状の供給口４の長さに
ついては特に限定しなかったが、要するに真空容器構成
物質以外の材料からなる部分にプラズマ放電が達しない
ような長さ以上であればよい。前述のような絞り部５を
設ければ、その長さは短くできる。
ついては特に限定しなかったが、要するに真空容器構成
物質以外の材料からなる部分にプラズマ放電が達しない
ような長さ以上であればよい。前述のような絞り部５を
設ければ、その長さは短くできる。
【００２３】前記実施例では、供給口４を構成する真空
容器構成物質として放電管１の本体と同じ硼珪酸ガラス
を例示したが、もちろんこれに限定されるものではな
い。真空容器構成物質としては、工業上利用される真空
度において有害なガス発生がみられず、さらにガラスと
の融着性が良い材料であればよい。例えば、前記硼珪酸
ガラス以外では、アルミナシリケートガラス、９６％シ
リカガラス、１００％シリカガラス等が使用できる。
容器構成物質として放電管１の本体と同じ硼珪酸ガラス
を例示したが、もちろんこれに限定されるものではな
い。真空容器構成物質としては、工業上利用される真空
度において有害なガス発生がみられず、さらにガラスと
の融着性が良い材料であればよい。例えば、前記硼珪酸
ガラス以外では、アルミナシリケートガラス、９６％シ
リカガラス、１００％シリカガラス等が使用できる。
【００２４】
【考案の効果】本考案の水素メーザ標準器用放電管によ
れば、プラズマ放電の入り込みにくい円筒形の周面に真
空容器構成物質からなる水素の供給口を設け、さらに前
記供給口に内径が狭い絞り部（５）を形成したので、水
素供給系へのプラズマ放電の入り込みによる汚染物質の
発生が少なくなるとともに、プラズマ放電は水素供給系
にさらに入り込みにくくなる。これによって放電管にお
ける水素解離効率の低下が防止され、水素メーザ標準器
の高安定度が長期間確保されるという効果がある。
れば、プラズマ放電の入り込みにくい円筒形の周面に真
空容器構成物質からなる水素の供給口を設け、さらに前
記供給口に内径が狭い絞り部（５）を形成したので、水
素供給系へのプラズマ放電の入り込みによる汚染物質の
発生が少なくなるとともに、プラズマ放電は水素供給系
にさらに入り込みにくくなる。これによって放電管にお
ける水素解離効率の低下が防止され、水素メーザ標準器
の高安定度が長期間確保されるという効果がある。
【図１】本考案の一実施例の断面図である。
【図２】従来の水素メーザ標準器における放電管を示す
断面図である。
断面図である。
１ 放電管 ３ 周面 ４ 供給口
Claims (1)
- 【請求項１】 円筒形の中心軸線に沿う方向の磁力線が
加えられる円筒形の周面に、放電管（１）内のプラズマ
放電によって汚染物質を放出しない真空容器構成物質に
よって、水素の供給口（４）を形成した水素メーザ標準
器用放電管において、 前記供給口（４）には内径が狭い絞り部（５）が形成さ
れていることを特徴とする水素メーザ標準器用放電管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991027149U JP2573879Y2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 水素メーザ標準器用放電管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991027149U JP2573879Y2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 水素メーザ標準器用放電管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04116353U JPH04116353U (ja) | 1992-10-16 |
| JP2573879Y2 true JP2573879Y2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=31911494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991027149U Expired - Fee Related JP2573879Y2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 水素メーザ標準器用放電管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2573879Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4706043A (en) * | 1986-05-23 | 1987-11-10 | Ball Corporation | Frequency standard using hydrogen maser |
| JPH0734486B2 (ja) * | 1987-06-08 | 1995-04-12 | アンリツ株式会社 | 水素流量制御弁 |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP1991027149U patent/JP2573879Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04116353U (ja) | 1992-10-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |