用于外部玻璃料安裝組件的系統及方法技術方案

本發明專利技術的實施例提供了改進的用于傳感器設備上的外部玻璃料安裝組件的系統和方法。在一個實施例中，一種制造傳感器設備的方法包括在傳感器主體中的至少一個開口之上，將至少一個組件堆固定在該傳感器主體上，其中該至少一個組件堆包括多個組件以及向至少一個組件堆中的多個組件以及傳感器主體施加玻璃料。該方法進一步包括加熱玻璃料、至少一個組件堆以及傳感器主體，使得玻璃料熔化，以及冷卻玻璃料、至少一個組件堆以及傳感器主體，使得至少一個組件堆被固定到傳感器主體。

【技術實現步驟摘要】
用于外部玻璃料安裝組件的系統及方法政府許可權益在通過美國軍方獲得的編號為W31P4Q-09-C-0348的合同下，本專利技術在美國政府的支持下做出。美國政府具有本專利技術中一定的權益。
技術介紹
原子傳感器，例如冷原子時鐘和環形激光陀螺儀，使用外部組件來在光信號和光學信號進入原子傳感器的主體時對它們進行控制，并且當光和信號離開原子傳感器主體時對它們進行感測。由于外部組件接收和控制光信號以及其它信號，這些組件必須在相對于原子傳感器的主體的正確位置上，以準確地接收和控制光信號以及其它信號。為了將外部組件固定在正確的位置上，使用粘結劑將該組件附著到原子傳感器的主體。可替換地，外部機械結構可以將原子傳感器和外部組件相對于彼此固定在期望的位置上。然而，當使用粘接劑或者外部機械結構固定外部組件時，振動和沖擊引起組件和原子傳感器相對于彼此的移動。該相對于彼此的移動影響了傳感器的操作質量。另外，在原子傳感器制造過程中使用粘結劑和外部機械結構來安裝外部組件需要多個步驟。
技術實現思路
本專利技術的實施例提供了一種用于外部玻璃料安裝組件的系統及方法，并且將通過閱讀和學習如下說明書得以理解。本專利技術的實施例提供了改進的用于傳感器設備上的外部玻璃料安裝組件的系統和方法。在一個實施例中，一種用于制造傳感器設備的方法包括在傳感器主體中的至少一個開口之上，將至少一個組件堆固定在傳感器主體上，其中至少一個組件堆包括多個組件；向至少一個組件堆中的多個組件以及傳感器主體施加玻璃料。該方法進一步包括加熱玻璃料、至少一個組件堆以及傳感器主體，使得玻璃料熔化；并且冷卻玻璃料、至少一個組件堆以及傳感器主體，使得至少一個組件堆固定到傳感器主體。附圖說明當依照優選實施例的說明以及如下附圖進行考慮時，本專利技術的實施例能夠更容易被理解，并且其進一步的優點和用途將會容易明白，其中：附圖1為剖面圖，說明了本專利技術的一個實施例中用玻璃料將外部安裝的組件附著到傳感器主體上；附圖2為框圖，說明了本專利技術的一個實施例中組件堆中的多個組件；附圖3為框圖，說明了本專利技術的一個實施例中的固定裝置，用于將組件堆固定到傳感器主體；附圖4為框圖，說明了本專利技術的一個實施例中，當將組件堆固定到傳感器主體時固定裝置的詳細視圖；附圖5為框圖，說明了本專利技術的一個實施例中的原子鐘的典型實施方式；附圖6為流程圖，說明了本專利技術的一個實施例中使用玻璃料將外部安裝的組件附著到傳感器主體上的方法；根據慣例，各種描述的特征并沒有按照比例繪制，被繪制為強調與示例性實施例相關的特定特征。具體實施方式在以下詳細說明中，對形成說明書一部分的附圖進行參考，并且其中采用了本專利技術可以被實施的特定說明性實施例的方式。這些實施例的說明足夠詳盡從而使得本領域技術人員能夠實施本專利技術，并且應當理解可以使用其它實施例，并且在不偏離本專利技術的保護范圍的情況下可以做出邏輯、機械和電氣方面的改變。因此以下詳細說明并不是在限定意義上做出的。本專利技術的實施例提供了一種使用玻璃料將組件外部安裝到原子傳感器上的系統和方法。通過將外部組件放置在相對于原子傳感器的主體的正確位置上并圍繞外部組件施加玻璃料，使得當加熱原子傳感器、外部組件和玻璃料時，玻璃料會將外部組件彼此焊接并焊接到原子傳感器的主體。通過使用玻璃料，外部組件剛性地附著到原子傳感器主體，使得當系統振動或者受沖擊時，外部組件隨著原子傳感器移動。另外，在其它組件接到原子傳感器的主體的同時，外部組件可以接到原子傳感器的主體。由于使用玻璃料可以將多個組件同時接到原子傳感器主體上的不同位置處，所以玻璃料的使用會使用更少的制造步驟來將原子傳感器的主體接到外部組件。附圖1為傳感器100的剖面圖，其中用玻璃料104將外部組件附著到原子傳感器100的傳感器主體106上。傳感器100是光學傳感器(例如加速度計、陀螺儀、原子鐘等諸如此類)。某些實施例中，傳感器100包括傳感器主體106，其包括空腔108，該空腔108圍成密閉的密封環境，其中環境類型幫助傳感器100正確操作。例如，當傳感器100是環形激光陀螺儀，空腔108會包含期望的氣體，該期望的氣體密閉地密封在傳感器主體106內。在傳感器為原子鐘的另一實施方式中，空腔108包圍密閉地密封在傳感器主體106內的真空。在某些實施方式中，傳感器100所獲得的測量信息由空腔108內包含的光學能量的觀測模式獲得。鑒于這個原因，傳感器100具有開口110，以允許空腔108內產生的測量信息由與傳感器100連接的外部系統所使用。開口110處于傳感器主體106上的位置，該位置允許光學能量離開或者進入傳感器主體106，并且允許外部系統分析空腔108內的光學能量的模式。如圖1所示，與傳感器主體106對接的組件結合在一起形成一個或多個組件堆102。傳感器100可以具有多個組件堆102，其與傳感器主體106中的不同開口110相關聯。例如，當傳感器100為原子鐘時，傳感器主體106可以具有將光引入到空腔108中的一個或多個開口110和將光線傳送到空腔108以外的一個或多個開口110。在與將光線引導入空腔108中相關聯的組件堆102的一個示例性實施例中，組件堆102可以包括光源(例如激光)、透鏡、分束器(即，將光的多個部分引導到分離的開口的裝置)、光束擴展器，以及諸如此類。在與接收來自空腔108的光相關聯的組件堆102的示例性實施例中，組件堆102包括光電探測器、透鏡等。另外，為了保持空腔108內的真空，在一個實施例中，組件堆102包括吸收劑。在傳感器100為環形激光陀螺儀的一個實施例，組件堆102將包括發光二極管，用于啟動環形激光陀螺儀的操作。在一個實施例中，環繞空腔108的開口110包括光學元件112，該光學元件112可以包括透明窗元件、反射鏡元件、或者部分透明和部分反射的元件。在至少一個實施例中，玻璃料104或者玻璃焊劑用于將組件堆102中的各個組件互接。這里使用的詞語“玻璃料”指的是熔化的或者部分熔化的物質，其可被加熱形成玻璃。與將各個組件彼此接合一起，玻璃料104也用于將組件堆102接合到傳感器主體106。在某些實施方式中，玻璃料104用于將鏡子和窗112接合到傳感器主體106。在光學元件112被接合到傳感器主體106的某些實施例中，組件堆102被接合到光學元件112。例如，使用玻璃料104將光學元件112接合到傳感器主體106，使得玻璃料104在光學元件112和傳感器主體106之間形成密閉密封。在開口110不包括光學元件112的可替換實施例中，使用玻璃料104，在開口110之上直接將組件堆102接合到傳感器主體106，以在組件堆102和傳感器主體106之間形成密閉密封。通過使用玻璃料104將組件堆102(或者與光學元件112一起，或者不一起)接到傳感器主體106，組件堆102中的組件牢固地接合到傳感器主體106，使得對傳感器100的沖擊和振動而對傳感器100精確度的影響減小了。另外，通過使用玻璃料104將組件堆102中的組件互接，并且將組件堆102接到傳感器主體106，傳感器100中的組件可處于它們相對于傳感器主體106的各自位置處并且同時互相接合并接合到傳感器主體106。附圖2為框圖，說明了具有多個傳感器堆中的多個組件的傳感器200。在一個實施例中，傳感器200包括如上所述的傳感器100。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種傳感器設備，所述設備包括：傳感器主體(106)，該傳感器主體(106)包括空腔(108)，其中該傳感器主體(106)包括該主體(106)中的至少一個開口(110)，該至少一個開口(110)提供了到該空腔(108)的通路；以及至少一個組件堆(102)，使用玻璃料(104)在至少一個開口(110)之上將所述至少一個組件堆(102)安裝到傳感器主體(106)，其中該組件堆(102)包括多個組件，這些組件用玻璃料(104)附著到彼此。

【技術特征摘要】
2012.01.31 US 13/362,2861.一種傳感器設備，所述設備包括：傳感器主體（106），該傳感器主體（106）包括空腔（108），其中該傳感器主體（106）包括該主體（106）中的多個開口（110），所述多個開口（110）提供了到該空腔（108）的通路；以及一個或多個組件堆（102），使用玻璃料（104）在所述多個開口中的一個或多個開口（110）之上將所述一個或多個組件堆（102）安裝到該傳感器主體（106），其中在所述一個或多個組件堆中的組件堆（102）包括多個組件，這些組件用玻璃料（104）附著到彼此，其中用玻璃料（104）將一個或多個光學元件（112）附著到所述一個或多個開口（110），使得所述玻璃料（104）和所述一個或多個光學元件密閉地密封該傳感器主體內的該空腔，其中用玻璃料將所述一個或多個組件堆附著到所述一個或多個光學元件。2.一種制造傳感器設備的方法，該方法包括：...

【專利技術屬性】
技術研發人員：C·M·肖伯爾，J·S·斯特拉布利，B·弗里茨，J·A·韋塞拉，K·薩利特，D·L·史密斯，T·D·斯塔克，
申請(專利權)人：霍尼韋爾國際公司，
類型：發明
國別省市：