原子气室是新型量子仪表如量子频标和量子传感器等的核心部件,在其制备过程中,碱金属真空充制设备和充制质量控制是工艺和技术难点之一。运用麦克斯韦速率分布规律和Langmuir物质蒸发与凝结理论,研制了一种原子气室制备过程中碱金属充制的自动化控制工艺设备。实现了碱金属充制过程量化控制。经铷泡充制实验验证,充铷量在500±100μg以内的铷泡占已所充铷泡的比率由35%提高至73%;离散度由±550减小至±250μg。该技术和设备可用于原子气室批量制备,具有广泛的应用推广价值。