CN104044096A - 辉光放电光谱仪用自动夹样机构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于测量装置技术领域，特别涉及一种辉光放电光谱仪用自动夹样机构，包括底座和压板，底座上设置升降装置和摆杆，升降装置用于竖直方向的位移，摆杆的一端与升降装置连接，摆杆的另一端与压板连接，使得压板随升降装置在竖直方向的位移而水平位移，底座与压板之间还设置螺栓、螺母及弹性件，螺栓穿过压板的第一通孔并与底座的第二通孔螺接，第一通孔大于第二通孔。本发明还提供辉光放电光谱仪用自动夹样机构夹持试样的方法。本发明通过控制活塞杆，使得压板在活塞杆及与活塞杆连接的摆杆作用下，一端上升，另一端下降，同时水平移动，进而压板夹持试样的一端按照设置的轨迹压紧试样，适应不同形状及规格的试样，操作简单。

Description

辉光放电光谱仪用自动夹样机构及方法

技术领域

本发明属于测量装置技术领域，特别涉及一种辉光放电光谱仪用自动夹样机构及方法。

背景技术

在对钢铁的基板分析和深度剖面分析中，通常会使用辉光放电光谱仪。对试样进行检测前，需将具有平整表面的被测样品作为辉光放电装置的阴极，阳极接地，然后在使用上加负高压，氩气被击穿，形成稳定的等离子体。受到电场加速的高能氩离子轰击试样表面，处于表面的试样原子获得足以克服晶格束缚的能量，以原子的形式被溅射出试样的表面，进入等离子体中。试样原子通过碰撞，原子的外层电子吸收一定的能力跃迁至更高的能级，原子处于激发态，发射出特征谱线，经过计算机的信号处理，获得特征谱线的发射强度。在深度剖析时，将特征谱线的发射强度记录为时间的函数，同时通过定量工作曲线，将特征谱线发射强度对时间的函数转化为质量分数对溅射深度的函数，通过测量已知成分参考试样的溅射率可以建立校准体系，然后通过仪器分析软件计算得出样品涂的质量百分含量。

目前，国家标准中没有规定试样的制样方法。即试样的形状可以为圆形或方形，试样的尺寸在20mm到100mm均合适。然而辉光放电光谱仪上的夹样机构的夹持方式仅限于直径45mm的圆形试样，使用范围受到限制。

因此，亟需一种可夹持不同形状和不同尺寸的台式粗糙度仪单面偏心轮锁紧试样装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种辉光放电光谱仪用自动夹样机构及方法，以实现夹持不同形状及不同尺寸的试样，操作简单，锁紧试样的成功率高。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种辉光放电光谱仪用自动夹样机构，包括底座和压板，所述底座上设置升降装置和摆杆，所述升降装置用于竖直方向的位移，所述摆杆的一端与所述升降装置连接，所述摆杆的另一端与所述压板连接，使得所述压板随所述升降装置在竖直方向的位移而水平位移，所述底座与所述压板之间还设置螺栓及弹性件，所述螺栓穿过所述压板的第一通孔并与所述底座的第二通孔螺接，所述第一通孔大于所述第二通孔，所述弹性件用于支撑所述压板。

进一步的，所述升降装置包括液压缸，所述液压缸包括液控回路和活塞杆。

进一步的，所述液控回路包括液压控制口、液压油及液压油通道，所述升降装置还包括松夹弹簧、环套及顶杆，所述松夹弹簧与所述活塞杆连接，所述环套套设在所述活塞杆的上端面，所述顶杆穿过所述环套并与所述活塞杆固定，使得环套固定在所述活塞杆与所述顶杆之间。

进一步的，所述环套与所述活塞杆之间设有弹簧，用于防止压紧动作与压板移动之间发生干涉。

进一步的，所述摆杆包括固定部及枢接在所述固定部的联动部，所述固定部固定在所述底座上，所述联动部包括呈夹角设置的第一臂部和第二臂部并形成V形，所述第一臂部固定在所述环套上，所述第二臂部固定在所述压板上。

进一步的，所述升降装置包括气缸、松夹弹簧、环套及顶杆，所述气缸包括活塞杆，所述松夹弹簧与所述活塞杆连接，所述环套套设在所述活塞杆的上端面，所述顶杆穿过所述环套并与所述活塞杆固定，使得环套固定在所述活塞杆与所述顶杆之间。

进一步的，所述第一通孔距离所述摆杆的一端具有间隙，用于压板沿远离所述摆杆的方向移动。

本发明提供的一种辉光放电光谱仪用自动夹样机构，通过在底座与压板之间设置螺栓和弹性件，使得压板可在外力的作用下摆动，改变压板的端部位置；同时在底座上设置升降装置和摆杆，摆杆分别与底座的活塞杆及压板连接，使得活塞杆在升降装置的作用下将上升并将压板远离试样的一侧顶起，靠近试样的一侧下移，与此同时摆杆随着活塞杆的上升而逆时针转动，压板水平移动，进而可以通过对摆杆的设置控制压板的移动轨迹，使其适应不同形状及不同规格的试样，操作简单，锁紧试样的成功率高。

本发明还提供一种辉光放电光谱仪用自动夹样机构夹持试样的方法，包括如权利要求1至5所述的辉光放电光谱仪用自动夹样机构，

步骤a：开启辉光放电光谱仪，进行中心定位，准备具有规则表面的试样并干燥；

步骤b：将试样放置在辉光放电光谱仪的电极上，启动液压控制口的开关，活塞杆在液压的作用下上移，安装在活塞杆上端的顶杆顶起压板的右端，压板的左端下移，与此同时压板在与活塞杆连接的摆杆带动下左移；

步骤c：判断压板是否移动至试样摆放的位置并压紧试样；

步骤d：若是，则进行试验，并在试验结束后断开液压控制口的开关。

相对于现有技术，本发明提供的一种辉光放电光谱仪用自动夹样机构夹持试样的方法，通过启动辉光放电光谱仪用自动夹样机构的液压控制口，使得压板在活塞杆及与活塞杆连接的摆杆作用下，压板的一端上升，压板的另一端下降，同时压板水平移动，进而压板夹持试样的一端按照设置的轨迹压紧试样，适应不同形状及不同规格的试样，操作简单，锁紧试样的成功率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施方式一提供的一种辉光放电光谱仪用自动夹样机构的流程示意图；

图2为本发明实施方式二提供的一种辉光放电光谱仪用自动夹样机构夹持试样的方法流程示意图。

其中，1、开槽沉头螺钉；2、开槽半沉头螺钉；3、松夹弹簧；4、活塞杆；5、环套；6、顶杆；7、弹簧；8、摆杆；9、压板；10、螺栓；11、支撑弹簧；12、摆杆螺钉；13、底座；14、液压控制口；15、密封装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施方式一

如图1所示，图1为本发明实施方式一提供的一种辉光放电光谱仪用自动夹样机构的流程示意图。

本发明提供的一种辉光放电光谱仪用自动夹样机构，包括底座13和压板9，底座13上设置升降装置和摆杆8，升降装置用于竖直方向的位移，摆杆8的一端与升降装置连接，摆杆8的另一端与压板9连接，使得压板9随升降装置在竖直方向的位移而水平位移，底座13与压板9之间还设置螺栓10及弹性件，螺栓10穿过压板9的第一通孔并与底座13的第二通孔螺接，第一通孔大于第二通孔，弹性件用于支撑压板9。

具体的，底座13的上端面上自左向右依次设有螺纹孔、摆杆8及液压缸。压板9放置在底座13的正上方并使得压板9对应底座13的螺纹孔的位置具有通孔，且通孔的直径大于螺纹孔的直径。螺栓10穿过通孔并将支撑弹簧11套设在穿过通孔的螺栓10上，然后螺接在底座13的螺纹孔中，使得支撑弹簧11支撑压板9并将压板9抵持在螺栓10的头部下端，将压板9固定在设置的高度。支撑弹簧11处在压板9与底座13之间，螺栓10将压板9分成处于左侧用于夹紧试样的夹样部及处于右侧的连接部。当螺栓10穿过通孔时，通孔的右侧具有空间，以便压板9可以水平向左移动。

在螺纹孔的右侧，摆杆8固定在底座13的上端面。摆杆8包括通过摆杆螺钉12固定在底座13上的固定部及与固定部枢接的联动部。联动部包括呈夹角设置的第一臂部和第二臂部并形成V形。其中第一臂部固定在压板9的连接点上，第二臂部固定在液压缸上，并使得摆杆8绕固定部的枢接点旋转时，第一臂部可绕压板9的连接点旋转。

液压缸设置在摆杆8右侧的底座13上，包括液控回路及活塞杆4。液控回路包括液压控制口14及设置在液压缸中的液压油及液压油通道。液压控制口14用于控制液压油的压力值，以便控制活塞杆4的上升。液压缸通过开槽沉头螺钉1及开槽半沉头螺钉2将固定块、液压缸及底座13固定连接在一起。且在固定块与活塞杆4之间的空隙设置松夹弹簧3。并使得松夹弹簧3与活塞杆4连接，以便在液压控制口14降低液压油的压力后，活塞杆4在松夹弹簧3的作用力下下降高度。在活塞杆4的顶端套设有环套5，环套5具有通孔且活塞杆4对应环套5的通孔处具有螺纹孔，顶杆6穿过环套5的通孔并螺接在活塞杆4的螺纹孔中，进而将顶杆6固定在活塞杆4上端的同时将环套5固定在顶杆6与活塞杆4之间。摆杆8的第二臂部与环套5连接，并使得摆杆8可以随着活塞杆4的上升而逆时针旋转，进而通过第一臂部带动压板9水平左移。

可以理解的是，在本实施例中，套设在支撑螺栓10上的还可以为气体弹簧或者具有缓冲带的橡胶管，橡胶管在竖直方向抵持压板9且当橡胶管在竖直方向上受到压力的情况下可以通过缓冲带收缩。

可以理解的是，摆杆8可以根据试样的形状与规格将第一臂部与第二臂部的长度及第一臂部与第二臂部之间的夹角。进而在逆时针旋转时压板9可以沿不同的轨迹移动至不同规格的试样上并压紧试样。

本发明提供的一种辉光放电光谱仪用自动夹样机构，通过在底座13与压板9之间设置螺栓10和弹性件，使得压板9的下端面被弹性件抵持，压板9的上端面被支撑螺栓10的头部限制，进而使得压板9可在外力的作用下摆动，改变压板9的端部位置；同时在底座13上设置升降装置和摆杆8，摆杆8分别与底座13的活塞杆4及压板9连接，使得活塞杆4在升降装置的作用下将上升并将压板9远离试样的一侧顶起，靠近试样的一侧下移，与此同时摆杆8随着活塞杆4的上升而逆时针转动，压板9水平移动，进而可以通过对摆杆8的设置控制压板9的移动轨迹，使其适应不同形状及不同规格的试样，操作简单，锁紧试样的成功率高。

实施方式二

如图2所示，图2为本发明实施方式二提供的一种辉光放电光谱仪用自动夹样机构夹持试样的方法流程示意图。在辉光放电光谱仪用自动夹样机构夹持试样的方法包括使用实施方式一中的辉光放电光谱仪用自动夹样机构：

步骤S10：开启辉光放电光谱仪，进行中心定位，准备具有规则表面的试样并干燥。在本实施方式中，以GD Profiler HR射频辉光放电光谱仪为例(法国Horiba Jobin Yvon公司生产)：阳极直径为4mm或7mm，配备一个焦距为1米的多色仪(34个通道)；具有多色仪光学系统Paschen-Runge；多色仪光栅刻数为3000gr/mm；多色仪光栅分辨率为0.014nm/mm。先进行开启设备前的准备工作，确认氦气已经充气24小时以上，且流量在4升/分以上时，打开位于主机后端中间位置的真空泵开关、驱动气(氮气)和激发气(氩气)，出口压力均调至0.5MPa，同时开启循环水。启动程序QuartumXP，系统自动初始化，然后填写用户名。接着对试样进行中心定位，定位完成后将试样放置在剪板机上裁剪成80*80mm规格的试样，最后对裁剪后的试样表面用酒精进行清洗并干燥。

步骤S20：将试样放置在辉光放电光谱仪的电极上，启动液压控制口的开关，活塞杆在液压的作用下上移，安装在活塞杆上端的顶杆顶起压板的右端，压板的左端下移，与此同时压板在与活塞杆连接的摆杆带动下左移。在本实施例中，将干燥后的试样放置在仪器用于对试样进行分析的位置，即辉光放电光谱仪的电极上。接着开启辉光放电光谱仪的液压控制口的控制开关，在液压油的作用下活塞杆向上提升，顶杆随着活塞杆的运动而推动压板的右端向上提升，在支撑弹簧的弹性支撑下，压板的另一端向下下降。与此同时固定在顶杆与活塞杆之间的环套在上升的过程中带动摆杆的第二臂部逆时针转动，使得摆杆的第一臂部逆时针转动，进而使得压板在水平方向上向左移动。如此，压板位于支撑螺栓左侧部分下降的同时左移，向试样靠近。

步骤S30：判断压板是否移动至试样摆放的位置并压紧试样。在本实施例中，在目测到试样与压板位于支撑螺栓左侧部分贴合后，通过拉力计等测力工具对试样进行拉力测试，观察试样是否能承受预设的压力值而不出现位移。例如：可以设置拉力值在100N。当试样在100N的拉力下维持5S未观察到试样出现问题时，判断试样被压紧。

步骤S40：若是，则进行试验，并在试验结束后断开液压控制口的开关。在本实施例中，若是则选择分析方法，进行曲线再校准。具体的，选择Control中的Recalibration依次对提示的试样校准进行激发，平均激发1－2个点。选择Analysis点击Surface输入测定的时间，点击“+”设置stage time(镀锌板小于20μm以下的设置3－5分钟)Average(采集点)：若设置时间超过5min则选0.5s/point；超过10min选1s/point；小于3min选0.1s/point，然后点击measure保存结果，接着点击CDP选择计算方法进行计算，点击OK。并在上述操作结束后卸载试样，关闭液压控制口的开关，使得活塞杆失去向上升的力作用。活塞杆在松夹弹簧的作用下恢复到初始的位置，即活塞杆下降。与之相连接的环套也下移，使得压板顺时针转动，压板水平右移的同时压板在螺栓右侧的部分下降，进而使得压板与试样脱离，退出试样检测的位置。最后，关闭主机、泵、循环水、驱动气、激发气及电源，并停止氮气的供应。

本发明的一种辉光放电光谱仪用自动夹样机构的方法，通过启动辉光放电光谱仪用自动夹样机构的液压控制口，使得压板在活塞杆及与活塞杆连接的摆杆作用下，压板的一端上升，压板的另一端下降，同时压板水平移动，进而压板夹持试样的一端按照设置的轨迹压紧试样，适应不同形状及不同规格的试样，操作简单，锁紧试样的成功率高；通过对被压板夹持后的试样进行拉力测试，判断试样的夹紧程度，进一步的提高锁紧试样的成功率。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种辉光放电光谱仪用自动夹样机构，包括底座和压板，其特征在于，所述底座上设置升降装置和摆杆，所述升降装置用于竖直方向的位移，所述摆杆的一端与所述升降装置连接，所述摆杆的另一端与所述压板连接，使得所述压板随所述升降装置在竖直方向的位移而水平位移，所述底座与所述压板之间还设置螺栓及弹性件，所述螺栓穿过所述压板的第一通孔并与所述底座的第二通孔螺接，所述第一通孔大于所述第二通孔，所述弹性件用于支撑所述压板。

2.如权利要求1所述的辉光放电光谱仪用自动夹样机构，其特征在于：所述升降装置包括液压缸，所述液压缸包括液控回路和活塞杆。

3.如权利要求2所述的辉光放电光谱仪用自动夹样机构，其特征在于，所述液控回路包括液压控制口、液压油及液压油通道，所述升降装置还包括松夹弹簧、环套及顶杆，所述松夹弹簧与所述活塞杆连接，所述环套套设在所述活塞杆的上端面，所述顶杆穿过所述环套并与所述活塞杆固定，使得环套固定在所述活塞杆与所述顶杆之间。

4.如权利要求3所述的辉光放电光谱仪用自动夹样机构，其特征在于：所述环套与所述活塞杆之间设有弹簧，用于防止压紧动作与压板移动之间发生干涉。

5.如权利要求1至4任一项所述的辉光放电光谱仪用自动夹样机构，其特征在于，所述摆杆包括固定部及枢接在所述固定部的联动部，所述固定部固定在所述底座上，所述联动部包括呈夹角设置的第一臂部和第二臂部并形成V形，所述第一臂部固定在所述环套上，所述第二臂部固定在所述压板上。

6.如权利要求1所述的辉光放电光谱仪用自动夹样机构，其特征在于，所述升降装置包括气缸、松夹弹簧、环套及顶杆，所述气缸包括活塞杆，所述松夹弹簧与所述活塞杆连接，所述环套套设在所述活塞杆的上端面，所述顶杆穿过所述环套并与所述活塞杆固定，使得环套固定在所述活塞杆与所述顶杆之间。

7.如权利要求5所述的辉光放电光谱仪用自动夹样机构，其特征在于，所述第一通孔距离所述摆杆的一端具有间隙，用于压板沿远离所述摆杆的方向移动。

8.一种辉光放电光谱仪用自动夹样机构夹持试样的方法，其特征在于，包括如权利要求1至5所述的辉光放电光谱仪用自动夹样机构，

步骤a：开启辉光放电光谱仪，进行中心定位，准备具有规则表面的试样并干燥；

步骤b：将试样放置在辉光放电光谱仪的电极上，启动液压控制口的开关，活塞杆在液压的作用下上移，安装在活塞杆上端的顶杆顶起压板的右端，压板的左端下移，与此同时压板在与活塞杆连接的摆杆带动下左移；

步骤c：判断压板是否移动至试样摆放的位置并压紧试样；

步骤d：若是，则进行试验，并在试验结束后断开液压控制口的开关。